Revue des sciences avril 2018


Pour la Science

Physique, espace, nanos

Climat, écologie, énergie

Biologie, préhistoire, cerveau

Santé

Techno

J'ai été très intéressé par la théorie de l'évolution d'Éric Bapteste insistant sur les interrelations et le collectif qu'il définit comme "des handicapés qui s'épaulent" ! Encore une fois notre préhistoire est réécrite gommant un peu plus la différence entre Sapiens et Néandertal, témoignant surtout de notre manque de données. La mort de Hawking est l'occasion de parler de la théorie du multivers. On apprend que l'éventualité rejetée jusqu'ici d'utiliser des bombes atomiques pour détourner un astéroïde est désormais envisagée sérieusement. On s'approche sinon du point de non-retour pour la biodiversité ou la déforestation, en désespoir de cause on pourrait essayer d'empêcher les glaces des pôles de fondre ou protéger les coraux du soleil. Déjà, des Chinois veulent faire tomber la pluie au Tibet avec des cheminées qui répandent de l'iodure d'argent, risquant d'assécher d'autres contrées. A côté de cela, la production d'électricité à partir des variations de température semble très anecdotique mais les tentatives de produire de l'électricité à partir de la chaleur ambiante se multiplient. Alors que l'Intelligence Artificielle occupe le devant de la scène, on pourrait l'utiliser en combinaison avec la blockchain pour contrôler nos appareils numériques par la pensée. Plus inquiétant, de façon très prématurée, il est déjà proposé de conserver son cerveau sous forme numérique en figeant ses synapses afin de pouvoir les enregistrer numériquement dans un avenir hypothétique...

Revues : Pour la Science
Brèves : Physique - Climat - Biologie - Santé - Technologie

- Economie et social

Il y a un phénomène curieux (en politique notamment), c'est comme on peut être d'autant plus sûr de détenir la vérité qu'on est ignorant (sans le savoir). C'est une erreur commune de s'imaginer que les sciences disent la vérité - que ce n'est qu'une autre idéologie - alors qu'elles ne font que mettre en cause les vérités précédentes par un savoir pratique en progrès constant qui, curieusement, est aussi un progrès dans l'ignorance - découverte à chaque fois de tout ce qu'on ne connaît pas encore, à l'opposé d'une vérité métaphysique censée clore définitivement la question. Un hors-série de La Recherche sur les controverses scientifiques s'ouvrait d'ailleurs par l'affirmation qu'il n'y a pas de vérité (dans les sciences). C'était une des raisons de cette revue des sciences (commencée avec la théorie holographique de l'univers) d'ébranler nos certitudes et de nous confronter à notre ignorance. Il y avait aussi le souci de suivre la convergence des nouvelles technologies (Nano, Bio, Info, Cognitives) ainsi que d'essayer d'évaluer les risques d'effondrement et ceux du climat. Partant des hypothèses extrêmes et des risques majeurs, j'ai fini pourtant par me rendre au diagnostic plus mesuré du GIEC, sans que ce soit rassurant pour autant mais j'ai dû apprendre que le pire n'est pas aussi sûr qu'on pouvait le craindre - du moins si on arrive à une capture du CO2 massive. Des catastrophes sont malgré tout certaines, comme le Big One californien, on ignore seulement la date. La seule chose qui compte alors, c'est la solidarité sociale (à l'opposé des survivalistes).

Aujourd'hui, l'écologie prend le pas sur la physique avec un risque d'effondrement qui viendrait à moyen terme plutôt de l'état préoccupant de la biodiversité, la "Plateforme intergouvernementale sur la biodiversité et les services écosystémiques" (IPBES) dressant un état des lieux catastrophique de la flore et de la faune, mettant en cause la déforestation ainsi que la dégradation des sols qui n'est pas isolée du reste. La bonne nouvelle, c'est qu'il semblerait qu'une augmentation de 5% des aires protégées permettrait déjà de tripler la variété d'espèces d'oiseaux et de mammifères sauvegardées. Cependant, la forêt amazonienne est proche de la situation de non-retour (elle était d'ailleurs densément peuplée avant la colonisation, le retour de la forêt participant ensuite au petit âge glaciaire quand elle s'est dépeuplée). De plus, si rien n'est fait pour enrayer la tendance, dans la région Asie-Pacifique au moins, la ressource en poissons sera épuisée d'ici 30 ans. Il n'est donc pas question d'être optimistes mais notre époque est bien décisive. Il ne faut ni en rajouter (il n'y a pas besoin), ni rêver à une quelconque utopie, encore moins laisser faire mais se concentrer sur les actions qui restent possibles pour éviter le pire. Ainsi, même si c'est difficile à croire, les USA pourraient quand même atteindre les objectifs de la COP21 malgré Trump !


Changements climatiques depuis -6000

Assurément, les raisons de s'inquiéter ne manquent pas. Ainsi, la fonte du Groenland s'accélèrerait par réactions en chaîne et la fonte du pergisol pourrait dégager 10 fois nos émissions annuelles de CO2... mais en 300 ans ! De même, une fois que les températures dépasseront 1,5°C, l'élévation du niveau de la mer sera d'au moins 1,2 m d’ici à 2300. On devrait quand même avoir le temps de réagir d'ici là. Paradoxalement les étés plus chauds et la fonte du pôle nord devrait ralentir le Gulf stream, refroidissant du coup l'Europe et fragilisant un peu plus ses écosystèmes. Il semble un peu dérisoire d'essayer d'empêcher les glaces des pôles de fondre ou d'installer un film pour protéger les coraux du soleil mais ce serait sans doute utile malgré tout. Plus important peut-être, se substituant plus rapidement qu'on ne le pensait à l'élevage, arriverait de la nourriture pour chiens à base de champignons cultivées dans un bioréacteur et produisant toutes les protéines nécessaires. La viande artificielle pourrait donc concerner d'abord les animaux, réduisant d'autant leur empreinte écologique (réduire la consommation de viande étant une priorité). Autre problème urgent, le manque d'eau pourrait concerner 5 milliards de personnes en 2050 et, dès maintenant, des Chinois veulent faire tomber la pluie au Tibet avec de l'iodure d'argent...

Par contre, si l'AIE craint une pénurie de pétrole à partir de 2020, c'est uniquement à cause du manque d'investissement depuis 2015, et pas du tout la fin du pétrole pour autant, hélas. En effet, même si elle est bien engagée, à ce rythme il faudrait 400 ans pour que la transition énergétique soit achevée ! En tout cas, la perspective du 100% renouvelable en 2050 n'est pas crédible. On ne sait si produire de l’électricité à partir des variations de température est juste un gadget ou si les diverses technique produisant de l'énergie à partir de la chaleur finiront par se généraliser ? On pourrait compter aussi sur la production contrôlée par optogénétique de carburants avec des levures modifiées. Enfin, la fusion pourrait finir également par produire de l'électricité, bien que ce ne soit pas encore assuré. En tout cas, le CEA et le Japon travaillent ensemble au successeur d'ITER, un prototype de réacteur industriel de fusion pour la production effective d'électricité cette fois. Des scientifiques américains espèrent y arriver avant avec Sparc, grâce à des supraconducteurs et aimants plus puissants quand d'autres explorent plutôt la micro-fusion par laser de nanotubes. C'est quand même le solaire qui est l'énergie de l'avenir mais l'autoconsommation collective du solaire est freinée en France - par souci d'éviter des "effets d'aubaine" - alors qu'elle se développe en Allemagne.

L'autoconsommation individuelle a séduit 20.000 foyers français contre 500.0000 en Allemagne

On a beaucoup parlé du continent de plastique qui augmente de façon exponentielle et qu'il faudra traiter en plus d'essayer de réduire la consommation de plastiques et de les recycler. Sinon, c'est l'agriculture qui détient une bonne partie des clés de notre avenir, pour la biodiversité comme pour le climat, mais on apprend que les agriculteurs sont les plus malheureux dans leur travail, contrairement aux coiffeurs ! En tout cas, on aurait avec les micro-ARN, une alternative sérieuse aux engrais chimiques et aux pesticides et il semble bien qu'on n'est qu'au début des manipulations génétiques avec un riz OGM poussant dans les sols salés ou des plantes modifiées pour résister aux virus. De même, en intégrant CRISPR dans les vers à soie (ce qui est à l'origine le système antivirus bactérien), on les protègerait des virus (il y a aussi de vers à soie modifiés qui intègrent dans la soie des acides aminés synthétiques). L'étude qui alertait sur les mutations non voulues provoquées par CRISPR a d'ailleurs été retirée (l'expérience n'a pu être reproduite) et les organismes modifiées par l'édition de gène CRISPR ne seront pas considérés comme des OGM aux USA et ne seront donc pas réglementés...
 

- Sciences

Neutrino tracks in a detector

Maintenant que la techno-science va des nanotechnologies (atome) à l'espace et à l'intelligence artificielle, elle semble n'avoir plus d'extérieur mais si l'étrangeté quantique ne peut aller jusqu'à une causalité indéfinie, comme certains l'imaginaient, il reste à explorer d'autres univers peut-être. Ainsi, les médias anglo-saxons ont fait tout un buzz autour du dernier article de Stephen Hawking, publié juste avant sa mort, en prétendant qu'il montre comment on pourrait trouver des traces de l'existence d'autres univers dans le fond cosmologique. En fait, l'article prolonge seulement ses articles précédents en montrant que les univers multiples seraient plus semblables qu'on pouvait le penser (à part ça, il pourrait avoir eu en fait une poliomyélite et aurait été mal diagnostiqué!!).

Dans la moisson des spéculations physiques, on a une étude sur la thermodynamique de très petits systèmes à très haute énergie - comme l'univers au début du Big Bang - montrant qu'il y aurait eu alors production de nombreuses particules issues de la transformation de l'énergie en masse. Pour d'autres, la matière noire pourrait donner leur masse aux neutrinos comme le champ de Higgs la donne aux autre particules. Les variations d'intensité du champ de Higgs sont soupçonnées également avoir favorisé des petits trous noirs primordiaux, ce qui pourrait expliquer une partie au moins de la matière noire mais une galaxie sans matière noire pose question (réfutant la théorie MOND d'une modification de la gravitation, sauf si l'influence des galaxies environnantes pouvait expliquer l'anomalie ?). Comme toujours, il faut attendre que les nouvelles du mois soient confirmées ou infirmées par les études suivantes.

On apprend que, pour la première fois, une startup a lancé des mini-satellites sans autorisation et, alors que c'était une hypothèse trouvée trop dangereuse jusqu'ici, la Nasa veut détourner des astéroïdes par des bombes nucléaires. Les Russes ont calculé qu'il faudrait l'équivalent de 200 bombes Hiroshima pour éliminer un astéroïde de 650 pieds (on voit que pour détruire la Terre, il faudrait beaucoup de bombes atomiques). Il est amusant de voir comme on se base à chaque fois sur l'état actuel de notre technologie pour détecter des extraterrestres. Ainsi, on suppose aujourd'hui que l'existence de satellites et déchets spatiaux serait un bon indicateur de civilisations spatiales (sauf qu'on se préoccupe désormais de faire le ménage). En tout cas, comme la Terre, Mars reçoit de grandes quantité de matière organique venus de l'espace, ce qui renforce l'hypothèse non seulement de la vie sur Mars mais de la même base organique de la vie dans tout l'univers. Cette matière carbonée viendrait d'un environnement froid et riche en azote, soumis à un rayonnement énergétique, indiquant que ces micrométéorites proviendraient de la surface de petits corps glacés des régions externes du système solaire.

A person wearing a portable brain scanner
Magnétoencéphalographe (MEG) portable !

J'ai trouvé très intéressant l'abord de l'évolution d'Éric Bapteste qui part du milieu et du collectif, des réseaux plutôt que des arbres et définit le collectif comme "des handicapés qui s'épaulent"... Le séquençage de l'ADN a beau être devenu routinier, 40% des tests génétiques commercialisés seraient tout simplement faux et c'est la première fois que la technique déjà relativement ancienne de lecture de l'ADN à travers des nanopores a permis de séquencer le centromère du chromosome Y humain, partie cruciale lors de la division cellulaire mais qui était très difficile à reconstituer avec les techniques actuelles à cause d'un grand nombre de répétitions en miroir. Les mutations préservant de pathologies (comme la cirrhose) sont recherchées pour mettre au point des traitements... avant de servir à des hommes améliorés ? J'attire l'attention régulièrement sur le risque majeur trop négligé du bioterrorisme mais l'Organisation mondiale de la santé (OMS) en tient compte désormais, plaçant une "maladie X" dans la liste des pathologies pouvant potentiellement causer un "danger international". L'autre risque est celui de la consommation mondiale d'antibiotiques qui a augmenté de 65% entre 2000 et 2015, surtout dans les pays pauvres, et qui risque de renforcer encore les résistances.

On a beaucoup parlé de la découverte dans le corps d'un réseau de canaux appelé interstitium qui serait le plus grand de nos organes ! En fait, c'est assez contestable mais cette couche de tissu remplie de fluide circulant dans l'ensemble du corps pourrait avoir un rôle dans la dissémination des métastases cancéreuses. Une étude, très discutée, relance la crainte d'un lien entre l'exposition aux ondes et cancer mais, en même temps, les animaux exposés ont vécu plus longtemps ! De plus, on n'a pas encore observé d'augmentation des cancers chez les usagers de mobiles. Ce qui m'a toujours étonné, c'est qu'on se focalise sur de très rares cancers alors qu'on devrait prendre en compte plutôt le fait que les radiations augmentent la perméabilité des cellules et peuvent surtout perturber le sommeil en réduisant la production de mélatonine par la glande pinéale (chez certains).

Il est difficile d'aborder sereinement les différences cognitives entre hommes et femmes, coincés entre "nativistes" (différencialistes) et socioconstructivistes, mais il y a bien des différences biologiques. Ainsi, chez la souris, les peines chroniques peuvent être soulagées en bloquant les récepteurs D5 à dopamine pour les mâles, alors que chez les femelles, ce sont les récepteurs D1 qui seraient en cause ! Ceci dit, tenir la main de quelqu'un qui souffre déclenche la synchronisation des ondes cérébrales et apaise la douleur aussi. Par ailleurs, une étude semble confirmer que les drogues psychédéliques ouvrent bien l'esprit, comme on le prétendait dans les années 1960, et que la psilocybine pourrait nous guérir de l'autoritarisme, favorisant le sentiment d'appartenance à la nature. Sinon, le fait qu'un anticancer réduise l'autisme renforce l'hypothèse de son origine épigénétique (empêchant l'expression de nombreux gènes) alors que l'imagerie cérébrale confirme l'existence d'au moins 2 types différents de schizophrénies, ce dont on se doutait de puis longtemps.

L'efficacité de la stimulation électrique a été mesurée dans le cerveau, sa pratique étant de plus en plus répandue. Ainsi, une stimulation électrique derrière l'oreille ferait marcher plus vite les personnes âgées et certains voudraient renforcer la mémorisation par stimulation électrique dans l'Alzheimer (pourtant ce serait le rappel de la mémoire qui serait affectée disait-on, pas son enregistrement?). En tout cas, si les personnes âgées perdent la capacité de se repérer dans l'espace, elles augmenteraient leur capacité de reconnaissance des visages (les adultes possèdent 12,6 % de matière grise de plus que les enfants dans le gyrus fusiforme). Ce n'est pas ce que je constate moi-même mais il paraît que la lecture se développe au détriment de cette zone...

La course à la reconstitution de l'ADN ancien mène à un trafic des vieux fossiles inquiétant mais la préhistoire n'arrête pas de se réécrire avec des artefacts de Sapiens il y a 320 000 ans, confirmant non seulement l'ancienneté de notre espèce, comme on l'avait vue en juillet, mais aussi de ses progrès cognitifs. Là-dessus, on prétend que des coquillages percés en Espagne témoigneraient que le plus ancien témoignage de pensée symbolique est néandertalien, sauf qu'il n'est pas impossible que des Sapiens soient passés du Maroc en Espagne dans ces temps reculés. Certains vont même jusqu'à supposer que Néandertal aurait un ancêtre Sapiens, ce qui semble ne pas rendre compte de ce qui nous distingue manifestement, notamment dans l'expression symbolique. Comme nous nous sommes croisés 2 fois avec les Denisoviens, il faudrait supposer que là aussi, nous serions de la même espèce. Il faut dire que, non seulement on tend à gommer les différences avec Néandertal mais avec les chimpanzés aussi ! Cela prouve simplement qu'il y a une évolution continue, un développement orienté dans la même direction à partir des ébauches précédentes. On avait vu le mois dernier que l'éruption du Mont Toba n'avait sans doute pas provoqué d'hiver volcanique prolongé, on constate aussi que la catastrophe n'aurait pas affecté les populations côtières au moins (se nourrissant de coquillages). Si ce n'est pas donc la cause du goulot d'étranglement des populations sapiens dont nous descendons autour de cette date, il faut croire que c'est, comme plus tard, juste une population plus évoluée qui a remplacé les anciennes ?

Enfin, il est amusant d'apprendre que James Mellaart, archéologue réputé, co-découveur en 1951 de Çatalhöyük (cité néolithique de 9000 ans), passait son temps à faire des faux dans une écriture post-sumérienne qu'il prétendait ne pas connaître (pour se moquer de ses collègues?) ! Ceci dit, il y avait déjà des faussaires chez les scribes, il y a 2600 ans, avec, par exemple, une prétendue lettre de Gilgamesh...
 

- Numérique

Samsung Unspoilme

On est carrément dans la science-fiction des "hommes en noir" avec une application Samsung, Unspoilme, qui prétend pouvoir faire oublier une série TV grâce à un programme d'hypnose ! Encore plus sensationnaliste, la proposition (malhonnête) d'une start-up de figer les synapses, à peine mort, pour conserver son cerveau sous forme numérique lorsqu'on saura le faire ! C'est au moins très prématuré. Un des problèmes, c'est la quantité phénoménale d'informations nécessaire pour coder 100 milliards de cellules nerveuses interconnectées (d'où l'importance d'une simulation du cerveau moins gourmande en mémoire). Il y a pire puisqu'une nouvelle théorie prétend que la mémoire est stockée à l'extérieur des neurones, dans leur "matrice extracellulaire environnante" à partir des atomes de métaux qui s'y trouvent présents (cuivre, zinc, etc). L'informatique quantique aussi reste encore un peu de la science fiction même si les premières machine arrivent mais très limitées. Ce qui pourrait la rendre opérationnelle, c'est de substituer à des photons individuels un flux de photons intriqués, permettant ainsi de surmonter la décohérence qui reste l'obstacle principal à l'exploitation des propriétés quantiques. Cela reste à voir mais ce serait cette fois vraiment l'ouverture vers un nouveau monde.

La grande nouvelle du mois a été le scandale de l'exploitation des données de Facebook pour la campagne politique de Trump, provoquant une campagne #DeleteFacebook et faisant plonger en bourse l'entreprise. On n'a pas assez insisté sur le fait que ce n'étaient pas n'importe quelles idées politiques qui ont pu être mobilisées ainsi, ce qu'il faut rapprocher de la facilité avec laquelle une IA conversationnelle était devenue néonazi, le risque est bien de faire arriver un pouvoir autoritaire, violent et raciste (le numérique prétendu libérateur a bien un potentiel d'asservissement). Ce qu'il faut retenir, outre le pouvoir d'influencer les élections par les données massives, risque dont on avait parlé le mois dernier et qui devrait s'aggraver à l'avenir, c'est aussi que les petits hackers ou lanceurs d'alerte anarchistes sont toujours moins forts que les Etats et grandes puissances financières manipulant désormais les opinions aussi bien par la publication de données secrètes volées à leurs adversaires, et présentées comme des fuites anonymes...

En tout cas, l'enjeu principal actuel, c'est la course des géants (Google, Amazon, Microsoft) pour devenir les leader de l'IA dans le cloud, supposé être le plus lucratif et stratégique à l'avenir. Il se pourrait cependant que ce soient les Chinois qui passent devant cette fois. En effet, la Chine veut standardiser l'IA en espérant imposer ses standards au reste du monde grâce à son avance dans ce domaine (pas assez connue). Ainsi, au moment où Microsoft annonce une IA qui traduit du chinois à l'anglais aussi bien qu'un humain, le chinois Baidu sort lui un traducteur de poche en temps réel ! Les domaines d'applications de l'IA sont effectivement innombrables puisque cela va de l'agriculture (dont on attend beaucoup) ou la construction (surveillance des chantiers par drones), à la transformation de données en narration (news automatiques de baseball, de finances, etc.), l'invention de nouvelles façons de synthétiser des molécules complexes, la simulation du fonctionnement d'une levure et de l'effet de ses mutations, etc. Plus étonnant, on pourrait même combiner IA et blockchain pour contrôler des appareils par la pensées ! Bien sûr, comme on pouvait s'y attendre malgré les protestations, il y a aussi des drones-robots tueurs qui sont en développement. Il serait donc bien nécessaire de pouvoir reconstituer ce que voient les Intelligences Artificielles et comment elles prennent leurs décisions :

L'autre grande nouvelle du mois, c'est l'accident d'une voiture autonome Uber qui a causé la mort d'un passant. On voit que le conducteur n'était pas concentré sur la route mais c'est bien le risque de ces véhicules autonomes. Il ne faut pas croire que cet accident mettra un terme à une conduite automatique qui réduit significativement les accidents au contraire. De leur côté les Chinois laissent la voie libre aux voitures sans chauffeurs et si les testeurs d'Uber ont dû reprendre le contrôle des voitures autonomes une fois tous les 20 km, leur rival Waymo n'a eu besoin de reprendre le contrôle qu'une fois tous les 9000 km (et développe une Jaguar autonome). Avec le smartphone d'Huawei intégrant l'IA (pour reconnaître chats, chiens, aliments et autres objets), on pourrait même transformer une Porsche Panamera en voiture autonome ! Pendant ce temps là, deux chercheurs de l’Inria testent avec un jeu vidéo de rallye automobile une méthode dite d’apprentissage de la conduite par renforcement, la voiture autonome se débrouillant toute seule par essais-erreurs (mais dans le jeu, elle rebondit sur les murs!). Une étude prétend que dans les grandes villes (où l'on n'a pas besoin d'une grande autonomie ni donc de grosses batteries) une flotte de taxis autonomes réduirait les émissions de gaz à effet de serre de 73% et la consommation d'énergie de 58% par rapport à des taxis conventionnels mais on avait vu que ce serait le contraire si cela se fait au détriment des transports en commun...
 

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Pour la Science no 486, la Terre boule de neige


Pour la Science

- Le paradoxe de la Terre boule de neige, p26

Il y a plus de 635 millions d’années, la Terre a connu une période si froide qu’elle a très probablement été recouverte de glace pendant plusieurs dizaines de millions d’années. Or non seulement la vie a persisté, mais les organismes pluricellulaires ont pris leur essor juste après.

l’époque, les organismes les plus évolués étaient des algues filamenteuses et des organismes mobiles unicellulaires (des protozoaires). Les premiers eucaryotes – des organismes formés d’une cellule comportant un noyau, et dont sont issus tous les animaux et les plantes – sont apparus plus d’un milliard d’années plus tôt, mais la vie pluricellulaire ne s’est pas encore imposée. Or non seulement les organismes photosynthétiques ont survécu à cette glaciation extrême, mais la vie pluricellulaire a connu une extraordinaire explosion juste après.

Il paraissait impossible que la Terre sorte de cette hibernation. L'hypothèse retenue est celle du volcanisme salissant la glace et libérant du CO2 qui n'était plus éliminé par l'érosion, s'accumulant jusqu'à faire fondre la glace, ce qui aurait enclenché alors un emballement du réchauffement. Comme d'autre part des bactéries exploitant le soufre auraient provoqué une oxygénation massive, cela aurait permis aux multicellulaires de se développer et notamment aux algues vertes.

- Évolution : des réseaux plutôt que des arbres, p70

Éric BaptesteMolécules, cellules, organismes, sociétés, aucun élément biologique n’agit seul, tous interagissent. Telle est la thèse qu’Éric Bapteste défend dans son dernier livre, Tous entrelacés !

A toutes les échelles, le monde vivant est complexe et interconnecté – « entrelacé ». Ses composants interagissent tous, qu’il s’agisse de protéines associées, d’organismes en symbiose, de transfert de gènes, de cycles géochimiques.

La première question que pose ce constat est : pourquoi tout est collectif ? Sans doute parce qu’il ne peut en être autrement, parce que rien dans le monde biologique n’est vraiment capable de se reproduire ni de persister seul. Et si tout est collectif, alors comment les composants entrent-ils en interaction ? Comment s’intègrent-ils, s’appuient-ils les uns sur les autres ?

Je crois que l’objet de la biologie est de comprendre les interactions par lesquelles se déploient les processus dans le temps. Il existe plusieurs définitions d’un processus, mais on peut retenir qu’il modifie un état initial et arrive à un état transformé. Des patrons d’interactions décrivent donc des processus. Certains processus sont remarquables, car ils se répètent. Par exemple, presque toutes les cellules emploient une machine moléculaire, l’ATP synthase, pour produire de l’énergie. Elle utilise l’énergie potentielle engendrée par un gradient de concentration de protons pour transformer une molécule (ADP) en une autre (ATP) que la cellule exploite. Mais avant d’utiliser ce gradient, les cellules dépensent de l’énergie pour le créer en faisant sortir les protons à l’extérieur de leur membrane. Certains y voient les vestiges d’un processus passé, à une époque où les cheminées hydrothermales des grands fonds sous-marins produisaient un gradient naturel de protons, autour duquel les premières structures biologiques se seraient développées. Cette organisation autour de tels gradients serait devenue un élément structural de l’évolution.

Les processus de la biologie prolongeraient les processus géologiques. Le défi à mon sens est donc d’étendre la théorie de l’évolution pour en faire non pas la science de l’évolution des espèces, mais celle de l’évolution des processus.

Privilégier le collectif, les relations et les processus sur les organismes isolés rejoint les tendances hégéliennes, marxistes ou (éco)systémiques. L'insistance sur la sélection de groupe s'oppose à la conception individuelle de la sélection (même si les mutations sont individuelles au départ). Une autre idée défendue par Éric Bapteste contre la sélection du plus apte, est celle de la perte de fonction qui rend dépendant du collectif ou d'un autre organisme, ce qui se retrouve dans nos sociétés modernes, par exemple avec l'agriculture interdisant tout retour en arrière. Il faut maintenir malgré tout la sélection après-coup qui avantage les collectifs qui marchent le mieux, au moins sur les longues périodes.

Une façon plus mécanique d'expliquer des collectifs est de recourir à la théorie de la présuppression. Imaginez que deux entités, par exemple des protéines, interagissent par hasard et que, au gré d'une mutation génétique, l'une d'elle se met à dépendre de l'autre : elle perd ses capacités, mais l'autre les compense. Bien que désavantageuses pour la protéine seule, la mutation sera transmise à la descendance, comme si la seconde protéine avait supprimé par avance le handicap de la première.

Cette théorie offre une vision de l'évolution aux antipodes de la sélection des meilleurs. Elle décrit un monde où les handicapés qui s'épaulent sont nombreux parmi les systèmes complexes. Certains proposent d'appliquer ce modèle aux ribosomes. Dans cette perspective neutraliste, la complexité émerge d'une succession d'interactions loin d'être optimales pour la survie [individuelle], mais qui interdisent le retour à l'état initial par un effet cliquet : la probabilité d'un retour à un état indépendant est beaucoup plus faible que celle de s'en éloigner. C'est interprétation diverge de celle selon laquelle lors de la complexification d'un assemblage de protéines, la sélection optimise les fonctions de cet assemblage [contestable?].

- Le plus ancien témoignage de pensée symbolique serait néandertalien ?, p13

Les coquillages perforés de Los Aviones

L'âge de coquillages perforés découverts dans une grotte espagnole a été estimé à 115 000 ans. Ils ne peuvent ainsi qu'être l'oeuvre de l'homme de Néandertal.

Les plus anciens bijoux de l’humanité connus étaient jusqu'ici des coquillages percés vieux de 75 000 ans provenant d’Afrique du sud. Mais Dirk Hoffmann, de l’Institut Max-Planck d’anthropologie évolutionniste à Leipzig, avec des collègues italiens et espagnols, vient de montrer que des perles en coquillages similaires provenant d’Espagne sont vieilles de 115 000 ans. Elles ne peuvent donc qu'être l'œuvre de l'homme de Néandertal.

Les perles en coquillage d’Afrique du sud proviennent de la grotte de Blombos, non loin du Cap. Elles ont été découvertes dans une strate du Paléolithique moyen africain (-200 000 à -30 000 ans), qui outre une industrie lithique comparable au Moustérien (la culture matérielle des néandertaliens), a livré plusieurs plaquettes d’ocre gravées de motifs abstraits, de nombreux outils d’os et une quarantaine de coquillages perforés.

Les perles espagnoles proviennent de la grotte de Los Aviones, près de Carthagène, dans une strate datant d'une époque où la grotte devait se trouver à deux ou trois kilomètres de la mer. Aujourd’hui, cette strate est au raz des flots et surmontée par une couche stalagmitique, dont les chercheurs ont daté quatre échantillons par la méthode du rapport uranium-thorium. Leurs résultats convergent vers la date de - 113 000 ans. Cela implique que les individus qui ont fabriqué les perles de Los Aviones ne peuvent être que les néandertaliens, seuls habitants de l'Europe à l'époque.

Ainsi, le plus ancien témoignage de pensée symbolique est désormais néandertalien ! Or on sait par ailleurs que les Néandertaliens étaient dotés de tout l’appareil phonatoire nécessaire pour parler ; qu'ils se servaient de colle ; on connait au moins un pendentif en serres d’aigle qui leur est attribuable, et l’on suspecte que certaines de leurs tribus confectionnaient des coiffes de plumes ; on sait aussi que leurs ancêtres pré-néandertaliens employaient l’ocre et façonnaient des armes de jet optimisées, etc.

Bref, le plus plausible est que la pensée symbolique de Homo neanderthalensis, et, partant, sa capacité à penser et à parler, étaient comparables à celle d'Homo sapiens. Pour les chercheurs, s’il en est ainsi, c’est qu’il y a plus d’un demi-million d’années, pensée symbolique et langage étaient déjà bien développés chez Homo heidelbergensis, l’ancêtre commun africain de l'homme de Néandertal et de l'homme moderne.

Je trouve un peu rapide la certitude qu'il n'y avait pas de Sapiens en Espagne à cette date (certes on n'en a pas trouvé jusqu'ici) car on sait maintenant qu'il y en avait dans le Maghreb depuis plus de 300 000 ans. Depuis ce temps, certains ont pu passer en Espagne, avant la "sortie d'Afrique" principale par la Palestine (terre promise, si malheureuse aujourd'hui). L'assimilation de Sapiens avec Néandertal reste quand même problématique étant donnée les énormes différences visibles même si la tendance actuelle est de considérer que ce serait une même espèce, ce qui est biologiquement soutenable puisqu'il y a eu métissage, mais ne peut signifier une identité génétique. Si vraiment le langage narratif date de 500 000 ans, voire beaucoup plus, c'était sous une forme très primitive, ne se développant que vers 50 000-70 000 ans quand les groupes étaient assez importants pour transmettre une culture complexe. En tout cas, c'est à cette époque seulement que l'explosion culturelle devient manifeste. Il faut dire que, non seulement on tend à gommer les différences avec Néandertal mais avec les chimpanzés aussi ! Cela prouve simplement qu'il y a une évolution continue, un développement orienté dans la même direction à partir des ébauches précédentes.

- Le vin, un nouvel antidépresseur ?, p14

Les polyphénols sont connus pour leurs activités antioxydante, anti-inflammatoire, antimicrobienne et anticancéreuse. Et les neuroscientifiques savaient déjà qu'un mélange de trois polyphénols (contenant notamment du resvératrol), issus des raisins, diminuait divers troubles cognitifs chez l'animal. Mais ils ignoraient son effet dans la dépression et les mécanismes en jeu. Cette fois, ils ont identifié les deux molécules issues de la digestion de ces polyphénols : le DHCA et le Mal-gluc.

Le DHCA diminue directement les quantités d’IL-6 circulant dans l’organisme des souris, en bloquant « épigénétiquement » l’expression du gène de l’IL-6. Et Mal-gluc favorise l’expression, également par un mécanisme épigénétique, d’un autre gène, Rac1, qui à son tour permet la production de molécules impliquées dans la plasticité synaptique.

- La dure réalité du travail au féminin, p44

Dans tous les pays, y compris les plus avancés, la route vers l’égalité femmes-hommes dans le monde du travail est difficile.

A mesure que la richesse augmente les femmes travaillent moins puis retravaillent

 



Brèves et liens


Physique


cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- Le dernier article d'Hawking (multivers hologrammes)

Image associéeLes médias anglo-saxons ont fait tout un buzz autour du dernier article publié par Stephen Hawking juste avant sa mort ("A Smooth Exit from Eternal Inflation?"), en prétendant qu'il montre comment on pourrait trouver des traces de l'existence d'autres univers dans le fond cosmologique alors qu'il s'agit seulement de l'hypothèse qu'on puisse détecter les ondes gravitationnelles primordiales du Big Bang amplifiées par l'inflation. En fait, c'est juste une révision d'un article de 2017 qui tentait de prouver l'existence des multivers et qui prolonge ses articles précédents sur un espace-temps sphérique sans bord (qui me semble difficile à croire). Cette fois Hawking et Hertog ont utilisé le principe holographique pour réduire le nombre infini d'univers multiples en une quantité dénombrable et plus semblables qu'on pouvait le penser.

Pour aller directement à sa conclusion essentielle, disons qu'il avance que le multivers de l'inflation éternelle serait en fait beaucoup plus régulier et nettement moins diversifié qu'on pouvait le penser. Sa géométrie spatiale globale serait finie plutôt qu'infinie, et plutôt lisse et pas du tout aussi complexe et irrégulière que celle d'une fractale comme le pensent certains depuis déjà la fin des années 1980.

Hawking et Hertog arrivent à cette conclusion en suivant une approche similaire à celle qu'ils ont déjà explorée ensemble pendant l'année 2000, à savoir l'utilisation de la fameuse correspondance AdS/CFT de Maldacena qui a été découverte en étudiant les trous noirs dans le cadre de la théorie des cordes à la fin des années 1990. C'est un exemple de ce que l'on peut appeler de la cosmologie holographique.

Le modèle de Hartle-Hawking dérive en fait de calculs approchés en gravitation quantique, utilisée par les deux chercheurs. Pire, on peut questionner ses fondements mathématiques et pas seulement sa pertinence physique mais ils ont trouvé le moyen de connecter la géométrie de l'espace-temps de De Sitter utilisée pour des calculs dans le cadre de la théorie de l'inflation avec la géométrie de l'espace-temps, dit Anti-De Sitter de la correspondance AdS/CFT qui permet de faire, en théorie du moins, des calculs de gravitation quantique difficiles à mener autrement. On peut alors appliquer l'idée du temps imaginaire et sa conséquence avec le modèle sans frontière sur des bases plus solides à l'occurrence du phénomène d'inflation éternelle.

Il faut noter que même les mathématiciens se sont emparés de la notion de multivers pour imaginer des mathématiques différentes dans un autre univers !

- La matière noire, des trous noirs primordiaux créés par le champ de Higgs ?

La matière noire pourraient s'être formée à partir de région où le champ responsable de l'existence du boson de Brout-Englert-Higgs était très intense pendant l'hypothétique phase d'inflation du Big Bang. Ces régions se seraient effondrées en donnant des trous noir primordiaux, c'est-à-dire, donc, la matière noire.

En effet, dans le cadre des modèles cosmologiques de type Big Bang, la densité « initiale » du cosmos est très grande. Or, selon les équations tentant de décrire l'état de la matière et du champ de gravitation près de la singularité cosmologique initiale en relativité générale classique, l'Univers devait être alors très turbulent, avec des fluctuations chaotiques de sa métrique et de sa densité.

Dans ces conditions infernales, si une fluctuation de densité devient telle qu'une quantité suffisante de matière passe par compression sous son rayon de Schwarzschild, il en résulte un minitrou noir.

Le fameux modèle électrofaible, qui explique les masses de certaines des particules élémentaires du modèle standard, pourrait présenter des caractéristiques particulières qui auraient conduit à la production de trous noirs primordiaux pendant la phase d'inflation.

Étant donné la masse mesurée du boson de Brout-Englet-Higgs, le vide quantique du modèle électrofaible pourrait être instable à des énergies très élevées, vers 1012 ou 1016 TeV. Ces valeurs sont justement de l'ordre de celles régnant dans l'univers primordial quand se serait produite une phase d'inflation (qui n'aurait rien à voir avec la force électrofaible) ayant fortement dilaté l'espace.

- Le champ magnétique de Mars détruit par l'hydrogène de l'eau ?

Mars

Mars avait un champ magnétique il y a plus de 4 milliards d'années. Les scientifiques ont eu du mal à expliquer comment il a disparu, laissant la planète vulnérable aux vents solaires, ce qui l'a dépouillée de son atmosphère et de ses eaux de surface.

Près du noyau chaud, l'eau se diviserait en hydrogène et en oxygène. L'oxygène formerait des composés avec d'autres éléments qui remontent dans le manteau alors que l'hydrogène pourrait s'accumuler sur le noyau de fer et arrêter sa dynamo.

- Un moteur spatial électrique (ionique) propulsé par l'air

L'Agence spatiale européenne a récemment réussi l'essai d'un prototype de moteur spatial fonctionnant sans carburant embarqué. Il utilise des molécules de l'atmosphère ! De quoi réaliser des satellites évoluant très près de la surface terrestre, à moins de 200 kilomètres d'altitude.

Si récupérer l'air résiduel évite d'avoir à embarquer du carburant de type xénon, il nécessite un système complexe, lourd, guère flexible et génère de la traînée supplémentaire. À ces contraintes s'ajoute qu'il ne peut fonctionner que sur des orbites très basses, ce qui limite son emploi.

Voir aussi Futura-Sciences.

- La Nasa veut détourner des astéroïdes par des bombes nucléaires

hammer astéroideLa NASA et la National Nuclear Security Administration (NNSA) travaillent actuellement sur le design d’un nouvel appareil capable de détourner un astéroïde dangereux. Cet engin s’appelle le HAMMER (marteau en français).

L’Hypervolicity Asteroid Mitigation Mission for Emergency Response a 2 modes : l’impact ou le gros boum. Le mode préféré est celui de l’impacteur. Le marteau frappe l’astéroïde pour le dévier gentiment de sa trajectoire de collision avec notre planète. S’il n’y a pas assez de temps pour ça, l’autre option du HAMMER est de faire exploser une arme nucléaire afin de détruire ou de dévier l’objet.

Chaque HAMMER pèsera 8,8 tonnes. Avec une vitesse d’impact prévue à 35 000 km/h, cela provoquerait une incroyable collision. Et malgré tout, un seul engin ne pourrait pas dévier un astéroïde de taille modeste comme Bénou. La NASA envisage de déployer une petite flotte de fusée Hammer sur le trajet de l’astéroïde. Avec de multiples impacts, l’astéroïde serait alors légèrement ralenti et sa trajectoire orbitale serait modifiée pour s’incliner vers le Soleil.

Si nous ne connaissons pas les risques d’impact plusieurs années à l’avance, on pourrait se retrouver dans l’impossibilité de modifier la trajectoire de l’astéroïde assez tôt. C’est pour cette raison qu’il existe aussi le mode nucléaire. L’analyse montre que les armes nucléaires américaines actuelles sont assez puissante pour dévier un objet de la taille de Bénou.

Les Russes ont calculé qu'il faudrait l'équivalent de 200 bombes Hiroshima pour éliminer un astéroïde de 650 pieds.

Un graphique montrant la destruction de l'astéroïde

- Un filet lancé pour ramasser les débris spatiaux


La vidéo est amusante.

- Un flux de photons intriqués contre la décohérence

"Si vous pincez une corde de violon, vous obtenez un son mais qui se dissipe immédiatement dans l'air alors que si vous frotter lentement l'archet sur la corde, vous obtenez un son plus stable et plus durable, vous avez le contrôle du système".

C'est peut-être ce genre de solution qui permettra de s'affranchir de la décohérence au lieu de vouloir l'empêcher ?

- Transformer le graphène en isolant ou en supraconducteur

Les physiciens y sont parvenus en créant un «super-réseau» de deux feuilles de graphène empilées - pas précisément l'une sur l'autre, mais avec un petit «angle magique» de 1,1 degré. En conséquence, le motif hexagonal en nid d'abeille superposé est légèrement décalé, créant une configuration prévue pour induire des «interactions fortement corrélées» entre les électrons dans les feuilles de graphène.

Avec l'angle magique, les deux feuilles de graphène présentent un comportement non conducteur, similaire à une classe exotique de matériaux connus sous le nom d'isolants Mott mais lorsqu'une tension a été appliquée en ajoutant de petites quantités d'électrons au superréseau de graphène, ils ont constaté qu'à un certain niveau, les électrons se détachaient de l'état isolant initial et coulaient sans résistance, comme s'ils traversaient un supraconducteur.

- Des nanoparticules d'alliage à haute entropie

Le mélange de plusieurs éléments non miscibles en une nanostructure homogène unifiée est appelée nanoparticule d'alliage à haute entropie. C'est ce qui a été obtenu, des particules nanométriques composées de huit éléments distincts normalement impossible à mélanger.

Pour créer ces nanoparticules d'alliage à haute entropie, les chercheurs ont utilisé une méthode en deux étapes, un chauffage éclair suivi d'un refroidissement rapide. Des éléments métalliques tels que le platine, le nickel, le fer, le cobalt, l'or, le cuivre et d'autres ont été exposés à un choc thermique rapide de 3 000 degrés Fahrenheit, soit environ la moitié de la température du soleil pendant 0,055 seconde. La température extrêmement élevée a conduit à des mélanges uniformes des multiples éléments. Puis, le refroidissement rapide (plus de 100 000 degrés Fahrenheit par seconde) a stabilisé les éléments nouvellement mélangés dans le nanomatériau uniforme.

Elemental maps of high entropy alloy nanoparticles composed of eight dissimilar elements. Image courtesy Yao et al.

 

Climat


climat, énergies, écologie

- Essayer d'empêcher les glaces des pôles de fondre

La première idée de cet article de Nature consiste à faire barrage aux eaux chaudes de l’Atlantique devant le glacier Jakobshavn au Groenland, à l’aide d’un mur érigé à 100 mètres au-dessus du fond océanique. Cette barrière étirerait le fjord de cinq kilomètres et pourrait empêcher les courants chauds d’atteindre la base sensible du glacier.

Deuxième piste imaginée par ces deux chercheurs : la construction d'une île artificielle pour soutenir les glaciers de Pine Island et de Thwaites en Antarctique de l’Ouest. La glace qui s’échappe des glaciers pourrait être bloquée par cette plateforme artificielle.

La troisième et dernière solution, lorsque la configuration du glacier le permet, consisterait à drainer les infiltrations dans la glace et congeler la fine pellicule d’eau sous le lit du glacier, à des centaines de mètres de profondeur.

Voir aussi R&D. Il ne faudrait pas trop attendre car la fonte d'un glacier grand comme la France pourrait avoir des conséquences catastrophiques.

- Un film pour protéger les coraux du soleil

Le blanchissement du corail (AFP - Laurence CHU)

Un film protecteur biodégradable ultra-fin pourrait contribuer à protéger la Grande barrière de corail contre le blanchissement. 50.000 fois plus fin qu'un cheveu humain, il est fabriqué avec du carbonate de calcium, qui forme la base des squelettes de coraux.

"Il a été conçu pour flotter sur l'eau au-dessus des coraux plutôt que d'être placé directement sur les coraux, afin de fournir une barrière anti-soleil efficace".

Le film protecteur réduit le blanchissement pour la plupart des espèces et diminue la lumière du soleil reçue de 30%.

- La déforestation de l'Afrique centrale par l'agriculture, il y a 2600 ans

L'équipe a confirmé un changement important de végétation pendant la crise forestière, mais elle a également démontré que celui-ci ne s'accompagnait d'aucun changement des précipitations. Elle précise également la chronologie de cet événement qui aurait débuté sur le bassin du Barombi Mbo il y a 2 600 ans pour s'achever tout aussi rapidement quelques 600 ans plus tard.

Ainsi si l'existence de la crise forestière est avérée, elle ne saurait s'expliquer par un changement climatique. En revanche, en étudiant plus de 460 sites archéologiques dans la région, des arguments qui laissent penser que les humains sont à l'origine de ces changements environnementaux peuvent être mis en avant. Les vestiges archéologiques de plus de 3 000 ans sont effectivement rares en Afrique Centrale. Autour de 2 600 ans, simultanément à la crise forestière, le nombre de sites archéologiques augmente significativement, suggérant une croissance rapide de la population (probablement liée à l'expansion des populations Bantu en Afrique Centrale). Cette période voit également, dans la région, l'apparition de la culture du millet, de l'exploitation des palmiers à huile et le développement de la métallurgie du fer.

- La forêt amazonienne proche de la situation de non-retour

- Des impulsions laser ultracourtes pour transformer le CO2 en méthanol

En fait, ces impulsions laser ultracourtes dans l'ultraviolet enlèvent un électron au CO2 qui devient réactif et peut être utilisé pour former d'autres composés comme le méthanol.

- De l’électricité produite à partir des variations de température

Le prototype a été installé sur le toit du MIT, où il a été testé plusieurs mois sur des périodes d’environ 15 jours. On peut l’entrevoir, en noir à droite de l’image, derrière une station météorologique en blanc, et à côté d’un appareil de mesure, en noir à gauche. © Justin Raymond, MIT

La structure de base de ce "résonateur thermique", qui transforme les variations de température de l’air entre le jour et la nuit en énergie, est une mousse métallique (donc une structure poreuse) faite de cuivre ou de nickel, recouverte d'une couche de graphène. Les chercheurs ont empli la mousse avec une cire d'octadécane, un matériau qui oscille entre l'état solide et l'état liquide selon la température. « Ce matériau à changement de phase emmagasine la chaleur et le graphène assure une conductivité thermique très rapide ».

L'appareil est portatif et fonctionne en toute indépendance. Il peut être « simplement posé sur une table et générer de l'énergie, comme à partir de rien. » Avec une variation de 10 °C entre le jour et la nuit, le dispositif produit jusqu'à 350 mV et 1,3 mW. installé sous un panneau solaire il convertirait les pertes de chaleur en énergie et augmenterait le rendement du panneau.

Un autre appareil "pyroélectrique" à base de nanoantennes convertit les changements de température en électricité.

- Des panneaux solaires qui exploitent l'énergie des gouttes de pluie

Le dispositif hybride imaginé par les chercheurs chinois est composé d’un nanogénérateur triboélectrique en PDMS – un polymère transparent - placé sur une cellule solaire au silicium, une électrode commune en film PEDOT:PSS — un mélange de deux polymères — venant s’intercaler entre les deux. © Liu et al., Université de Soochow

Le dispositif hybride imaginé par les chercheurs chinois est composé d’un nanogénérateur triboélectrique (TENG) en PDMS – un polymère transparent - placé sur une cellule solaire au silicium. Son principe : produire de l'électricité en exploitant la friction entre deux matériaux. Ainsi, les TENG peuvent produire de l'énergie à partir de la friction des pneus sur les routes. Mais aussi, potentiellement, de l'écoulement des gouttes de pluie sur les panneaux solaires.

- Un pneu photosynthétique !

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Goodyear poursuit son exploration de concepts de pneumatiques futuristes avec un modèle qui incorpore de la mousse naturelle pour opérer une photosynthèse. L'objectif est double : nettoyer l'air en absorbant le CO2 et produire de l'énergie.

Baptisé Oxygene, il est doté d'une bande de roulement remplie d'une mousse naturelle qui absorbe l'humidité et le CO2 pour se nourrir et rejette de l'oxygène grâce à la photosynthèse. L'idée est de nettoyer l'air ambiant dans ces zones urbaines où les émissions polluantes sont importantes. Le manufacturier prend l'exemple de Paris et sa région qui comptent dans les 2,5 millions de véhicules. Si tous étaient équipés de son pneu, Goodyear estime que cela permettrait d'absorber 4.000 tonnes de dioxyde de carbone et de produire 3.000 tonnes d'oxygène par an.

- Recharger les voitures en roulant ?

L'idée n'est pas vraiment nouvelle et n'est pas encore envisageable mais des chercheurs y travaillent avec des champs électriques à haute fréquence (au lieu de champs magnétiques).

Les véhicules électriques pourraient un jour se recharger en conduisant sur l'autoroute, puisant leur énergie sans fil directement à partir de plaques installées sur la route, ce qui permettrait de parcourir des centaines, sinon des milliers de kilomètres sans avoir à se brancher.

"Sur une autoroute, vous pourriez avoir une voie dédiée à la charge".

- Le graphène blanc (boron) idéal pour stocker l'hydrogène


Hexagonal boron nitride (hBN) ou graphène blanc

Stocké par des liaisons physiques, il est plus facile de libérer l'hydrogène ensuite qu'avec des liaisons chimiques.

- L'optogénétique pour produire des carburants avec des levures modifiées

"Cette technique nous permet de contrôler le métabolisme des cellules d'une manière sans précédent".

Grâce à leur nouvelle technique, les chercheurs de Princeton ont pu utiliser la fermentation de levures génétiquement modifiées pour produire de l'acide lactique, utilisé dans la production alimentaire et les bioplastiques, et surtout de l'isobutanol, un biocarburant.

La lumière a joué un rôle clé dans l'expérience car elle a permis d'activer les gènes qu'ils avaient ajoutés aux cellules de levure. Ces gènes particuliers ont été rendus sensibles à la lumière, qui peut donc déclencher ou arrêter leur activation. Ainsi, allumer ou éteindre une lumière bleue provoquait la substitution à la production d'éthanol (un produit de fermentation normale) de l'isobutanol, un produit chimique qui tuerait normalement la levure à une concentration trop élevée.

Les chercheurs ont commencé par mettre un gène modifié d'une bactérie marine contrôlable par la lumière bleue dans l'ADN de la levure. Ils ont ensuite utilisé la lumière pour déclencher un processus chimique qui active les enzymes permettant à la levure de croître et se multiplier naturellement, en consommant du glucose et en sécrétant de l'éthanol alors que, dans l'obscurité, les enzymes productrices d'éthanol sont inactivées afin de laisser la place à l'expression de leurs concurrents produisant de l'isobutanol.

Ce type de contrôle optogénétique va bien au-delà de cette expérience.

- Se chauffer en minant des cryptomonnaies

radiateur Qarnot Computing

Le QC-1 minera de l’Ethereum, du Z-Cash ou du Monero de manière automatique, “selon les cours d’échange les plus intéressants du moment“.

Concernant le chauffage, sachez que le QC-1 est capable de produire jusqu’à 650 W, de quoi chauffer une pièce de 25 m² avec un gain potentiel de 800€ par an et par radiateur.

- Des Chinois veulent faire tomber la pluie au Tibet avec de l'iodure d'argent

Cela fait longtemps, pour les jeux olympiques notamment, que les Chinois essaient de maîtriser la météo.

La Chine tente de mettre au point un système de modification des conditions météorologiques à la fois puissant et relativement bon marché afin d'apporter beaucoup plus de pluie au plateau tibétain, la plus grande réserve d'eau douce d'Asie.

Le système, qui comprend un très gros réseau de brûleurs installés en altitude dans les montagnes tibétaines, pourrait faire augmenter les précipitations de 10 milliards de mètres cubes par an, soit environ 7% de la consommation totale d'eau en Chine.

Des dizaines de milliers de brûleurs seront installés à des endroits précis du plateau tibétain pour produire des précipitations sur une superficie totale d'environ 1,6 million de kilomètres carrés, soit trois fois la taille de l'Espagne. Ce sera le plus grand projet du genre au monde.

A partir d'un combustible solide, les brûleurs produisent dans leurs fumées de l'iodure d'argent, un agent d'ensemencement des nuages ​​dont la structure cristalline ressemble beaucoup à la glace.

Les brûleurs sont installés sur des crêtes de montagnes escarpées face à la mousson humide de l'Asie du Sud. Quand le vent souffle sur la montagne, il produit un courant ascendant qui envoie les particules dans les nuages afin de faire tomber la pluie ou la neige.

"[Jusqu'à présent,] plus de 500 brûleurs ont été déployés sur des pentes du Tibet, au Xinjiang et dans d'autres régions à des fins expérimentales".

Pékin pourrait cependant ne pas donner le feu vert au projet, car l'interception de l'humidité dans le ciel pourrait réduire les précipitations dans d'autres régions chinoises.

- Le continent de plastique augmente de façon exponentielle

Des milliards de morceaux de plastique, 80.000 tonnes de déchets : la gigantesque décharge qui flotte dans le Pacifique est bien plus importante qu'estimé précédemment, et s'étend sur une surface de trois fois la France, selon une étude publiée jeudi 22 mars. Alors que la production de plastique dépasse 320 millions de tonnes par an, une partie de ces sacs, bouteilles, emballages, filets de pêche abandonnés et microparticules dégradées s'agglutinent dans plusieurs zones des océans, sous l'effet de tourbillons géants formés par les courants marins, et ils menacent animaux et écosystèmes.

C'est le plus important de ces vortex, connu comme la « grande zone d'ordures du Pacifique » (Great pacific garbage patch, GPGP) et qui « augmente de façon exponentielle », que sont allés scruter, à mi-chemin entre Hawaï et la Californie, les auteurs de l'étude.

- Les micro-ARN, alternative sérieuse aux engrais chimiques et aux pesticides

Spray de Micropep sur pétuniasPrésents dans les cellules de la plupart des êtres vivants, les microARNs produisent, au moins chez les plantes, des peptides naturels qui permettent de réguler temporairement l'expression de gènes d'intérêt pouvant agir par exemple sur la germination, la floraison, la fructification, mais aussi sur les défenses contre les attaques de pathogènes. "Les microARNs sont des outils naturels que les cellules utilisent pour réguler la quantité de certains ARNs messagers particulièrement importants, et donc à travers eux de l'expression de la plupart des gènes clés pour le développement des végétaux".

Chez tous les végétaux, la genèse d'un microARN commence par une phase de maturation au cours de laquelle une longue séquence pouvant aller de 300 à 3000 nucléotides est découpée pour aboutir à une petite séquence de seulement 21 nucléotides : un microARN "mature". C'est ce microARN mature qui permet ensuite de réguler l'expression du gène qui lui correspond. On pensait jusqu'à présent qu'en dehors du microARN mature, tout le reste de la longue séquence initiale était inutile. Or, l'équipe du LRSV y a détecté des peptides (petites protéines) qu'elle baptise "miPEP". Elle démontre ensuite qu'un apport supplémentaire de ces peptides permet d'augmenter la quantité du microARN correspondant, et par conséquent d'influencer temporairement les gènes contrôlés par ce microARN.

En ciblant les bons microARNs, les miPEPs pourraient ainsi être utilisés pour améliorer significativement les capacités naturelles des plantes.

L'idée devient évidente : développer une nouvelle génération d'intrants biologiques à partir de ces miPEPs pour diminuer l'utilisation des produits chimiques traditionnellement utilisés en agriculture.

Une autre étude modifie des bactéries afin de produire des ARN double brin (ARNdb) servant à déclencher l'interférence ARN (ARNi) et améliorer les mécanismes de défense des plantes auxquels on les applique.

- Des plantes modifiées pour résister aux virus

L’analyse génétique des résistances à ces virus chez des plantes cultivées ou modèles a permis de mettre en évidence le rôle central de la protéine de plante eIF4E1, non seulement pour la synthèse de protéines dans la plante mais aussi pour la résistance des plantes aux virus

Les chercheurs de l’Inra et du CEA ont montré que ces modifications ciblées de la protéine eIF4E1 pouvaient être reproduites et transférées chez une plante dépourvue de résistance naturelle afin de conduire à une résistance sans affecter le développement de la plante. Pour cela, ils ont produit un gène synthétique eIF4E1 d’Arabidopsis thaliana en y apportant six changements d’acides aminés connus pour être responsable de la résistance naturelle du pois aux Potyvirus.

 

Biologie


évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- LUCA aurait pu mélanger les membranes de bactéries et d'archées

Des irrégularités sont observées au niveau de la membrane cellulaire des bactéries génétiquement modifiées (à droite), lorsque la production de lipides archéens est trop importante. À titre de comparaison, la membrane des bactéries E. coli normales (à gauche) est lisse. Les images sont obtenues au microscope électronique à balayage. © University of Wageningen/Van der Oost Laboratory

« Une des principales différences entre bactéries et archées concerne la composition de leur membrane », expliquent les chercheurs dans leur article. Les lipides des membranes bactériennes sont constitués d'acides gras reliés par liaison ester à un squelette de glycérol-3-phosphate, alors que les lipides des membranes archéennes sont constituées de terpénoïdes reliés par liaison ester à un squelette de glycérol-1-phosphate.

L'hypothèse étudiée par les chercheurs veut que la membrane cellulaire de Luca contienne ces deux lipides à la fois. Pour tester cette hypothèse, les chercheurs ont modifié génétiquement une bactérie E. coli, afin de lui faire exprimer des gènes codant pour la synthèse de lipides archéens. Ils sont parvenus à obtenir une cellule dont la membrane contient jusqu'à 30 % de lipides archéens.

La bactérie modifiée, bien que plus allongée que E. coli normale, est viable et grandit à une vitesse normale. Les chercheurs ont d'ailleurs constaté avec surprise que la membrane lipidique hybride est stable, contrairement à l'hypothèse émise au départ. La cellule bénéficie même d'une résistance accrue aux températures élevées, au butanol et à la congélation, par rapport à des bactéries normales.

- La production de protéines sans cellules

L'avenir semble aux "plate-formes de synthèse de protéines sans cellules" (CFPS) qui prennent le contenu des cellules, leurs ribosomes, pour produire directement les protéines voulues, y compris avec des acides aminés non standards.

- Le rôle des vibrations atomiques et de la température dans l'activité des protéines

Richard Feynman disait qu'en principe la biologie pouvait s'expliquer par la compréhension des vibrations des atomes. Pour la première fois, de nouvelles recherches expliquent comment cette «oscillation» des atomes dans les enzymes - les protéines qui produisent les réactions biologiques - est «chorégraphiée» pour travailler à une température particulière.

Si ce sont les protéines qui ont été sélectionnées par l'évolution, c'est qu'elles offrent beaucoup plus de possibilités de «régler» leurs «tremblements» et leur réponse aux réactions chimiques.

L'agitation et les mouvements des enzymes sont «atténués» pendant la réaction qu'ils catalysent. Ce qui veut dire que la capacité calorifique des enzymes change au cours de la réaction, et c'est l'importance de ce changement qui est le facteur critique pour déterminer la température à laquelle l'enzyme fonctionne le mieux.

- Les chenilles protègent les pucerons

broccoli farmLes chenilles et les pucerons aiment tous les deux manger du brocoli. Les pucerons sucent les sucs de la plante, et les chenilles mâchent les feuilles, mais elles sont toujours en compétition pour extraire le plus de nutriments. Étonnamment, cependant, les chenilles peuvent bénéficier aux pucerons.

En effet, lorsque les chenilles grignotent des plantes infestées par les pucerons, le nombre de guêpes parasitoïdes qui attaquent les pucerons diminue. En réaction aux pucerons, la plante produit des produits chimiques pour attirer les guêpes qui parasitent le puceron - mais pas si les chenilles mâchent ses feuilles...

- Un fossile de bébé oiseau du temps des dinosaures

Dessin de l'oiseau Enantiornithes

Même pas cinq centimètres de hauteur pour moins de 100 grammes ! Ce fossile d'oisillon datant du Mésozoïque et âgé de 100 millions d'années environ est l'un des plus petits spécimens aviens jamais découvert. Il provient d'un site de fouille espagnol et appartient à un groupe d'oiseaux préhistoriques appelé Enantiornithes.

Ils indiquent aussi que de nombreuses caractéristiques osseuses que possèdent les oiseaux actuels étaient déjà présentes il y a 100 millions d'années.

Voir aussi Futura-Sciences. Par contre l'Archéoptéryx ne volait pas vraiment, seulement comme un faisan pour échapper aux prédateurs et n'est pas considéré comme un oiseau mais comme un dinosaure volant.

- L'intelligence des oiseaux est très variable

Aux différents tests proposés aux oiseaux, seul le pèrenoir de Barbade s’en sort bien. En analysant le génome des deux oiseaux, les chercheurs ont compris pourquoi. Bien que très proches, les deux espèces présentent de grandes différences au niveau de gènes liés à la plasticité neuronale et synaptique. Le pèrenoir de Barbade possède notamment un taux de neurotransmetteurs, et notamment de récepteurs au glutamate, bien plus élevé que le cici verdinère. Or, chez les mammifères, ce taux est en corrélation avec les capacités d’apprentissage, de mémoire et de cognition.

Cette étude montre donc que l’intelligence de certains oiseaux obéit à des mécanismes très comparables à ceux de l'intelligence humaine et ce, malgré la distance qui sépare les oiseaux des mammifères dans l’histoire du règne animal.

- Des artefacts de Sapiens il y a 320 000 ans

La découverte de pigments de couleur et de fines pointes de sagaies taillées dans de l’obsidienne provenant d’un site éloigné et qui datent de 320 000 ans témoigne d’innovations technologiques, sociales et symboliques que l’on croyait être apparues 120 000 ans plus tard car de tels outils sont obtenus par une technique de taille dite du « Middle Stone Age », qui n’est apparue, pensait-on, que plusieurs dizaines de milliers d’années plus tard.

Ces pointes de sagaie sont intéressantes, car on peut les transporter facilement et elles permettent de tuer des animaux à distance, ce qui est moins dangereux que de s’approcher de l’animal. Or, la technique de taille plus avancée qui a permis de façonner ces pointes de sagaie constitue un élément de modernité culturelle.

Dans leurs sites de fouilles, les archéologues ont également trouvé « des roches aux couleurs ocre et noire qui semblent avoir été modifiées pour en obtenir une poudre riche en pigments rouges ou noirs. Ces pigments aux couleurs vives ont pu être utilisés pour des activités symboliques dont nous n’avons pas trouvé de traces, mais il est tout à fait possible qu’ils aient servi pour faire des peintures corporelles ou pour tanner les peaux ».

Dans un troisième article, les chercheurs affirment que l’environnement s’est modifié il y a 320 000 ans et que le climat est devenu plus imprévisible, entraînant du coup la disparition des très gros mammifères qui ont été remplacés par de plus petites espèces.

On a vu qu'on avait déjà retrouvé des Sapiens archaïques au Maroc dans ces dates mais cette fois on a un témoignage de leurs pratiques. Il est un peu rapide de relier l'utilisation de couleurs au symbolisme qui supposerait un langage narratif. Les couleurs peuvent être utilisées de façon animale comme ornement ou pour se différencier sans que cela passe par le langage. Il se peut que la véritable révolution culturelle visible autour de 50 000 ans ne soit due qu'à l'augmentation de la population permettant la transmission de cultures complexes et que tout préexistait au moins à l'état d'ébauche depuis plus de 300 000 ans. Les données sont encore trop lacunaires mais certains font même l'hypothèse que les Sapiens archaïques seraient les ancêtres de Néandertal ! Si Néandertal n'était qu'un Sapiens archaïque, ce que prouverait notre métissage, il pourrait avoir acquis un langage narratif au contact des Sapiens moderne ainsi que la pratique de l'enterrement des morts ? En tout cas, c'est forcément plus complexe que les récits actuels construit sur des données trop lacunaires mais si nous descendons tous malgré tout d'un petit nombre de Sapiens, c'est probablement par leur avance culturelle plus que biologique (bien que la baisse de la testostérone pourrait être déterminante), comme on le verra ensuite avec les agriculteurs remplaçant les chasseurs-cueilleurs, etc.

- Néandertal tuait les ours à leur sortie d'hibernation

Neanderthals knew just when to strike

- Nous nous sommes croisés 2 fois avec les Denisoviens

L'Homme de Denisova a-t-il fauté avec Homo heidelbergensis durant sa migration ? Ou était-ce avec une espèce encore inconnue des scientifiques ? © Tim Evanson, Flickr, cc by sa 2.0Nos ancêtres se sont accouplés avec une autre espèce d'anciens hominidés, les Denisoviens, à au moins deux occasions. La découverte suggère que les Denisoviens étaient présents à travers toute l'Asie, et coexistaient apparemment heureusement avec les humains modernes, au point d'avoir des enfants avec eux dans deux parties différentes de l'ancien monde.

Environ 5% de l'ADN de certains Australiens - en particulier des Papous de Nouvelle-Guinée - est Denisovien. Des humains se sont donc accouplés avec des Denisoviens il y a 50 000 ans ou plus.

Mais cela posait problème: pourquoi les descendants actuels de Denisoviens se retrouvaient-ils si loin des territoires sibériens des Denisoviens? L'explication la plus simple est que les Denisoviens vivaient dans une grande partie de l'Asie, y compris en Asie du Sud-Est, et pas seulement en Sibérie.

On a maintenant trouvé des preuves d'un second métissage humain-Denisovien - sur le continent asiatique.

Certains Asiatiques de l'Est portent de l'ADN Denisovien, en particulier les Chinois Han, les Dai chinois et les Japonais. Mais cet ADN de Denisovien est distinct de celui porté par les Australiens.

Un quart des morceaux d'ADN ancien trouvés par Browning chez des humains actuels ne correspondrait ni à l'ADN néandertalien ni à l'ADN Denisovien. Nous avons donc peut-être aussi eu des enfants avec d'autres hominidés non identifiés.

- L'éruption du Mont Toba, il y a 74000 ans, n'a pas affecté les populations côtières

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Dans les années 1990, les scientifiques ont commencé à argumenter que cette éruption du mont Toba, le plus puissant des deux derniers millions d'années, a provoqué un hiver volcanique de longue durée qui a peut-être dévasté les écosystèmes du monde et provoqué -extinction événement dans notre propre lignée, un soi-disant goulot d'étranglement.

Cette étude montre que le long de la côte riche en nourriture de l'Afrique australe, les gens ont prospéré à travers cette méga-éruption, peut-être en raison du régime alimentaire unique riche sur ce littoral.

On avait vu le mois dernier qu'il n'y a sans doute pas eu d'hiver volcanique et que si cette éruption n'est pas la cause du goulot d'étranglement des populations sapiens, il faut croire que c'est, comme plus tard, juste une population plus évoluée qui a remplacé les anciennes ? A cette époque, il y a 70 000 ans, une étoile serait apparue dans le ciel, (Futura-Sciences conteste qu'elle ait été visible sauf par courts moments) peut-être suivie de chutes d'astéroïdes ? Raisons d'un saut évolutif ?

- L'homme de Cro-Magnon avait le visage couvert de nodules

Le célèbre homme de Cro-Magnon a désormais un visage, marqué par de nombreux nodules bénins, dont un gros sur le front: il souffrait en effet d'une maladie génétique (neurofibromatose).

Découvert en 1868 dans la grotte des Eyzies (Dordogne), le squelette de Cro-Magnon 1 est celui d'un individu mâle Homo Sapiens datant de 28.000 ans environ.

- La musique liée au langage

http://oye-plage.fr/wp-content/uploads/2013/09/musique-1.jpgLe lien de la musique au langage semble à la fois évident et difficile à expliquer. Le fait que jouer de la musique active les mêmes zones que pour le langage pourrait cependant n'être dû qu'à son apprentissage puisque l'aire de Broca est dédiée à la grammaire comme à la rationalité procédurale permettant notamment de faire des outils. J'ai toujours pensé que la musique n'était possible que si le langage n'était plus phonétique, le son n'ayant plus de sens en soi, "l'arbitraire du signe" permettant dès lors la narration, le discours indirect, la prose du monde. Ce qui est donc significatif serait plutôt que, pour les non-musiciens, la musique ne mobilise pas les zones du langage !

Dans le premier travail, 14 musiciens et 9 non-musiciens ont été invités à participer à des tâches de génération verbales et musicales en même temps qu'étaient mesurées les variations du flux sanguin dans l'hémisphère gauche du cerveau. Pour les habitués des instruments, les deux activités font travailler les mêmes régions cérébrales, ce qui n'est pas le cas chez les autres.

La seconde étude n'a porté que sur des non-musiciens, participant à des expériences pour évaluer leur aptitude à générer des mots et à percevoir la musique. Au début, les profils des flux sanguins étaient très différents. Mais ils sont devenus bien plus proches après que les participants ont eu le droit à une demi-heure de pratique instrumentale.

- L'épilepsie fait revivre ses rêves

Les rêves correspondent à une expérience d'hallucination sensorimotrice qui suit une structure narrative.

Les chercheurs ont travaillé sur 42 cas de patients dont les expériences étaient déclenchées lors de stimulations électriques cérébrales appliquées en différents endroits de la région temporale interne du cerveau. "On a d'abord le rêve très précis, qui s'apparente à un souvenir épisodique. Le patient est capable de dire que les images qui surgissent viennent d'un rêve qu'il a fait deux ou trois jours auparavant, et d'en relater des éléments narratifs précis". Enfin, il y a "l'état de rêve", c'est ce qui se rapproche le plus d'un "déjà-vu" : "les patients sont comme dans un rêve, mais sans contenu mental précis".

- Le cerveau des souris montre de nombreux très longs neurones

Une visualisation plus détaillée des neurones et connexions du cerveau de souris montre que les neurones avec de très longs axones traversant tout le cerveau sont loin d'être aussi rares qu'on le pensait (on avait même cru que c'était le siège de la conscience reliant l'ensemble du cerveau), preuve que les régions du cerveau sont plus interconnectées qu'on ne le pensait.

 

Santé


traitements, nutrition, hygiène

- Conserver son cerveau sous forme numérique ?

cerveau

Nectome est encore en phase de recherche, la société a notamment gagné un prix de 80 000$ pour ses travaux sur la préservation du cerveau. En le maintenant dans une solution vitrifiante, les connexions neurales sont figées. La startup espère pouvoir les maintenir intactes pour les modéliser ensuite dans un logiciel. D’où la nécessité que le cerveau soit encore vivant. Cinq minutes sans irrigation sanguine et les neurones meurent, adieu éternité.

Outre les questions d’ordre éthique et légal, il faudra aussi de conséquentes avancées technologiques, notamment pour transcrire le cerveau en un code informatique fonctionnel. Mais là où la cryoconservation a bien du mal à préserver les synapses en place, la vitrification s’en sort bien mieux.

Voir aussi Technology Review. Un des problèmes, c'est la quantité phénoménale d'information nécessaire pour coder 100 milliards de cellules nerveuses interconnectées, d'où l'importance d'une simulation du cerveau moins gourmande en mémoire. Il y a un autre problème, plus hypothétique, c'est que la mémoire serait stockée à l'extérieur des neurones dans leur "matrice extracellulaire environnante" autour des métaux présents (cuivre, zinc, etc).

- Les agrégats de protéine tau ne sont pas la cause de l'Alzheimer

Les dégénérescences neurofibrillaires (DNF), formes très agrégées de Tau, ont longtemps été considérées comme responsables de la neurodégénérescence des malades. En effet, leur nombre est fortement corrélé à la mort neuronale et le déclin cognitif. Pourtant, mort neuronale et DNF n'apparaissent pas dans les mêmes zones du cerveau des malades.

Les grands agrégats de Tau sembleraient donc être inoffensifs pour les neurones, au moins dans un premier temps, alors que les formes solubles, sans doute oligomériques, seraient les plus toxiques. Par ailleurs, l'étude montre que le nombre de dégénérescences neurofibrillaires (DNF) reflète de manière imparfaite la sévérité de la pathologie alors que l'hyperphosphorylation de Tau serait un bien meilleur indicateur de neurodégénérescence. « Notre étude suggère qu'il est certainement plus approprié de développer des traceurs d'imagerie et des agents thérapeutiques capables de cibler spécifiquement ces formes solubles de Tau plutôt que les DNF ».

Un autre piste serait les interneurones inhibiteurs responsables de la synchronisation des neurones. Ainsi la transplantation d'interneurones modifiés améliorerait les fonctions cognitives et les ondes cérébrales. Il semblerait que ce soit surtout la mémoire d'objet qui est affectée (plus que la mémoire d'espace), liée à une perte de signalisation dans le cortex entorhinal antérolatéral, qui est connu pour favoriser la communication entre l'hippocampe et le reste du néocortex. D'autre part, les maladies neurodégénératives accélèreraient le vieillissement en perturbant un gène d'horloge.

- Si on faisait comme les autres primates, on dormirait 9,5 heures

C'est de dormir au sol qui a rendu notre sommeil plus léger, ce qui pourrait être un facteur de l'Alzheimer (réduisant le drainage du cerveau pendant le sommeil).

- Plus de 4 cafés réduit les endocannabinoïdes

C'est surtout à partir de 8 cafés que les cannabinoïdes baissent alors que la testostérone augmente et les stéroïdes, augmentant le stress mais réduisant le diabète.

En fait, ce n'est pas nouveau, on sait que le café énerve et Ernst Junger rapporte dans "Approches, drogues, ivresses" que le café était connu comme l'antidote d'une intoxication au cannabis. Ce qui est curieux, c'est que la plupart des gros fumeurs boivent beaucoup de café ! Une autre étude prétend que le café aggraverait l'Alzheimer, en fait surtout l'anxiété alors qu'il améliore un peu les performances cognitives.

- Un anticancer pourrait réduire l'autisme

7256212-11149076De faibles doses de romidepsine réduiraient le déficit social des autistes (du moins sur un modèle animal) lorsque la maladie est due au dysfonctionnement du gène Shank 3 qui altère les récepteurs NMDA, le médicament par un processus épigénétique. La cause de l'autisme serait ainsi largement épigénétique, leur ADN étant trop compacté, empêchant l'expression de 200 gènes, par l'histone déacetylase (HDAC) que le médicament inhibe.

- Les protections anti-cancer de l'éléphant

Les éléphants ont rarement des cancers. Pourtant, l'éléphant d'Afrique, avec ses 7.000 kilogrammes, est le plus gros animal terrestre. Il possède 100 fois plus de cellules que l'Homme et vit 60 à 70 ans. Or, à chaque fois qu'une cellule se divise, elle augmente son risque de muter et donc d'acquérir des mutations cancérogènes.

Chez l'éléphant, ces régions d'évolution accélérées étaient particulièrement nombreuses près de gènes qui répondent aux dommages de l'ADN. Trois gènes, FANCL, VRK2 et BCL11A, étaient associés à de nombreuses régions d'évolution accélérées. Ces gènes sont impliqués dans la réparation de l'ADN et protègent contre les mutations. Par exemple, FANCL code pour une sous-unité d'une protéine importante pour la réparation de l'ADN.

Grâce à ces résultats, les chercheurs ont proposé une cartographie des éléments des génomes de mammifères qui pourraient favoriser la résistance au cancer. Cette découverte permet de mettre en évidence des régions du génome potentiellement impliquées dans les cancers humains : « Les résultats sur l'éléphant ont révélé des séquences non codantes dans le génome humain qui, nous le prédisons, pourraient contrôler l'activité des gènes et réduire la formation de mutations et de cancers ».

- La longévité entre senescence et cancer

Un modèle mathématique réfute la possibilité d'une vie éternelle car supprimer les cellules sénescentes augmente le risque de cancer mais, si une vie éternelle est effectivement fantasmatique, l'exemple de l'éléphant ci-dessus montre que l'évolution peut trouver les moyens de prolonger la vie.

- Un traitement contre la sclérose en plaque vise un rétrovirus

Les résultats ont montré que l'administration de son produit le plus avancé GNbAC1 "avait un impact positif et cohérent sur des marqueurs clés de la neuroprotection liés à la progression de la maladie".

Le GNbAC1 est un anticorps monoclonal visant à neutraliser une protéine spécifique qui serait un facteur causal de la sclérose en plaques de forme récurrente-rémittente.

"C'est la première fois qu'un traitement qui cible une protéine issue d'un rétrovirus endogène humain démontre des effets thérapeutiques au cours d'une étude clinique".

- Une bactérie intestinale favorise les maladies auto-immunes

Une étude de l'université de Yale apporte la preuve d'un lien entre le microbiote intestinal et des maladies auto-immunes. Une bactérie intestinale, Enterococcus gallinarum, qui a pour particularité de quitter l'intestin et de rejoindre des ganglions lymphatiques, le foie ou la rate, semble favoriser l'inflammation et une réponse auto-immune chez la souris, mais aussi chez l'Homme.

D'après les auteurs de l'étude, ces résultats sont particulièrement intéressants pour le lupus érythémateux disséminé et l'hépatite auto-immune.

- Intervenir sur le métabolisme contre les maladies auto-immunes

Pour leur énergie, les cellules ont besoin de la molécule d'adénosine triphosphate (ATP). Ils peuvent la produire directement par la glycolyse ou bien par un processus plus complexe appelé phosphorylation oxydative qui décompose les acides gras et les acides aminés tels que la glutamine.

Les cellules du corps dépendent généralement de la phosphorylation oxydative pour la plupart de leurs besoins énergétiques, mais Warburg a découvert que les cellules cancéreuses préfèrent la glycolyse, tout comme les cellules immunitaires.

En fait, lorsque les cellules immunitaires ne combattent pas les pathogènes, leur métabolisme est faible et produisent de l'ATP surtout par phosphorylation oxydative. L'arrivée d'une menace, comme un virus booste leur métabolisme pour combattre l'envahisseur.

Il a été constaté que la combinaison de metformine et du 2DG permettrait de guérir le lupus. La metformine réduit la phosphorylation oxydative, tandis que la 2DG réduit la glycolyse.

Dans une autre étude, du dichloroacétate, qui supprime la glycolyse aurait empêché que le système immunitaire s'attaque à la gaine de myéline isolante des nerfs dans la sclérose en plaques. Un autre composé, le fumarate de diméthyle utilisé dans le traitement de la sclérose en plaques agit en inhibant une enzyme nécessaire à la glycolyse.

La modification du métabolisme reste expérimentale, agissant de façon trop globale, mais pourrait constituer une nouvelle cible dans les maladies auto-immunes au moins.

- La restriction calorique ralentit le métabolisme et allonge la vie

Une petite étude américaine montre les bénéfices d'une restriction calorique chez des adultes en bonne santé qui ont réduit leurs apports de 15 % sur deux ans. La restriction calorique ralentit le métabolisme et réduit le stress oxydatif, qui favorise le vieillissement et les maladies liées à l'âge.

Au cours de la deuxième année, les personnes qui mangeaient moins de calories présentaient une baisse spectaculaire de leur taux métabolique nocturne et une baisse faible mais significative de leur température corporelle nocturne. "Le métabolisme mesuré pendant le sommeil a été réduit de 10%".

Cette baisse du métabolisme n'est pas nécessairement ce qui provoque une augmentation de la longévité des animaux soumis à des régimes de restrictions caloriques. Les changements dans la façon dont les cellules perçoivent la disponibilité de la nourriture pourraient s'avérer plus déterminants [notamment la méthylation].

Un supplément alimentaire naturel appelé nicotinomide riboside (NR) déclencherait les mêmes voies chimiques que la diminution d'un tiers des aliments, ralentissant le métabolisme.

- Une molécule transforme la mauvaise graisse en bonne

L'équipe a constaté que les cellules grasses brunes expriment le gène ERRγ (récepteur gamma lié aux œstrogènes) tout le temps (pas seulement en réponse au froid) et que les cellules graisseuses blanches n'expriment pas le gène du tout.

Le gène ERRγ code pour une protéine qui peut pénétrer dans le noyau cellulaire et contrôler directement l'expression d'autres gènes.

L'espoir, c'est que la protéine correspondante pourrait traiter l'obésité.

- Un capteur collé sur une dent analyse glucose, sel et alcool

Il s'agit d'un capteur adhésif miniature qui se colle sur la face d'une dent pour suivre la consommation de glucose, de sel et d'alcool. Les informations transmises sous forme d'ondes radio peuvent être recueillies à l'aide d'un smartphone.

- Un appareil surveillant l'activité de l'estomac

C'est une sorte d'électrocardiogramme mais pour le tractus gastro-intestinal.

- Un nouveau coeur artificiel

En simplifiant au maximum (notamment sans valves), ce coeur artificiel pourrait durer toute la vie.

- Des gouttes avec des nanoparticules pour réparer la cornée sans lunettes

Résultat de recherche d'images pour "gouttes cornée"

L'idée est en effet d'améliorer la myopie et l'hypermétropie avec de simples gouttes en se passant de toute prothèse visuelle. Ces travaux prévoient d'instiller directement au niveau de l'oeil des gouttes contenant de nanoparticules susceptibles de réparer les cornées et donc, d'améliorer la vue.

- Les statines et les antihistaminiques favorisent la résistance aux antibiotiques

Nous voyons des médicaments de toutes les classes thérapeutiques influencer les microbes intestinaux, dont les plus importants sont les antipsychotiques, les antihypertenseurs, les médicaments anticancéreux, les inhibiteurs de la pompe à protons, les antihistaminiques, les antidouleurs et les contraceptifs.

Parmi ceux qui ont été découverts nocifs, il y avait la simvstatine, l'une des statines les plus courantes, le tamoxifène, un médicament contre le cancer du sein, et la loratidine, un médicament contre le rhume des foins.

Les chercheurs préviennent que la prise quotidienne de ces pilules peut favoriser la résistance aux antibiotiques, car elle encourage les bactéries inutiles à développer de nouvelles souches résistantes de la même manière que les antibiotiques.

Une "apocalypse de résistance aux antibiotiques" pourrait mettre fin à la médecine moderne et rendre la chirurgie, la chimiothérapie et les césariennes trop dangereuses à mener à bien.

La synthèse d'un antibiotique simplifié pourrait aider à vaincre cette résistance aux antibiotiques.

- L'eau en bouteille contaminée par des particules de plastique

Des chercheurs américains ont testé l'eau de plus de 250 bouteilles. Des bouteilles d'eau commercialisées dans neuf pays — hors France — par des marques aussi reconnues que Aqua, Aquafina, Dasani, Évian, Nestlé Pure Life ou San Pellegrino. Et leurs résultats sont sans appel : du plastique a été trouvé dans 93 % des échantillons. Du polypropylène, du nylon ou encore du polytéréphtalate d'éthylène (PET) notamment.

En moyenne, les chercheurs ont trouvé, dans chaque litre d'eau, 10,4 particules de plastique d'une taille environnant 0,10 millimètre.

Les chercheurs soupçonnent le processus d’embouteillage d’être à l’origine de la contamination de l’eau en bouteille par des particules de plastique. © warloka79, Fotolia

 

Technologie


biotechnologies, informatique, robotique

- Le petit ordinateur d'IBM

Doté de centaines de milliers de transistors, le produit a en gros la puissance d'un ordinateur d'il y a 25 ans.
Ce n'est certes pas grand chose, mais IBM rêve d'en faire un produit capable d'assurer la traçabilité de livraison, et tout autre domaine où il est important de suivre des produits durant leur cycle de vie.

Pour cela, la société a installé dessus ce qu'elle appelle un ancrage cryptographique qui est compatible avec blockchain.

« Ces technologies ouvrent la voie à de nouvelles solutions en matière de sécurité alimentaire, d'authenticité des composants fabriqués, de produits génétiquement modifiés, d'identification des objets contrefaits et de provenance des produits de luxe ».

- Des écrans transparents invisibles

Totalement transparent lorsqu'il est éteint, l'écran est constitué d'un semi-conducteur monocouche qui n'a que trois atomes d'épaisseur.

Cela ouvre la porte à des affichages invisibles lorsqu'ils sont éteints sur les murs et fenêtres.

- Bose met au point des lunettes de réalité augmentée audio

Bose donne dans la réalité augmentée par le sonAfficher des informations en "surimpression" dans le champ de vision de l'utilisateur ne serait peut-être plus la meilleure des solutions pour les applications de réalité augmentée. C'est du moins ce qu'affirme le constructeur américain Bose. L'entreprise est spécialisée depuis de nombreuses années dans les dispositifs audio, et notamment les casques. Il était naturel qu'elle s'adresse au canal d'information que constitue notre ouïe ! En somme, il s'agirait de troquer les données présentées visuellement par une sorte d'"audioguide" capable d'interagir en temps réel avec l'environnement de l'utilisateur et en fonction des objets qu'il regarde.

En intégrant dans les branches des lunettes un récepteur GPS, un compas électronique (boussole) et un jeu d'accéléromètre comparable à celui qui est intégré dans nos smartphones, le système devient parfaitement capable de déterminer le paysage, le monument ou même l'objet que le porteur des lunettes regarde. Il suffit alors de lancer un message audio le concernant pour que le tour soit joué. Au lieu d'afficher des données dans le champ de vision de l'utilisateur, des commentaires parlés accompagnent son observation.

Bose ne compte d'ailleurs pas limiter son système aux lunettes. Il pourrait être intégré à des casques de vélo ou de moto, des casques audio conventionnels, voire tout autre dispositif portable.

- Un robot de cueillette de chou-fleur

La vision par ordinateur lui permet de déterminer quel légume il doit cueillir, sa main pouvant devenir plus ou moins rigide pour cueillir délicatement les choux de leurs tiges.

- Un robot très habile

La clé de sa dextérité n'est pas dans ses pinces mécaniques mais dans son cerveau. Le robot utilise en effet un logiciel appelé Dex-Net pour déterminer comment récupérer des objets même bizarres avec une efficacité incroyable.

Le logiciel essaie de ramasser des objets dans un environnement virtuel, formant un réseau neuronal profond par essais et erreurs. Même en simulation, c'est une tâche laborieuse. Mais, de manière cruciale, Dex-Net peut généraliser à partir d'un objet qu'il a vu auparavant à un nouveau. Le robot va même pousser un objet pour mieux le regarder s'il n'est pas sûr de la façon dont il doit être saisi.

Voir aussi Futura-Sciences.

- IA et Blockchain pour contrôler les appareils avec des pensées

Cette société combine la blockchain, l'IA et l'IoT pour contrôler les appareils avec des pensées

Neurogress est en train de créer un progiciel de neurocontrôle basé sur l'intelligence artificielle et sur une chaîne de blocs pour contrôler neurologiquement tout dispositif électronique ou mécanique. Tout cela sera contrôlé par l'esprit de l'utilisateur. Actuellement, ils travaillent sur leur premier prototype, le neurocontrôle d'un bras robotisé.

Grâce à une interface neurale portable, le logiciel de réseau blockchain de Neurogress sera capable de reconnaître les commandes cérébrales sans avoir besoin de capteurs implantés dans le cerveau de l'utilisateur. Grâce à cette interface neurale, les développeurs ont créé un dispositif précis qui convertit les signaux du cerveau en IA.

"Ceci est réalisé en incorporant l'intelligence artificielle dans le processus d'interprétation d'un signal cérébral pour le convertir en action, le potentiel d'envoi de commandes détaillées et précises à un appareil étant considérablement accru".

L'ajout de la technologie blockchain améliorera les algorithmes d'apprentissage automatique. Outre le bras robotisé, il devrait permettre de contrôler des appareils tels que des drones, des robots, la domotique, etc.

- Des maisons imprimés à 4000$ pour les pauvres

maison impression 3D ICON

ICON a développé une méthode permettant d’imprimer une maison de 60 mètres carrés en ciment en seulement 12 à 24 heures. Si le planning est respecté, un petit hameau de 100 de ces maisons sera bâti au Salvador l’année prochaine.

Avec l’imprimante Vulcan, ICON peut imprimer une maison complète pour 10 000$ et envisage de faire baisser le coûte à 4 000$ par maison.

- Le premier logement social fabriqué à l'aide de l'impression 3D

Dessin de la maison de Nantes en cours de construction. Remarquez les formes courbes et l'absence d'angles droits. © TICA

Il s'agit d'une maison de 95 m² et 5 pièces baptisée Yhnova qui a été conçue grâce à un procédé exclusif développé par l'université de Nantes.

Le robot crée d'abord deux parois en mousse polyuréthane expansive. Elles font office de coffrage pour recevoir du béton coulé, lui aussi par le robot. L'avantage est que ladite mousse sert d'isolant thermique. La façade extérieure a été enduite pour lui donner un aspect lisse classique tandis que le doublage intérieur est réalisé en Placoplatre.

- LSEV, la première voiture imprimée en 3D

Le constructeur italien de voitures électriques XEV s'est associé à la firme chinoise Polymaker pour concevoir la première voiture de série fabriquée par impression 3D. Elle sera commercialisée l'année prochaine dans les 7.500 dollars et a déjà enregistré 7.000 précommandes.

Quelques composants du véhicule restent bien sûr fabriqués selon des méthodes conventionnelles, comme le châssis, les vitres et les pneus, mais la plus grande part de la voiture est le fruit de l'impression. Il est probablement plus aisé, plus rapide et surtout moins coûteux, de recourir à des méthodes conventionnelles de production, mais le vrai intérêt de l'impression 3D réside dans la réduction radicale des déchets au cours du processus de fabrication. C'est pourquoi le patron de Polymaker, Xiaofan Luo, prévoit que son projet « inspirera plus de constructeurs à adopter l'impression 3D ».

Le prototype de la LSEV aurait une autonomie de 150 km par charge, une vitesse maximale de 70 km/h pour un poids de 450 kg, soit la moitié de celui d'une Smart Fortwo.

- Un bateau qui ne peut pas chavirer grâce à l'air de la cabine

bateau Thunder Child

L’appareil est conçu pour absorber les chocs des mers les plus déchaînées mais ce qui le rend vraiment unique, c’est sa faculté de ne pas pouvoir chavirer. “C’est une combinaison de trois facteurs : un centre de gravité très bas, la flottabilité de la cabine et la cabine qui doit aussi être complètement hermétique à l’eau“, expliquait Frank Kowalski de Safehaven Marine. “La cabine doit contenir suffisamment d’air pour maintenir le vaisseau à flot et il est important que l’eau ne rentre pas”. Pour s’assurer que le bateau conserve sa très grande flottabilité en toutes circonstances, ses arrivées d’air se ferment automatiquement.

- La nouvelle Aeromobile

voiture volante AeroMobil 5.0

Alors que son précédent modèle s'était écrasé, l’AeroMobil 4.0 est actuellement en test et devrait être commercialisé en 2020 , mais il nécessite une petite piste – pour décoller comme pour atterrir -. Il peut effectuer des voyages de 640 km sur une seule charge.

L’AeroMobil 5.0 qui devrait être commercialisé dans 10 ans a été révélé cette semaines. Contrairement aux autres véhicules à décollage et atterrissage verticaux en développement, ce concept peut se comporter sur route comme une voiture tout à fait classique et voler sur une distance d’environ 320 km.

- Des nouvelles de la voiture volante-drone taxi d'Airbus

C'est loin de l'avancement du drone-taxi chinois déjà opérationnel. Il y a aussi le taxi volant de Larry Page (Cora).

La nouvelle version nommée Pop.Up Next reprend les caractéristiques de base du projet, à savoir une voiture autonome capable de rouler à 100 km/h sur une distance de 130 km. Les performances du module aérien ont évolué avec une autonomie ramenée à 50 km (contre 100 km précédemment) mais une vitesse de pointe portée à 540 km/h (contre 100 km/h). L'habitacle a été entièrement redessiné pour gagner du poids, notamment au niveau des sièges.

Un prototype de Pop.up Next est exposé au salon de Genève. Ses concepteurs estiment qu'il pourrait devenir une réalité d'ici une dizaine d'années.


(en fait la vidéo est assez nulle!)

 

<- Revue des sciences précédente

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10 réflexions au sujet de « Revue des sciences avril 2018 »

  1. Outre les micro-ARN comme alternatives aux intrants divers en agroécologie ou culture bio, il y a aussi beaucoup de recherches sur l'utilisation des huiles essentielles, pour désherber, pour traiter contre les maladies, les champignons etc, et aussi pour soigner les animaux.
    Je verrais assez bien une association de microrobots appliquant une "mésothérapie" agricole, avec les micro-ARN et avec des produits comme les huiles essentielles.

    • Ce n'est pas parce que c'est une huile essentielle, et que c'est "naturel", que c'est forcément mieux, cela dépend (un insecticide naturel est aussi nocif qu'un chimique). En tout cas, l'ONU s'engage pour l'agroécologie avec les Indiens notamment qui ont de grandes ambitions. C'est une très bonne nouvelle même s'il ne faut pas trop s'illusionner sur le temps qu'il faut pour changer de modèle.

      https://www.sciencesetavenir.fr/nature-environnement/l-agroecologie-pourrait-nourrir-et-sauver-la-planete-selon-l-onu_122738

      Sinon, cela n'a rien à voir, mais je viens d'entendre une théorie du langage qui en fait surtout (en plus du commérage et d'une communication de groupes) un moyen de se valoriser en montrant qu'on sait avant les autres (ce n'est pas de bonne augure pour sortir des préjugés). Par contre, sa forme viendrait de la nécessité de restreindre l'ambiguïté afin de pouvoir dénoncer ce qui n'était pas vrai.

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