Revue des sciences décembre 2016

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Biologie, préhistoire, cerveau

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Il y a de quoi se faire peur avec les progrès de la manipulation, que ce soit par un réseau d'influence ou par stimulation cérébrale (de plus en plus présente) et un monde gouverné par des intelligences artificielles, où l'on ingère une pilule numérique quand on prend l'avion, etc. D'autres nouvelles sont plus positives comme cette nouvelle fontaine de jouvence par élimination des mitochondries défectueuses (ou avec du plasma de jeunes). Il est assez étonnant sinon qu'on puisse désormais voir en 3D le bébé dans le ventre, mais comme on peut de mieux en mieux prédire le phénotype à partir du génome on pourrait même avoir une reconstitution de son physique plus tard ? On apprend aussi que sélections naturelle et sexuelle peuvent produire deux sous-espèces assez différenciées. Parmi les autres nouvelles, une des propositions les plus inattendues du mois, c'est qu'on pourrait (à l'avenir) faire des piles électriques à durée perpétuelle avec des déchets nucléaires encastrées dans des diamants artificiels... Enfin, la découverte qu'on flotte sur un océan dans les profondeurs de la Terre n'est pas sans évoquer de très anciennes cosmogonies.

 

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- Economie et social

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En utilisant des simulations informatiques, les mathématiciens ont montré qu'ils peuvent décrire les comportements collectifs potentiels d'un grand nombre d'individus qui s'influencent mutuellement dans une situation donnée. "Au cours de l'étape suivante, nous sommes capables de prévoir leur comportement futur", commente le Dr Fornasier. "Et il n'y a qu'un pas entre la prévision du comportement d'un groupe d'agents en interaction et la capacité à les contrôler".

Dans l'ensemble, l'expérience a montré que la prise de contrôle de systèmes auto-organisés, tels que des groupes d'individus, ne demande qu'un effort étonnamment réduit. L'équipe a également montré que ces résultats valent également pour de très grands groupes, le Dr Fornasier précisant que deux ou trois agents pour 100 personnes suffisent pour en prendre le contrôle.

Dans leurs modèles, ils ont montré qu'il est plus efficace de se concentrer sur les individus les plus capables de défendre une opinion: si vous parvenez à les convaincre, le reste du groupe suivra facilement.

Apprenez, bonnes gens, qu'il y a en effet un projet universitaire appelé HDSPCONTR (High-Dimensional Sparse Optimal Control) étudiant le contrôle et la manipulation des groupes  - dont la nouveauté est dans les mathématiques prévisionnelles plus que dans les conclusions. A rapprocher du dernier livre de Nassim Taleb qui montre que dans les systèmes complexes, ce n’est pas le choix majoritaire qui s’impose mais ceux d’une minorité très intransigeante. "Seules quelques personnes suffisent pour déplacer d’une manière disproportionnée l’aiguille" (on se réclamait de Serge Moscovici pour valoriser les minorités actives qui peuvent pourtant être très régressives). Au niveau individuel, les techniques de manipulation mentale font aussi des progrès, que ce soit par la stimulation cérébrale modifiant la sensibilité à la hiérarchie ou par un conditionnement inconscient associant le souvenir à une gratification qui pourrait remplacer les thérapies cognitives contre les phobies ou le stress post-traumatique (on n'est pas loin de l'hypnose).

Pour le reste, tout va bien même si, en Europe la reprise a profité aux riches mais creusé encore les inégalités ! Par exemple, le recours au "contrat zéro heure", qui ne garantit pas de salaire minimal, est responsable de l'appauvrissement d'une partie des Anglais. Des températures moyennes qui vont jusqu'à 20°C de trop en Arctique accélèrent la fonte - ce qui augmente encore le réchauffement. Certes, c'est surtout dû à un changement du régime des vents et d'autres régions sont du coup plus froides mais cela reste dramatique. Il faut ajouter que plus le climat se réchauffe et moins les émissions des volcans nous protègent du soleil. Il y a aussi l'Antarctique qui réémet du CO2 à cause du réchauffement et dont la banquise se disloque. Tout de même, pour la troisième année consécutive, les émissions de gaz à effet de serre stagnent et on a profité du fait que les plantes ont absorbé une partie du CO2 supplémentaire mais cet effet positif devrait s'épuiser. Certes, on pourrait cultiver des plantes modifiées qui améliorent la photosynthèse et la croissance de 20% mais des bactéries transforment l'azote des engrais en protoxyde d'azote, gaz à effet de serre 300 fois plus puissant que le CO2 et destructeur de la couche d'ozone. Par contre, le ciment qui produit beaucoup de CO2 pour sa fabrication en réabsorberait 43% ensuite.

En tout cas, alors que plusieurs pays ont décidé de fermer toutes leurs centrales à charbons à horizon de 15 ans, la Chine risque de dépenser 460 milliards d'euros dans de nouvelles centrales à charbon qui resteront inemployées, estime un rapport de Carbon Tracker Initiative - heureusement, le pouvoir central a décidé un gel des nouveaux projets. Il vaudrait mieux investir dans la récupération de la chaleur des eaux usées (avec un piston en nitinol qui change de forme selon la température) pouvant potentiellement représenter à l'échelle mondiale jusqu'à deux fois l'énergie de la production pétrolière de l'Arabie Saoudite. De son côté, la voiture électrique ne serait concurrentielle avec l'essence qu'à partir de 2024. On peut signaler une concurrente de Tesla qui affiche 645 km d’autonomie grâce à des supercondensateurs en graphène. Il y a aussi un biosupercondensateur, composé d'enzymes dans un hydrogel, qui brûle le glucose comme combustible à une électrode à l'aide d'une enzyme, tandis qu'à l'autre électrode, une autre enzyme convertit l'oxygène en eau. Le plus inattendu, c'est qu'on pourrait faire de l'électricité avec des déchets nucléaires insérés dans des diamants artificiels produisant un courant faible mais quasi éternel. La faisabilité est encore à prouver. Par contre, le sarcophage de Tchernobyl est enfin mis en place - mais officiellement, la catastrophe n'aurait fait que 50 morts...

L'installation de cette arche d'un coût total de 1,5 milliard d'euros, qui est décrite par la Berd comme la plus grande structure terrestre mobile, a été finalisée en tout juste deux semaines.

En Europe, 31% de la nourriture produite est perdue avant d'être consommée, une voiture est garée en moyenne 90% du temps et 50% des habitants indiquent vivre dans un logement trop grand pour eux.

Il paraît que les machos auraient une moins bonne santé mentale, mais, de façon étonnante, ce qui semble le plus corrélé à l'égalité entre les sexes, ce serait la diminution des infections féminines. Signe qu'on se préoccupait moins avant de la santé des femmes ou qu'elles étaient moins bien nourries ? Par contre, on s'attend à une explosion des cancers féminins, qui s'expliquerait par l'augmentation de la fréquence de "facteurs de risque de cancer connus liés à la transition économique rapide comme l'inactivité physique, une mauvaise alimentation, l'obésité, et des facteurs reproductifs", notamment le fait de procréer plus tardivement.

Enfin, alors qu'aucun n'est encore opérationnel, les projets se multiplient d'hyperloops, y compris un hyperloop sous les mers. Le moindre pépin aux vitesses envisagées sera fatal. Que deviendra le technique après le premier accident ? (pour le train la question s'est posée aussi lors des premiers accidents mortels).

Hyperloop One

 

- Sciences

Virtual reality images of the baby at 26 weeks after combining ultrasound and MRI scans

On n'arrête pas le progrès et maintenant, en combinant IRM et ultrasons on peut voir en 3D le bébé dans le ventre ! Plus besoin d'attendre, d'ailleurs, puisqu'on peut de mieux en mieux prédire le phénotype à partir du génome (voir ce que sera le foetus à 20 ans ?). Il est intéressant sinon de voir comment les ADN se combinent dans l'embryon, restant séparés dans les deux premières cellules issues de l'ovule fécondé, ainsi que la migration des interneurones inhibiteurs indispensables aux premiers apprentissages de l'enfant.

Une étude importante met en cause l'efficacité des micros ARN mais, si un médicament ciblant les amyloïdes a échoué, un autre ciblant les protéines tau pourrait stopper l'Alzheimer (par ailleurs l'agrégation des protéines viendrait possiblement de la flore intestinale). Une des nouvelles les plus importantes, si cela marche vraiment, c'est d'avoir trouvé ce qui a bien l'apparence d'une fontaine de jouvence : éliminer les mitochondries défectueuses responsables principales de la dégradation de l'énergie. On a eu aussi une nouvelle confirmation que du plasma de sang jeune nous rajeunit (voir aussi Futura-Sciences), ici du plasma d'adolescents humains a pu rajeunir le corps et le cerveau de souris âgées. On en parle depuis un moment, des cliniques le proposent déjà mais on avait vu aussi que bizarrement, des transfusions sanguines de sang jeune pouvait augmenter la mortalité des interventions chirurgicales...

Là encore, on peut trouver cela répétitif mais de plus en plus de voix alertent (en vain) sur les danger, notamment de bioterrorisme, des méthodes d'édition de gène comme CRISPR-Cas9. Cela n'arrêtera rien. En tout cas, une équipe de l'université de Chengdu a déjà injecté des cellules modifiées avec CRISPR-Cas9 à un patient souffrant d'un cancer du poumon. La Chine prend beaucoup moins de précautions que les occidentaux et semble avoir gardé de son idéologie communiste le culte des sciences et techniques, ceux qui voudraient ralentir les expérimentations génétiques ou transhumanistes auront affaire à forte partie ! Par contre, l'Inde vient de mettre fin au projet, dont on avait parlé, de redonner vie à des cerveaux morts.

Ce qu'on peut considérer aussi comme une sorte de monstre, c'est d'avoir réussi à faire produire à des bactéries des composés carbone-silicium mais cela relance l'hypothèse d'une possible vie extra-terrestre basée sur le silicium au lieu du carbone organique. Par ailleurs, des dépôts de silice pure sur Mars viendraient de sources chaudes favorables à la vie microbienne et on vient tout juste de comprendre comment Mars pouvait être assez chaude malgré son atmosphère réduite, l'effet de serre pouvant avoir été suffisant avec de l'hydrogène et du méthane en plus du CO2. Un procédé très controversé de propulsion, l'EM drive a fait l'objet d'une première publication scientifique, pouvant potentiellement accélérer sensiblement les voyages interplanétaires, mais là aussi il faut rester prudent (ce mode de propulsion de science-fiction faisant soi-disant intervenir la relativité). Il y a d'autres théories audacieuses comme la gravité entropique de Verlinde, qu'une nouvelle étude confirmerait, ou alors l'hypothèse incongrue d'une modification de la gravitation et de la vitesse de la lumière, au moment du Big Bang, à la place de l'inflation. Sur Terre, ou plutôt à 1000 km sous terre, la surprise a été de trouver d'énormes quantités d'eau ayant un rôle décisif dans la tectonique des plaques. La Terre flotte donc bien sur un océan comme dans la cosmologie sumérienne ! Enfin, il semble qu'en copiant le principe des métamatériaux, il soit relativement simple de lutter contre les séismes avec des forêts judicieusement agencées...
 

- Numérique

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Les intelligences artificielles de type IV seront une extension des intelligences artificielles qui auront accédé à la "théorie de l'esprit" permettant de deviner les intentions des autres. La conscience est aussi appelé "conscience de soi" : "Je veux cela" est très différent de "Je sais que je veux cela". Les êtres conscients sont conscients d'eux-mêmes, de leurs états internes, et sont capables de deviner ce que les autres ressentent. Nous supposons que quelqu'un qui klaxonne derrière nous dans le trafic est agressif ou impatient, parce que c'est ce que nous ressentons lorsque nous klaxonnons nous-mêmes. Sans une théorie de l'esprit, nous ne pourrions pas tirer ce genre de conclusions.

Essayer de construire des intelligences artificielles conscientes oblige ainsi à clarifier ce qu'est la conscience, forcément réflexive car devant nous situer dans la relation. Par ailleurs, l'étude de patients dans le coma a montré le lien entre la région du tronc cérébral impliquée dans l'éveil et les régions impliquées dans la conscience pré-verbale (l'insula antérieure ventrale et le cortex cingulaire antérieur prégénual), ce qui indique un stade antérieur à une conscience achevée seulement après par la verbalisation. La conscience suppose aussi de se positionner dans le temps en se projetant dans le futur.

C'est ce que tente une intelligence artificielle qui apprend à prédire l'avenir en regardant des millions de vidéo. Cela ne va pas beaucoup plus loin pour l'instant que nos propres extrapolations mais devrait nous surpasser assez vite (sans jamais pouvoir être certain). Dans le même genre, Sehsat constitue une gigantesque base de données de faits historiques, concernant toutes les civilisations et qui devrait servir à vérifier des hypothèses sociologiques ou historiques, éliminant les moins vraisemblables. Son concepteur en attend un véritable « massacre des théories » mais les biais sont nombreux.

On voit qu'on n'en est qu'aux balbutiements et encore au seuil du règne absolu de ces intelligences artificielles qui n'ont pas tellement de mal à dépasser nos capacités limitées depuis que ce sont des machines à apprendre et plus seulement à exécuter. Ainsi, on a une intelligence artificielle qui lit sur les lèvres (plus besoin d'émettre un son pour lui parler) et deux intelligences artificielles ont appris à communiquer avec un cryptage indéchiffrable pour nous, perspective de robots qui nous échappent (en fait, depuis le deep learning, le fonctionnement des réseaux de neurones nous est largement inaccessible). De même, pour traduire d'une langue à une autre, Google Translate aurait créé sa propre langue... Le monde qui nous attend sera vraiment très différent du nôtre, sans doute moins sujet aux rumeurs, boucs émissaires et fausses théories ? En tout cas, on n'en est plus au gouvernement des experts, encore moins des sages ou des élites, mais bien des intelligences artificielles ! Regretterons-nous les experts pontifiants ? Il est indéniable qu'il y a des côtés totalitaires assez effrayants et loin des utopies numériques malgré la liberté offerte par les réseaux et l'autonomie exigée à l'ère de l'information. Ainsi la Chine veut mettre en place un fichier de notation des citoyens pour leur attribuer des droits, exploitant toute la puissance numérique pour se transformer en une sorte de Big Brother - même si la limite de ce système est la fiabilité des données.

A signaler aussi qu'une startup propose déjà de mettre son testament sur une blockchain. On termine avec un projet de British Airways qui voudrait distribuer des pilules numériques destinées à surveiller entre autres l'acidité de l'estomac des passagers pour mieux les servir (surveiller leur sommeil et leur apporter le repas quand ils ont faim) !

La nouvelle technologie de pilules numériques permet la surveillance de l'état physiologique de son consommateur

 



Pour la Science no 470, l'endroit le plus vide du cosmos


Pour la Science

Je n'ai pas bien vu l'intérêt des articles sur l'endroit le plus vide de l'Univers :

Les cosmologistes pensent que les germes des vides et des amas sont apparus très tôt dans l'Univers, quand des processus quantiques aléatoires ont produit une légère surdensité de matière dans certaines parties de l'espace et une sous-densité dans d'autres. La masse plus importante des régions de surdensité a produit une attraction gravitationnelle plus forte qui a attiré davantage de matière vers elles au fil du temps, au détriment des régions de sous-densité. Les premières ont fini par devenir des amas, et les secondes des vides.



- La flore intestinale à l'origine des maladies neurodégénératives ?, p14

La sécrétion de protéines amyloïdes par notre flore intestinale entraînerait l'apparition de protéines du même genre dans le cerveau. Or les amas de protéines amyloïdes dans les neurones sont en cause dans les maladies neurodégénératives comme Parkinson ou Alzheimer.

Nos intestins renferment plus de 1,5 kilogramme de bactéries. Cette flore intestinale ou microbiote a de nombreux rôles dans la digestion, contre l'inflammation, etc. Ces bactéries sont pour la plupart non seulement inoffensives, mais aussi essentielles à notre survie. Mais depuis 2002, on sait que certaines d'entre elles produisent des protéines amyloïdes, utiles à leur prolifération, leur adhérence et leur résistance. Les plus étudiées sont les protéïnes « curli », sécrétées par les bactéries Escherichia coli. Chen et ses collègues ont supposé que ces protéines amyloïdes de la flore intestinale provoquaient l’apparition d'autres protéines amyloïdes dans les neurones du cerveau.

Ils ont choisi d’étudier l’agrégation de l’une de ces protéines, l’alpha-synucléine, qui s’accumule dans les neurones des patients atteints de la maladie de Parkinson. Pour ce faire, ils ont nourri pendant deux ou trois mois 344 rats âgés et des vers C. elegans (génétiquement modifiés pour exprimer l’alpha-synucléine humaine) avec des bactéries Escherichia coli produisant des curli, d’autres animaux recevant des bactéries modifiées pour ne plus produire de curli.

Résultat : les rats ayant reçu les E. coli sécrétant les curli présentaient des protéines alpha-synucléines agrégées dans l'intestin et dans les neurones intestinaux, mais aussi dans les neurones du cerveau. Les vers développaient quant à eux des amas de protéines alpha-synucléines dans leurs cellules musculaires. À l'inverse, les animaux exposés aux bactéries ne produisant pas de curli ont développé très peu d’agrégats amyloïdes. En outre, l’apparition des protéines amyloïdes provoquait une réaction inflammatoire locale intense dans le cerveau des rats, comparable à celle que l’on observe dans le cerveau des patients souffrant de maladies neurodégénératives.

 


La Recherche no 518, Embryon


- La migration des interneurones inhibiteurs, p16

Tous les neurones migrants exprimaient l'acide gamma-aminobutyrique (Gaba), le principal messager chimique inhibiteur du cerveau, ainsi qu'un récepteur habituellement retrouvé à la surface d'une population particulière de neurones, les interneurones, en migration. Preuve, selon l'équipe, que ces jeunes neurones sont des interneurones. Cette catégorie de cellules représente 20 % des neurones du cerveau. Elles ne forment pas de connexions via leurs longs axones avec des neurones situés à distance dans le cortex cérébral. Les interneurones établissent uniquement des connexions locales, en s'insérant entre des neurones situés les uns à côté des autres. Leur rôle est de moduler l'activité des neurones, parfois en faisant taire des populations entières de neurones excités.

On savait déjà que vers l'âge de un an, le bébé apprend à inhiber des automatismes moteur dans la tâche de recherche d'objets disparus, par exemple. Il apprend ainsi à rechercher un objet ailleurs que là où il a trouvé la première fois, alors qu'il a tendance à le rechercher au même endroit avant l'âge de un an. Ici, c'est la mise en place précoce de cette aptitude dans le cortex préfrontal qui est démontré.

Les défauts de ce processus pourraient être impliqués dans l'épilepsie, la schizophrénie ou l'autisme. Le rôle de l'inhibition est central dans l'apprentissage (apprendre, c'est éliminer).

- Comment les ADN séparés se combinent dans l'embryon, p36

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Lorsqu'un ovule vient d'être fécondé par un spermatozoïde, sur le plan génétique, il ne se passe rien ! Du moins pendant les premières heures… En effet, le génome de l'embryon n'est pas vraiment constitué : les ADN maternels et paternels sont encore séparés, chacun dans un compartiment membranaire, le pronoyau. La première cellule de l'embryon, le zygote, contient donc deux pronoyaux. A l'intérieur, les ADN sont inactifs. En effet, lors de la formation de l'ovule et du spermatozoïde, ces ADN sont rangés, compactés pour être inactifs. Il y a une première vague d'activation du génome de l'embryon qui survient entre 8 et 10 heures après fécondation. C'est une toute première vague, petite en terme d'intensité. Puis il y a une seconde vague beaucoup plus importante qui se produit vers le la fin du stade deux cellules.

Les deux ADN se retrouvent dans un même noyau, au stade de deux cellules. Mais, encore à ce stade, il sont séparés. On suppose que le mélange arrive deux divisions plus tard, au stade de huit cellules.

C'est à ce stade de 8 cellules que la différenciation commence par la périphérie où les cellules en contact avec la membrane deviennent plus petites et sont à l'origine du placenta.


- Pourquoi la fatigue n'est pas qu'une question de sommeil, p68

En dehors de la dépression, parmi les principales causes de fatigue, il y aurait, l'inflammation silencieuse (manger des fruits et légumes) et le manque de fer (manger de la viande rouge) ou de vitamines B, voire la déshydratation sinon le meilleur remède resterait l'exercice.

Le type d'épuisement psychique qui accompagne la dépression peut provoquer une réelle sensation de fatigue physique. Les chercheurs ont constaté que des sujets auxquels ils demandaient de soulever des poids tout en faisant un calcul mental étaiten moins endurant de 25 % que ceux qui étaient uniquement occupés par la musculation. Des études d'imagerie réalisées par la suite on permis de comprendre pourquoi : l'activité intellectuelle intense réduit celle les régions cérébrales frontales, qui gèrent la direction des mouvements tout en étant impliquées dans la concentration. Lorsque le cerveau est mobilisé, les muscles en pâtissent aussi.

On verra plus loin que, de plus, l'inflammation peut provoquer la dépression.

 



Brèves et liens


Physique


cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- Une nouvelle étude confirmerait la gravité entropique de Verlinde ?

terre lune espace gravitation gravité physique modèle

On avait parlé à plusieurs reprises depuis 2010 de cette théorie audacieuse d'Erik Verlinde qui fait de la gravité un phénomène émergent, entropique, d'un univers holographique, et non pas une force fondamentale de l'univers. C'est difficile à croire mais permettrait de se passer de la matière noire, de l'énergie noire et même du Big Bang sauf que des expériences avec des neutrons semblaient l'avoir réfuté ?

Sa nouvelle étude propose des vérifications possibles. A suivre donc, même si je n'y crois guère. Si c'était vérifié, ce serait effectivement un grand bouleversement de la physique, bouleversements de plus en plus rare le coût étant de plus en plus élevé, devant rendre compte de toutes les expériences faites jusque là.

- Au lieu de l'inflation, une modification de la gravitation et de la vitesse de la lumière

Si les photons se déplaçaient plus vite que la gravité juste après le Big Bang, ils auraient pu aller assez loin pour que l'univers atteigne une température d'équilibre beaucoup plus rapidement que prévu.

Voir aussi Futura-Sciences. L'hypothèse est difficile à croire d'une modification des vitesses de la gravitation et de la lumière à très très haute température mais comme il y a des prévisions précises, ce n'est pas pure spéculation, l'expérience pourra la réfuter. La physique illustre comme chaque nouvelle théorie cherche à réfuter la théorie standard par tous les moyens mais doit se confronter aux faits pour trancher. Dans la pure spéculation philosophique, on ne peut pas toujours faire appel aux faits, ce qui laisse ouverte la possibilité d'échafauder mille théories invérifiables.


- L'EM drive a fait l'objet d'une première publication scientifique

le moteur electromagnetique de la Nasa

La revue Journal of propulsion and power montre donc que ce moteur critiqué pendant très longtemps comme contradictoire avec la physique de base, pourrait fonctionner et parvenir même à la planète Mars en 70 jours, le tout sans combustible!

L’EM Drive utilise le principe du magnétron, un dispositif qui transforme un courant électrique en faisceau micro-onde. Ce qui fait office de tuyère est en forme d’un cône tronqué au sein duquel règne un vide: les micro-ondes font des allers retours entre les deux parois. En théorie, ils devraient y avoir plus d’impacts sur une des deux parois ce qui devrait créer une poussée minime … six fois moindre que la propulsion photonique due aux voiles solaires par exemple. Une poussée bien faible que les détracteurs de l’engin ont souvent assimilé aux erreurs de mesures…

- Mars : un important glacier découvert sous sa surface

Répartition diagonale des dépôts de glace d’eau sous la surface de Mars dans la région d’Utopia Planitia. © Nasa, JPL-Caltech, Université de Rome, ASI, PSI

Le bassin de 3.300 km de diamètre qui s'étend aux latitudes moyennes, dans l'hémisphère nord de la Planète rouge, estime que le sous-sol cache (entre 39 et 49° de latitude) un dépôt de glace d'eau aussi vaste que le Nouveau-Mexique, soit une superficie à peu près équivalente à la moitié de celle de la France. Le volume d'eau serait aussi important que celui du lac Supérieur. Son épaisseur varierait de 80 à 170 mètres et il suffirait de creuser à des profondeurs de un à dix mètres seulement pour rencontrer ce mélange de glace (sa teneur est évaluée entre 50 à 85 %), de roches et de poussières.

Des dépôts de silice pure sur Mars viendraient de sources chaudes favorables à la vie microbienne. Par ailleurs on vient de comprendre comment Mars pouvait être assez chaude malgré son atmosphère réduite, l'effet de serre pouvant être suffisant avec de l'hydrogène et du méthane en plus du CO2. Par analogie avec les bactéries tirant leur énergie des sulfates dans les profondeurs de la Terre, il devrait y avoir une vie bactérienne sous la croûte de Mars.

"Comme cette configuration géologique était assez fréquente sur la Terre à ses débuts et l'est également sur Mars aujourd'hui, nous pensons qu'en présence d'eau et des bons minéraux, peut-être des kilomètres sous la surface martienne, la production de l'énergie nécessaire à la vie microbienne est possible. Je n'affirme pas que ces microbes existent hors de tout doute : je dis simplement que les conditions sur Mars sont propices à la vie microbienne".

- De nombreux océans sous la croûte terrestre (1000km)

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A un tiers du chemin vers le noyau terrestre, on trouve de multiples océans qui nous submergeraient s'ils n'étaient pas piégées dans le sous-sol et qui favorisent la tectonique des plaques.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Détection plus rapide des tremblements de terre par le champ gravitationnel

Représentation de la rupture lors du tremblement de terre de Tohoku-Oki, dont l'hypocentre (étoile rouge) est représenté sur l'interface de subduction. Sont représentés 1) la propagation des ondes sismiques dans la Terre 10 secondes après l'initiation de la rupture, délimitée par la sphère (zoom en haut à droite) et 2) la distribution de l'anomalie de gravité (carte superposée à la topographie, en haut à gauche).

En plus de générer des ondes sismiques qui se propagent à partir de la source dans tout le milieu environnant, les tremblements de Terre s'accompagnent d'une redistribution de masse importante qui génère des modifications significatives du champ gravitationnel terrestre. Alors que les ondes sismiques se propagent dans le milieu à une vitesse de quelques kilomètres par seconde, le champ gravitationnel est lui perturbé de manière quasi instantanée (à la vitesse de la lumière).

Effectivement, une modification du champ gravitationnel terrestre produite pendant une rupture sismique vient d'être pour la première fois détectée pendant le tremblement de terre de Tohoku-Oki, qui s'est produit le 11 mars 2011 avec une magnitude de 9. Cette nouvelle possibilité de détecter un changement de gravité avant l'arrivée des ondes sismiques pourrait contribuer à terme à améliorer les systèmes d'alerte précoce aux tremblements de terre.

- Des muscles nanométriques en ADN

Les muscles nanométriques sont constitués de nanoparticules d'or reliés par un ADN simple brin.


- Métamatériaux : des forêts pour lutter contre les séismes

Les simulations des dispositifs imitant les métamatériaux, constitués d'anneaux concentriques, montrent qu'il est possible de se protéger des séismes en déviant les ondes sismiques. Crédit : M. Farhat et al., PRL 103 (2009)

Des structures se comportant comme des métamatériaux pourraient servir à bâtir des boucliers antisismiques pour protéger nos villes et les centrales nucléaires des tremblements de terre. On pourrait même utiliser pour cela des arbres convenablement plantés sous forme de forêts.

Les arbres peuvent se comporter comme des résonateurs réémettant des ondes de Rayleigh dans une certaine bande de fréquence en réponse à l'arrivée de celles produites par un séisme, de sorte qu'au final elles sont envoyées en profondeur dans le sol, et ce même pour de grandes longueurs d'onde. Curieusement, la protection est la plus efficace pour des arbres plantés de façon dense et aléatoire. Elle s'améliore encore en couvrant une plus grande bande de fréquence si les arbres sont arrangés avec des hauteurs décroissantes.

 

Climat


climat, énergies, écologie

- La vie serait apparue dans un océan à plus de 50°C ?

Les estimations de la température des océans calculées à partir de la composition isotopique de l'oxygène aboutissent à une diminution de la température des océans de 50-60 °C depuis 3.5 milliards d'années. Maintenir de telles températures durant la période Archéenne, alors que la luminosité solaire était environ 20-25 % plus faible qu'aujourd'hui, nécessitait probablement un effet de serre important qui a pu être en partie soutenu par des pressions atmosphériques de CO2 et N2 importantes. Finalement, la décroissance progressive des températures à la surface de la Terre au cours du temps semble corrélée avec l'émersion progressive des continents depuis 3.0-3.5 milliards d'années, ce qui suggère que le processus contrôlant au premier ordre les variations des températures à la surface du globe à l'échelle des temps géologiques est la consommation et séquestration du CO2 atmosphérique en réponse à l'érosion des surfaces continentales.

- L'activité solaire plus importante pour le climat que prévue

"Nous avons reconstitué la température des 4 000 dernières années et nos analyses préliminaires montrent que les variations des températures du Groenland sont étroitement liées à l'activité solaire", explique M. Kobashi en ajoutant que cette interprétation n'était pas celle qui était forcément attendue. "Lorsque l'activité solaire augmente, les températures du Groenland baissent, et inversement". Ce phénomène semble être lié aux changements atmosphériques et océaniques, et se retrouve dans certains modèles climatiques. Les changements de température peuvent aussi être expliqués par les changements au niveau de l'activité volcanique, les changements orbitaux et les taux de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.

"La variabilité naturelle peut masquer l'influence de l'homme sur la température du Groenland, mais cette dernière finira par augmenter sous l'influence de l'homme", affirme M. Kobashi. Le Groenland suit généralement les augmentations mondiales de la température, mais les travaux de M. Kobashi montrent que le lien entre l'activité solaire et la température pourrait aider à prévoir les changements de température à venir. L'activité solaire devrait diminuer au cours des prochaines décennies, ce qui signifie que la température du Groenland pourrait augmenter plus vite que prévu par les modèles climatiques qui n'utilisent que les augmentations de gaz à effet de serre dans leurs projections. Cela pourrait à son tour conduire à une fonte accélérée de la calotte glaciaire polaire, et à une élévation mondiale du niveau de la mer.


- Plus le climat se réchauffe moins les émissions des volcans protègent du soleil

Quand une éruption est assez puissante, les volcans envoient des gaz soufrés dans la haute atmosphère, atteignant une couche appelée la stratosphère, environ 10 à 15 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre. A cette altitude, les gaz réagissent avec l'eau pour former des particules d'aérosols qui persistent dans la stratosphère pendant un ou deux ans, ce qui reflète la lumière et la chaleur du soleil, refroidissant la planète. En moyenne, il y a de trois à cinq éruptions qui atteignent la stratosphère chaque année.

Des recherches antérieures ont montré que lorsque la planète se réchauffe, les couches inférieures de l'atmosphère grandissent, ce qui rend beaucoup plus difficile pour les gaz d'atteindre la stratosphère. Aux niveaux inférieurs, dans la troposphère, les gaz se transforment rapidement en aérosols qui forment des nuages et tombent au sol sous forme de pluie ou de neige.

"Les éruptions volcaniques ont tendance à contrecarrer le réchauffement climatique, mais que la planète se réchauffe et moins d'éruptions seront en mesure de refléter les rayons du soleil".

La compréhension de cette boucle de rétroaction positive a des implications importantes pour la compréhension de la variabilité du climat de la Terre dans le passé. En particulier, ce mécanisme peut avoir contribué à l'entrée dans une longue période de glaciation globale de la Terre il y a environ 700 millions d'années, une théorie connue sous le nom de "Terre boule de neige".

- L'Antarctique réémet du CO2 à cause du réchauffement

C'est au moins une illustration de la complexité du climat. On ne sait pas encore s'il y a là aussi une boucle de rétroaction positive aggravant le réchauffement car tout dépend du régime des vents qui se renforcent avec le vortex polaire à mesure que la température monte, amenant les eaux profondes à la surface.

Des preuves indirectes suggèrent que l'océan Austral est un puits net de carbone et a absorbé jusqu'à 15% des émissions de carbone émis par l' humanité depuis la révolution industrielle. Mais à certains moments de l' année et à des endroits spécifiques de cette région, les eaux de surface riches en carbone libèrent au contraire du CO2 dans l'atmosphère.

Le taux d'absorption du carbone par l'océan Austral a diminué entre 1981 et 2004, ce qui serait dû à l'augmentation de la vitesse des vents, probablement à cause du trou dans la couche d'ozone stratosphérique au-dessus de l'Antarctique et peut-être du réchauffement climatique. Des vents plus forts amènent à la surface plus d'eau venue des profondeur qui libère du CO2 au contact de l'air. Cela aurait provoqué un affaiblissement net du puits de carbone. Cependant, une étude de l'an dernier a révélé que le puits de carbone aurait commencé à se renforcer dans les années 2000.

Un facteur du réchauffement des eaux profondes pourrait être que les eaux de surface autour de l'Antarctique sont devenues moins salées, en partie à cause d'une augmentation des précipitations estivales sur l'océan. L'eau de surface plus froide est moins dense, de sorte qu'elle de vient plus refroidir les courants de fond. "L'eau profonde se réchauffe parce qu'elle n'est plus autant approvisionnée en eau froide".

- Une crevasse dans l'Antarctique présage un effondrement de la banquise

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Ce sont donc les eaux réchauffées venant des océans qui ont fait fondre le glacier de l'île de Pin par en-dessous, provoquant une profonde fissure sous la surface. C'est cette même fissure qui a séparé la glace en deux.

La crevasse de 32 km de long a fini par fendre le glacier de plus de 360 km².

L'effondrement de l'Ouest-Antarctique pourrait à lui seul faire monter le niveau de la mer de plus d'un mètre d'ici à 2100. Il est cependant trop tôt pour dire s'il s'agit d'un mouvement durable qui pourrait vraiment altérer le rythme de retrait de la glace dans cette zone.

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- Pour la troisième année les émissions de gaz à effet de serre stagnent

Cela fait trois ans que les émissions de CO2, au niveau mondial, n'augmentent que de manière infime. Les activités humaines et notamment la combustion des ressources fossiles ont généré en 36,3 Gigatonnes de dioxyde de carbone en 2015, révèle un rapport du Global Carbon projet (l'organisation internationale chargée de mesurer les émissions de carbone), publié lundi 14 novembre 2016. On est donc loin des 2,4% d'augmentation par an constatés entre 2004 et 2013.

 

- Capturer plus de carbone dans les sols

Martial Bernoux estime ainsi qu’une augmentation de la teneur de matière organique pourrait faire passer l’absorption de CO2 par les sols de 2,7 milliards de tonnes par an à plus de 7 milliards. De quoi considérablement réduire le volume de CO2 en excès stocké dans l’atmosphère et générateur du réchauffement climatique.

Mais pour cela, les agriculteurs des pays riches devront changer leurs pratiques, tandis que ceux du sud devront être aidés par des investissements massifs. L’agriculture intensive très gourmande en engrais, pesticides et gros tracteurs est à l’origine de 20% des émissions mondiales de gaz à effet de serre et ces pratiques épuisent les sols et réduisent leur fertilité. « Il faut donc promouvoir les pratiques respectueuses comme le non labour, l’agroforesterie ou l’agriculture de conservation » détaille Martial Bernoux. Outre une réduction de moitié des consommations en gazole, le non labour protège la vie biologique des sols et confie leur porosité aux seuls vers de terre. L’agroforesterie consiste à faire voisiner arbres et cultures, une technique aux rendements aussi élevés que l’agriculture traditionnelle et aux bénéfices environnementaux importants. L’agriculture de conservation consiste à maintenir un couvert végétal dans les champs tout au long de l’année. Cette méthode permet d’atteindre jusqu’à 6% de matière organique.

- Des matériaux magnéto-électriques multiferroïques pour une électronique plus économe

Des matériaux magnéto-électriques multiferroïques à température ambiante sont un graal de l'électronique car ils ont besoin de beaucoup moins d'énergie que les semi-conducteurs pour lire et écrire des données. De plus, ce n'est pas une mémoire volatile, les données ne disparaissant pas lorsque l'alimentation est coupée. Cela pourrait permettre d'avoir des appareils qui ne nécessitent que de brèves impulsions électriques au lieu d'un flux constant comme pour l'électronique actuelle, utilisant jusqu'à 100 fois moins d'énergie !


- Dispositif microélectronique à commande optique sans semi-conducteurs

Un dispositif microélectronique à commande optique sans semi-conducteurs utilise des métamatériaux qui permettent une augmentation de 1000% de la conductivité lorsque activé par une faible tension et un laser de faible puissance.

- Las Vegas teste des lampadaires alimentés par vos pieds

lampadaires

Plus exactement, ce système fonctionne à l’énergie solaire (via des panneaux photovoltaïques placés au-dessus des lampadaires) et cinétiques (via des dalles à pression qui récoltent de l’énergie au passage des piétons lorsque le soleil est absent).

- Faire de l'électricité avec des déchets nucléaires

Des scientifiques de l'Université de Bristol ont développé un diamant artificiel qui, lorsqu'il est placé dans un champ radioactif, est en mesure de générer un faible courant électrique.

"Il n'y a pas de pièces mobiles, pas d'émissions générées et aucun entretien. En encapsulant la matière radioactive à l'intérieur des diamants, nous réglons le problème de certains déchets nucléaires (le carbone 14) en les recyclant dans une batterie à propulsion nucléaire fournissant un approvisionnement à long terme d'énergie propre".

Voir aussi Futura-Sciences, assez sceptique. La puissance électrique fournie est faible mais la durée de vie de ces batteries atomiques se compterait en milliers d'années !


- Récupérer la chaleur des eaux usées pour produire de l'énergie

Le système de la société Exergyn est basé sur un alliage de nickel et titane appelé nitinol qui change de forme selon la température. De l'eau chaude ou froide est alternativement envoyée toutes les 10 secondes provoquant une expansion ou contraction rapide de 4 centimètres entraînant un piston. Un système hydraulique convertit ce mouvement linéaire en mouvement rotatif qui entraîne à son tour un générateur. Le moteur produit 10 kilowatts d'électricité à partir de 200 kW d'énergie thermique dans les eaux usées chaudes.

A l'échelle mondiale, on pourrait récupérer ainsi jusqu'à deux fois l'énergie de la production pétrolière de l'Arabie Saoudite.


- Une peinture thermoélectrique

Le schéma de production de la peinture thermoélectrique imaginée par les chercheurs de l’Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST). Partant de tellurure d’antimoine (Sb2Te3) et de tellurure de bismuth (TE particle), on obtient une peinture qui peut être appliquée sur une surface sphérique. Un traitement thermique permet ensuite de fixer la peinture et d’en optimiser les performances pour produire un système thermoélectrique (en orange sur le graphique) presque aussi efficace que les systèmes solides (en noir), et bien plus efficace que les autres solutions liquides (en bleu). © Park et al., UNIST, 2016 Nature Communication

« En été, la température d'un mur extérieur peut monter à plus de 50 °C. Si nous appliquions de la peinture thermoélectrique sur les murs de nos maisons et de nos immeubles, nous pourrions récupérer et transformer d'importantes quantités de chaleur en électricité ».

Comme point de départ, un matériau reconnu depuis longtemps pour ses propriétés thermoélectriques : le tellurure de bismuth (Bi2Te3). Un matériau fréquemment utilisé dans le domaine de la réfrigération.

- Le premier téléphérique urbain de France à Brest

Le premier téléphérique urbain à Brest le 19 novembre 2016-AFP/FRED TANNEAU

"Il n'y a pas plus propre que le transport par téléphérique, il n'y a pas plus sécurisé, il n'y a pas plus silencieux et en plus il n'y a pas moins coûteux".

- L'urbanisme du futur

« Il s'agit d'aller plus loin en végétalisant tout ce que l'on peut ». Guillaume Recher Bergevin en est convaincu : introduire la nature en ville est aussi synonyme de cohésion.

« Il s'agit d'aller plus loin en végétalisant tout ce que l'on peut ». Guillaume Recher Bergevin en est convaincu : introduire la nature en ville est aussi synonyme de cohésion.

 

Biologie


évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- L'ADN polymérase des archées semblable aux ARN polymérases

De façon surprenante, le coeur catalytique de l'ADN polymérase (polD), responsable de la réplication de l'ADN des archées, a la même architecture que les ARN polymérases responsables de la transcription chez tous les êtres vivants (mais différente des deux architectures connues des autres ADN polymérases). Ceci laisse penser que ce petit domaine fonctionnel pourrait avoir été essentiel lors de la transition entre un monde sans ADN et un monde avec ADN.

On sait depuis plusieurs années que les archées utilisent pour la réplication de leur ADN deux types d'ADN polymérases, une de la famille polB et une autre de la famille polD. En règle générale, l'appareil réplicatif des archées est très similaire à celui des eucaryotes, bien davantage qu'à celui des bactéries. Effectivement, on trouve des polB chez les eucaryotes, mais pas de polD.

Ainsi, chez les archées, il existe un lien très étroit entre le coeur catalytique responsable de la réplication et celui qui est responsable de la transcription. Il est permis de penser que ce coeur catalytique, qui est également capable de répliquer de l'ARN comme cela a été observé chez une enzyme de plante, était présent et fonctionnel en tant que "réplicase" de l'ARN chez l'ancêtre des archées fonctionnant dans un monde sans ADN (mais bien sûr avec des ARN et des protéines, le code génétique et le ribosome). C'est ensuite, grâce à sa versatilité et sa capacité à remplir les nouvelles fonctions requises de réplication de l'ADN et de sa transcription en ARN, qu'il aurait été recruté lors du passage à un monde avec ADN

- Un oiseau à plume de 130 millions d'années

Eoconfuciusornis, l'oiseau fossile âgé de 130 millions d'années

Daté de 130 millions d’années, il s’agit du premier fossile retrouvé ayant gardé sa pigmentation. Il serait également un des premiers oiseaux similaires à ceux que l’on peut croiser de nos jours, avec un bec édenté. C’est la première fois que des scientifiques retrouvent des mélanosomes et de la kératine, molécules responsables de la couleur, dans des restes de dinosaures.

- Des infrarouges pour renforcer les abeilles affaiblies par les pesticides

AbeilleLa thérapie aux infrarouges est déjà utilisée chez l’homme, et tout particulièrement chez les personnes âgées, car elle aurait des propriétés neuroprotectrices en donnant un coup de pouce au fonctionnement des mitochondries.

Les abeilles n’ayant pas reçu de rayons deviennent très vite peu mobiles (celle-ci tombe à 22% en seulement quatre jours), perdent la vue et meurent de faim car elles ne peuvent plus s’alimenter. Les abeilles des groupes traités meurent au bout de 32 jours alors que le groupe non traité est dévasté en 20 jours. Les infrarouges semblent pouvoir inverser les effets négatifs induits par les pesticides : les abeilles retrouvent rapidement la capacité à voir et à se mouvoir après leur thérapie.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Sélections naturelle et sexuelle produisent deux sous-espèces

Pourquoi les mâles arborent souvent des ornements qui les handicapent ? Justement parce que surmonter ces handicaps est une preuve de force et de santé pour les femelles, seulement cela reste un handicap pour la sélection naturelle et, du coup, on observe une séparation des groupes en deux races ou sous-groupes, les dominants (glorieux handicapés) et les dominés (plus adaptables).

- La guerre des sexes chez les poissons gambusies

Poisson gambusie

Chez ces poissons, il n'est pas question pour les mâles de faire la cour : la plupart des copulations sont forcées.

Après neuf générations, les scientifiques ont découvert que le cerveau des femelles a grossi de 6,5% en réponse à un allongement de la taille du gonopode (organe reproducteur mâle).

Les mâles gambusies ont une technique particulièrement sournoise pour se reproduire : ils se cachent en attendant de pouvoir attraper une femelle pour ensuite la féconder de force. Ils peuvent tenter jusqu'à 1000 copulations forcées par jour ! Chez cette espèce, un long gonopode permet d'améliorer le succès reproducteur car il rend l'insémination plus efficace. Autrement dit, plus l'organe reproducteur mâle est long, plus la femelle peut devenir gestante involontairement. Le développement du cerveau des femelles seraient donc une adaptation pour contrer ce type de déconvenues. En effet, l'augmentation de la taille de l'encéphale s'accompagne également d'une hausse des capacités cognitives. Grâce à cela, génération après génération, les femelles deviendraient plus efficaces dans la détection des mâles et pourraient fuir plus facilement (des adaptations homologues à celles d'une proie qui évolue pour échapper à son prédateur). En évitant l'attitude coercitive des mâles, les femelles gardent ainsi le contrôle sur le choix du partenaire et le moment de la copulation.

- Lien entre reproduction et alimentation

Chez de nombreuses espèces, il existe une interaction entre les activités métaboliques et reproductrices. Ainsi chez l'être humain, un déficit énergétique important (anorexie) ou au contraire un surpoids excessif (obésité) entrainent des dérèglements, voire un blocage, de l'activité de reproduction.

En conclusion, cette étude utilisant un modèle animal sauvage a montré que des peptides classiquement considérés comme régulant la reproduction, notamment le RFRP-3, ont la capacité de contrôler la prise alimentaire via une action sur des structures cérébrales dédiées au contrôle métabolique. Ces résultats renforcent l'hypothèse d'une coordination centrale de l'activité de reproduction et de la prise alimentaire, indiquent la nature des circuits neuronaux impliqués et suggèrent une modulation de cette coordination en fonction du sexe et de l'environnement saisonnier.


- Les souvenirs de la petite enfance pourraient être réactivés

Afficher l'image d'origine

La théorie dominante attribuait l'amnésie infantile des souvenirs des trois premières années à un réaménagement du cerveau avec la multiplication des neurones dans ces premières années. Une expérience avec des rats semble montrer que ces souvenirs primitifs ne sont pas effacées mais pourraient être réactivées si l'on reproduit des situations vécues alors.

- Des femelles singes incitent les mâles à aller au combat

Des singes Vervet au zoo de Khan Yunis, dans la bande de Gaza le 9 février 2015-AFP/Archives/SAID KHATIB

Après une escarmouche, les femelles utilisaient parfois "la carotte et le bâton" pour inciter les mâles à se jeter dans l'arène les fois suivantes. Concrètement, elles épouillaient les valeureux mâles qui venaient de s'exposer au combat. A l'inverse, elles criaient puis s'approchaient de façon menaçante de mâles qui s'étaient tenus prudemment à l'écart. Parfois, elles allaient jusqu'à les courser et à les agresser physiquement.

- Des chimpanzés pêcheurs d'algues nourrissantes

Chimpanzés pêchant des algues avec des outils à Bakoun en Guinée

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Les bonobos aussi ont besoin de lunettes en vieillissant

Older, long-sighted bonobos groom at arm's length

- Seule une petite population Néandertal s'est croisée avec une plus grande population sapiens

Afficher l'image d'origineLa disparition de nos gènes de Néandertal serait progressive et due au fait que les Néandertals croisés avec les Sapiens était une petite population isolée avec une telle consanguinité qu'ils avaient beaucoup de gènes délétères éliminées par l'évolution.

On savait que Néandertal vivait en petits groupes se reproduisant entre eux alors que la caractéristique de notre espèce était des groupes plus importants, ce que cette étude génétique confirme de même que le fait que ce métissage était très exceptionnel (et ne passant que par les femmes).

- Le papillomavirus hérité de Néandertal

Un variant du virus HPV16 aurait évolué chez l'Homme de Neandertal pendant environ 500 000 ans avant d'être transmis par relation sexuelle à l'Homme moderne sur le continent eurasiatique.

En se reproduisant avec l'Homme de Neandertal, l'Homme moderne a également intégré dans son génome des gènes néandertaliens impliqués dans la différenciation de la peau et la réponse immunitaire. "Il est très probable que ces gènes augmentent la probabilité pour l'Homme Moderne de développer une infection chronique face au virus HPV16-A, avance le chercheur. On se demande si le degré d'intégration de ces gènes néandertaliens au sein du génome ne pourrait pas expliquer pourquoi 1% femmes sont incapables d'éliminer le virus et développent un cancer.

- Il y a 65 000 ans, l'homme tirait parti du feu pour tailler la pierre


Il y a 65 000 ans, en Afrique du Sud, l'homme moderne chauffait la pierre en vue de la tailler et fabriquer des outils. Un procédé extrêmement innovant, unique à cette région - il faudra ensuite attendre plus de 40 000 ans pour qu'il réapparaisse et se répande en Asie puis en Europe.



- Les premiers Australiens responsables de l'extinction de leur mégafaune ?

Warratyi

On notera en particulier un os du marsupial de la taille d'un rihinocéros, le Diprotodon optatum, et des fragments d'une coquille de l'oiseau géant Genyornis newtoni.

"C'est intéressant, car apparemment une bonne preuve que les humains mangeaient la mégafaune. Nous savions que les humains et la mégafaune étaient sur le continent en même temps, mais il y avait très peu de preuves fiables qu'ils avaient quelque chose à voir l'un avec l'autre".

Les occupants de l'abri pouvaient avoir utilisé aussi les peaux de la mégafaune.

Il est très difficile de croire que les humains en si petit nombre aient pu être la cause de la disparition de la mégafaune partout où ils sont arrivés, ce que cette découverte aide à confirmer.

- Il y a 44 000 ans des Australiens avaient déjà un os dans le nez

Portrait of an Aboriginal man with a shell and feather headdress and a nose piercing, Queensland, ca. 1900

Des Australiens autochtones se souviennent de leur grand-père avec des os dans le nez pour des occasions spéciales, dans certains groupes, ces os n'étaient portés que par les anciens, mais dans d'autres, il n'y avait aucune restriction.

- La consommation de lait a commencé il y a 9000 ans

L'importance de la production de viande et laitages dans la région méditerranéenne du Néolithique a fait l'objet de débats entre scientifiques et archéologues, les recherches antérieures ayant révélé que l'attrait du lait avait pu constituer un élément moteur de la domestication des ruminants, tels que vaches, moutons et chèvres.

"Il est possible qu'il ait joué un rôle important en fournissant un produit alimentaire nourrissant et stockable qui a favorisé la viabilité des premiers agriculteurs et, par conséquent, la propagation de l'agriculture à la Méditerranée orientale".

"Nos travaux précédents avaient démontré que l'utilisation de lait était hautement régionalisée dans le Proche Orient au septième millénaire av. J.C., et cette nouvelle étude disciplinaire met encore plus l'accent sur l'existence d'une utilisation variée des produits d'origine animale au Néolithique, dans le nord de la Méditerranée. L'industrie laitière a clairement été pratiquée dans l'Est et l'Ouest de la région, tandis que les signes sont à peine décelables en Grèce du Nord, où les graisses issues de chaudrons et des os d'animaux racontent la même histoire: dans cette région, c'est la production de viande qui était l'activité principale et non l'industrie laitière".

"Ce qui est particulièrement surprenant c'est que l'intolérance au lactose ne représentait pas une barrière à l'utilisation du lait. La question principale qui se pose est de savoir comment le lait était transformé pour que sa consommation soit acceptée par les premiers fermiers du Néolithique".

- La stimulation cérébrale permet de se guider à travers un labyrinthe invisible

Labyrinthe

Dans une expérience à l'Université de Washington à Seattle, les participants se sont sortis d'un labyrinthe guidé uniquement par la stimulation transcrânienne à courant continu (STCC). Les résultats suggèrent que ce type d'interaction avec le cerveau pourrait être utilisé dans les expériences de réalité virtuelle comme pour aider à donner aux aveugles des informations «visuelles» sur leur environnement.

Chaque fois que leur avatar allait trop près d'un mur, ils recevaient une dose de TMS sur le cortex visuel primaire à l'arrière de leur cerveau. Ces TMS produisent de petits courants électriques qui peuvent , à certaines intensités induire la perception d'un éclair de lumière appelé un phosphène. Au lieu de lumière perçue effectivement par l'œil, les phosphènes peuvent également se produire si vous mettez la pression sur vos yeux lorsque vous vous les frottez.

"Le but ultime est de transmettre d'autres formes d'information. Cela pourrait être quelque chose d'abstrait, comme la couleur bleue, ou même une émotion".

- Effets de la stimulation électrique transcrânienne

Les données recueillies par les chercheurs montrent qu'une augmentation du principal neurotransmetteur excitateur du cerveau, le glutamate + glutamine, et du neurotransmetteur NAA survient rapidement en réponse à la stimulation électrique. Ces deux neurotransmetteurs interviennent dans l'apprentissage et dans l'adaptation du cerveau. Toutefois, dès la fin de la séance, leurs niveaux reviennent aux valeurs de départ.

La stimulation électrique est aussi testée sur les soldats dont elle améliorerait les performances. On pourrait agir également sur le désir sexuel.

- La stimulation profonde du cerveau par des champs électriques extérieurs

TMSDeux champs électriques de différentes fréquences sont appliqués en dehors de la tête. Le tissu du cerveau où les champs se chevauchent est stimulé alors que les tissus traversés par un seul champ ne sont pas affectés car les fréquences sont trop élevés. Par exemple, on peut utiliser un champ à 10 000 hertz et un autre à 10 010 hertz. Du coup, les cellules nerveuses affectées sont stimulés à 10 hertz - la différence entre les deux fréquences.

Hélas, la technique ne peut pas aller assez profondément pour traiter le Parkinson mais pourrait être utile dans l'Alzheimer en stimulant l'hippocampe.


- Manipulation de la sensibilité à la hiérarchie par la stimulation cérébrale

La stimulation avait pour effet de modifier la balance entre les poids d'apprentissage des victoires et des défaites lors de l'apprentissage des relations de dominance. Ces effets étaient spécifiques des situations de jeu compétitif dans lesquelles les personnes apprenaient la dominance, mais pas des situations témoins ayant une motivation monétaire.

- La religion joue sur les même ressorts que l'amour, le jeu et la dépendance

Les examens IRM ont montré une activation dans une zone du cerveau appelée le noyau accumbens, qui traite les récompenses et a été liée à des sentiments d'amour romantique aussi bien qu'aux dépendances comme celle du jeu.

Les sentiments spirituels ont également activés le cortex préfrontal médian, qui est une région complexe impliquée dans l'évaluation, le jugement et le raisonnement moral. Lorsque les participants éprouvaient des sentiments élevés, leur cœur battait plus vite et leur respiration était plus profonde.

Les résultats suggèrent que de l'expérience religieuse pourrait modifier la pensée et le raisonnement de la même manière que dans les états amoureux ou de dépendance.

Voir aussi Futura-Sciences.

Un scanner du cerveau montrant le cerveau au cours d'une expérience spirituelle

 

Santé


traitements, nutrition, hygiène

- La fontaine de jouvence : éliminer les mitochondries défectueuses

C'est une nouvelle approche de l'élimination des dommages cellulaires qui s'accumulent avec l'âge en supprimant l'ADN muté des mitochondries, les petits organites qui produisent la majeure partie de l'énergie chimique dans une cellule.

Il y a des centaines de milliers de mitochondries par cellule, dont chacune comporte son propre génome sous forme de petits ADN circulaires - l'ADNmt - dont les gènes sont nécessaires à la production d'énergie. Cependant, l'ADNmt a des capacités limitées de réparation, ce qui signifie qu'on trouve souvent des versions normales et mutantes de l'ADNmt dans la même cellule, ce qu'on appelle hétéroplasmie.

Alors que la plupart des gens commencent leur vie avec un certain niveau d'hétéroplasmie, le nombre de mutants de l'ADNmt augmente pendant toute la vie et quand un seuil critique de l'ADNmt mutant est dépassé, les cellules ne fonctionnent plus ou meurent.

Les mutations dans l'ADN mitochondrial ne sont pas réparées, à la différence des mutations dans l'ADN du noyau, qui peuventt être corrigées au moyen de mécanismes de réparation cellulaire. Cependant, grâce à un processus appelé mitophagie, les cellules peuvent éliminer les mitochondries dysfonctionnelles.

Dans l'étude, l'équipe de recherche a constaté que lorsqu'ils ont augmenté artificiellement l'activité des gènes qui favorisent la mitophagie, notamment des gènes impliqués dans les formes familiales de la maladie de Parkinson, la fraction de l'ADNmt muté dans les cellules musculaires de mouches a été considérablement réduit de 76% de mutants à 5% !

- Mémoire : le cerveau adopte de nouvelles stratégies en vieillissant

Pour les tâches mobilisant la mémoire, les variations entre les personnes étaient liées à l'âge. Les participants les plus jeunes avaient peu de groupes de connexions synchrones, mais de grande taille ; ces connexions reliaient la majeure partie du cerveau dans une activité coordonnée. Chez les participants âgés, les groupes de connexions devenaient plus petits mais plus nombreux : il y avait une perte de cohésion dans l'activité cérébrale, même en l'absence de problèmes de mémoire.

- Une enzyme ciblant les protéines tau stopperait l'Alzheimer

Les vaisseaux sanguins du cerveau de souris en bonne santéL'enzyme, appelée p38y kinase, contribue à maintenir la protéine tau dans un état sain, sans enchevêtrement, par sa phosphorylation, empêchant ainsi l'apparition de pertes de mémoire.

Il y a confirmation du fait que ce sont les plaques de bêta-amyloïdes qui perturbent les protéines tau, sauf si la p38y les protègent, mais que ce sont bien les protéines tau déformées qui sont responsables de la perte de mémoire (d'où l'inefficacité des traitements ciblant les plaques de bêta-amyloïdes). Il semble qu'on avance enfin mais la piste d'une mauvaise irrigation du cerveau est-elle abandonnée du coup ?

Il semblerait que de simples probiotiques (lactobacillus et bifidobacterium) amélioreraient sensiblement les performances des malades d'Alzheimer...

- Une prothèse pour contourner les lésions de la moelle épinière

Grâce une prothèse électronique, une équipe internationale a réussi à faire remarcher un singe paraplégique.

Concrètement, le cerveau de l’animal est équipé d’une sonde capable d’interpréter l’activité cérébrale en temps réel. Lorsque le singe décide de marcher, l’information émise par le cerveau est analysée par le système électronique, puis transmise – grâce à une connexion sans fil – à un récepteur placé sur la moelle épinière en dessous de la lésion. Le signal est ainsi relayé jusqu’au muscle de la jambe qui reprend alors son mouvement naturel.

Voir aussi Futura-Sciences, Sciences et Avenir.

- L'inflammation du cerveau cause de dépressions

Une hypothèse est que l'inflammation détournerait le tryptophane de la synthèse de sérotonine au profit de dérivés neurotoxiques du tryptophane comme l'acide quinolinique. Justement, la kétamine est un anesthésiant qui bloque l'acide quinolinique ; elle aurait donc bien des effets antidépresseurs.

Ce n'est sans doute pas la seule cause de la dépression qui peut venir d'un épuisement ou d'un excès de stress.

- Le cannabis bloque les mitochondries de l'hippocampe

Cannabis jointLes pertes de mémoires dues au cannabis viendraient de la réduction d'activité et de mobilité des mitochondries dans les neurones de l'hippocampe, réduisant leur respiration et leur production d'énergie. Effet qui pourrait être supprimé par des substances empêchant cet effet. Ce que cette étude montre, c'est le lien entre production d'énergie et liens synaptiques.

Voir aussi Sciences et Avenir. Par ailleurs, le cannabis favorise un affaiblissement du coeur, pour la même raison ?

Pint of beer- Une bière par jour bonne pour le coeur ?

Une pinte de bière par jour pourrait aider à réduire le risque d'avoir un accident vasculaire cérébral ou de développer des maladies cardio-vasculaires, ralentissant la baisse du bon cholestérol (HDL).

Mais trop de bière favorise la goutte...

- Le vin rouge contrecarre les effets vasculaires et inflammatoires du tabac

Il faut boire un verre de vin rouge avant de fumer une cigarette !

- Pas de preuve que le baclofène aide à décrocher de l'alcoolisme

Il ne ferait pas mieux qu'un placebo et une prise en charge psychosociale (mais cela dépend peut-être des alcooliques?).

- Des antioxydants rendent la viande rouge moins cancérigène

L'ajout de calcium (agent capable de fixer le fer héminique) ou d'antioxydants (vitamine E, polyphénols) permettait de limiter in vitro l'effet cancérogène du fer héminique de la viande bovine et de la charcuterie.

Cependant, trop de vitamine E nuit...

- Des doses élevées de testostérone guériraient du cancer de la prostate !

C'est d'autant plus sidérant que, jusqu'à très récemment, la suppression de la testostérone était la première mesure conseillée, gâchant considérablement la vie des malades. En fait, ce serait en alternant doses élevées et très faible que les résultats seraient les plus spectaculaires.

- Un nanohydrogel délivre des ARN interférents pour corriger les anomalies cancéreuses

Ce nanohydrogel qui délivre des ARN interférents aux cellules cancéreuses est une boule de colloïde constituée de 98% d'eau. Une autre molécule est ajoutée à la surface du nanohydrogel pour qu'il adhère aux cellules cancéreuses. L'ARN est destiné à contrecarrer la surproduction de récepteurs du facteur de croissance épidermique (EGFR) associés à des cancers agressifs.


- Mise en cause de l'efficacité des micros ARN

D'une part, l'étude d'un microARN spécifique des neutrophiles (des cellules immunitaires), a confirmé pour la plupart des cibles prédites informatiquement un effet répresseur du microARN plus faible que la variation d'expression de ce gène entre individus sains de souche sauvage, et qui ne présentent pas de phénotype particulier. Ces fluctuations inter-individus ne sont donc pas suffisantes pour provoquer un phénotype macroscopique. Or pour la plupart des cibles prédites pour ce microARN, l'effet du microARN est encore plus faible que ces fluctuations.

D'autre part, les chercheurs ont démontré l'existence de deux problèmes conceptuels, à l'origine de faux positifs dans les prédictions informatiques.

Certains ARN messagers sont tellement abondants qu'ils peuvent séquestrer une grande proportion de la population d'un microARN donné. Ils peuvent donc moduler sa disponibilité pour les autres cibles. En d'autres termes, ces ARN messagers se comporteraient en régulateurs du régulateur. Il s'agirait donc d'une nouvelle fonction potentielle pour les sites d'interaction avec les microARN, susceptible d'être conservée au cours de l'évolution. Il est donc probable que certains sites de fixation de microARN soient conservés en raison de cette fonction de modulation des microARN, et non en raison de la répression de l'ARN messager par le microARN.

Par ailleurs, certaines régions du génome sont conservées pour des raisons indépendantes des microARN. Elles peuvent être par exemple des sites de fixation de protéines, et cette interaction serait bénéfique, donc conservée. Par hasard, ces régions peuvent être complémentaires de la séquence de microARN, ce qui n'est pas complètement inattendu, étant donnée la grande diversité des microARN répertoriés. Les programmes de prédiction de cibles de microARN, en repérant de tels sites conservés complémentaires des microARN, attribueraient la conservation phylogénétique à une hypothétique fonction de l'interaction entre l'ARN messager et le microARN - à tort, puisque la conservation serait due à un autre facteur.

- Vitamine D et calcium provoquent des calculs rénaux

Au bout de 6 mois, l'administration de calcium seul n'a pas induit le développement de calculs rénaux, et l'administration de vitamine D seule n'a eu que très peu d'effet. Par contre, l'apport combiné de calcium et de vitamine D entraîne une hypercalciurie (concentration excessive en calcium dans l'urine) et l'apparition de calculs rénaux volumineux.

Cette étude soulève donc la question du bien-fondé de l'administration systématique de suppléments de vitamine D.


- Un tissu intestinal obtenu à partir de cellules souches

Les intestins synthétisés in vitro (images du bas) ressemblent beaucoup aux intestins formés naturellement chez la souris (images du haut). Les mêmes gènes sont activés (images en couleurs), et des microvillosités sont également visibles (image en noir et blanc). © Nature

L'équipe a ajouté successivement un cocktail de molécules destinées à diriger la différentiation des cellules souches pluripotentes humaines en tissu intestinal. Le processus était quasiment le même que celui utilisé en 2010 puis 2014 par le même laboratoire qui a réussi à mettre au point la toute première génération de tissus intestinaux humains. Mais, avec cette seule approche, les tissus intestinaux ne possédaient pas de système nerveux entérique, indispensable à l'absorption des nutriments et à l'évacuation des déchets au travers des voies digestives.

En parallèle, et afin de concevoir un système nerveux fonctionnel, les chercheurs ont donc créé des cellules nerveuses au stade embryonnaire appelées cellules de la crête neurale. Ces dernières ont été manipulées pour former des cellules, précurseurs des cellules nerveuses entériques. La co-culture du tissu intestinal et des cellules précurseurs du système nerveux entérique a permis de générer un tissu humain ressemblant à l'intestin fœtal en développement.

- Le polystyrène est une véritable bombe à retardement

isolationpolyTrès utilisé comme matériau isolant dans le secteur du bâtiment, le polystyrène contient une molécule polluante, le HBCD, qui vient d’être interdite au niveau international.

Cette molécule de synthèse est jugée dangereuse, car elle se dégrade difficilement et s’accumule dans les tissus vivants. C’est un perturbateur endocrinien toxique pour les organismes aquatiques, les animaux et l’homme. Malheureusement, le HBCD est aujourd’hui partout: on en trouve dans l’eau et les sols, en mer et jusque dans les régions polaires, mais il y en a surtout de grandes quantités dans nos murs, car ce produit ignifuge entre principalement dans la composition des panneaux isolants en polystyrène.

 

Technologie


biotechnologies, informatique, robotique

- La communication chimique avec de l'acide !

Le message tapé, un petit ordinateur envoie un signal à une autre machine qui pompe les "bits" correspondants au produit chimique selon le code retenu. Ces produits chimiques (vinaigre ou produit nettoyant) voyagent à travers une série de tubes en plastique pour atteindre un petit récipient avec un capteur de pH. Les changements du pH sont ensuite envoyés à un ordinateur qui déchiffre le message codé.

On ne voit pas trop l'intérêt ? Peut-être au niveau nanoscopique...

- Une intelligence artificielle qui lit sur les lèvres

Une équipe de l’Université d’Oxford a développé une intelligence artificielle capable, selon ses développeurs, de lire sur les lèvres avec 93 % de réussite.

On pourrait aussi, à partir de l'activité du cortex moteur qui commande la bouche, deviner ce qu'une personne (paralysée) veut dire.

- Une montre connectée alimentée par la chaleur du corps

La montre connectée PowerWatch affiche les calories consommées ainsi que la quantité d’énergie thermoélectrique produite. L’interface peut être personnalisée avec différents cadrans numériques. © Matrix Industries

Cette montre connectée baptisée PowerWatch utilise l'effet thermoélectrique Seebeck connu depuis le dix-neuvième siècle. Autrement dit, cette tocante électronique connectée en Bluetooth 4.0 LE avec les smartphones Android ou iOS est alimentée à partir de la chaleur dégagée par notre corps.

- Interagir avec son smartphone par ultrasons


- Les exosquelettes moins chers et de plus en plus légers et modulaires

Le Modular Agile exosquelette ou MAX, se compose de trois éléments-Backx, shoulderX et legX qui abaisser les forces sur les différentes articulations et les muscles. Ils peuvent être portés individuellement ou ensemble pour aider à soulever, transporter, accroupi, et d'autres tâches manuelles répétitives.

The Modular Agile eXoskeleton, or MAX, consists of three components—backX, shoulderX, and legX—that lower the forces on different joints and muscles.

Ce sont donc les travailleurs de force qui vont être robotisés...

- Les Zooids, un essaim de petits robots

Zooids robots fourmis

Chaque robot est équipé de petites roues, d’un capteur tactile, de gyroscopes et un capteur optique sur le dessus pour évaluer sa position en suivant des motifs émis par un projecteur placé au-dessus d’eux.

Je n'ai pas bien vu l'intérêt sauf ludique, prétendre que ces petits lutins pourraient ranger votre chambre est n'importe quoi !

- Du robot aspirateur au robot qui coupe les mauvaises herbes

Le Tertill dont le lancement est prévu à l'été 2017 pour 250 $, fonctionne de manière autonome en utilisant l' énergie solaire, des capteurs pour identifier les obstacles et une tondeuse à fil pour couper les mauvaises herbes.

En fait il ne coupe que les petites pousses sans distinctions...

- Des scooters autonomes

- Des hélicoptères sans pilote pour éteindre les feux

La société Lockheed Martin a développé des d'aéronefs autonomes qui peuvent travailler ensemble pour le sauvetage de personnes et la lutte contre les incendies, sans humains ayant à risquer leur vie. Deux petits drones font d'abord des vols de reconnaissance, puis deux hélicoptères automatisés vont éteindre l'incendie et récupérer les victimes sinistrées.

- Une vidéo présentant l'hyperloop

Une fois à la gare, on se place dans un compartiment qui une fois plein se déplace pour intégrer un train hyperloop. Hyperloop One devrait relier Dubaï à Abu Dhabi en 12 minutes.

- Un hyperloop sous les mers ?

Hyperloop One envisage très sérieusement un hyperloop sous-marin pour le transport de marchandises.

Peter Diamandis, membre du conseil d’administration et PDG de la X-Prize Foundation, a déclaré à Business Insider que la startup envisageait d’utiliser l’hyperloop comme cargo de transport sous-marin, non pas pour effectuer tout le trajet mais pour servir de navettes entre la terre ferme et un port situé à 10 miles (16 km) au large.

Hyperloop One

 

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2 réflexions au sujet de « Revue des sciences décembre 2016 »

  1. Le début des petits robots agricoles solaires, une illustration du mariage probable entre technologie et écologie.

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