Revue des sciences mars 2018

• En attendant le pic de tout
• Les robots intègrent les capacités d'abstraction

Physique, espace, nanos

• On a vu les premières étoiles de l'univers
• Un seul photon peut envoyer en même temps une information au récepteur et à l'émetteur

Climat, écologie, énergie

• De l'électricité à partir du rayonnement infrarouge
• Un gratte-ciel en bois de 350m au Japon

Biologie, préhistoire, cerveau

• CRISPR l'outil à tout faire pour enregistrer, détecter, éliminer
• Les chauves-souris ne combattent pas les virus
• Homo Erectus avait-il un langage ?
• Des peintures de Néandertal, il y a 60 000 ans ?
• L'ADN ancien révèle les différentes migrations européennes

Santé

• Le stress du père influence le cerveau du fils
• Similitudes épigénétiques entre autisme, schizophrénie et bipolaires
• L'origine de l'Alzheimer serait vasculaire
• Les exomères, agents extérieurs du cancer
• Les bactéries de la peau protègent du cancer
• Transplanter des organes de porcs dont les cellules sont remplacées par des cellules humaines
• Des ultraviolets peuvent éliminer virus et bactéries de l'air
• Les produits de ménage en spray sont très mauvais pour les poumons

Techno

• Des lunettes connectées normales
• Le drone taxi chinois Ehang a transporté ses premiers passagers

Les nouvelles les plus importantes (et controversées) sont encore celles de notre préhistoire, notamment des peintures attribuées à Néandertal. En physique, la découverte d'un possible signal des premières étoiles fait grand bruit mais demande à être confirmée et une étude montre qu'on pourrait avec un seul photon envoyer en même temps une information au récepteur et à l'émetteur ! Du côté des biotechnologies, on est plus désormais dans la continuité, même si on se fait difficilement à des chimères hommes-animaux comme à la transplantation aux malades d'un organe animal. Ce n'est pas vraiment une surprise que l'édition de gènes CRISPR devienne l'outil à tout faire (pour enregistrer, détecter, éliminer). Les biotechnologies et leur rapprochement du numérique (la convergence NBIC) sont bien lancés pour longtemps et nous entraînent on ne sait où, nous exposant à de nouveaux risques (bioterrorisme, surveillance généralisée, etc). Le progrès fait rage mais n'est plus aussi inattendu. L'urgence reste de faire face d'abord aux crises climatiques et de la biodiversité, mal engagées encore malgré la transition énergétique en cours. Si nous passons le cap, ce qui n'est pas gagné, on pourrait atteindre dans quelques dizaines d'années seulement le "pic de tout", pic de population mais aussi pic de l'équipement et des consommations de matière grâce à la numérisation et aux nanotechnologies. Pour l'instant, alors que les premiers drones-taxis fantasmés depuis si longtemps prennent leur envol et que les robots (qui intègrent capacité d'abstraction et de deviner nos pensées) arrivent tout juste, on en est encore au développement des pays les plus peuplés...

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

- Economie et social

Je parlais le mois dernier d'une inflation qui n'arrivait toujours pas malgré la politique de Trump mais elle a enfin pointé le bout du nez ce mois-ci, provoquant un mini krach. Contrairement à ce que racontent banquiers et libéraux qui vantent la capacité des marchés à faire baisser les prix, l'inflation est favorable aux travailleurs actifs (pas aux retraités) et surtout aux mobilisations pour augmenter les salaires, ravivant la conscience de classe et permettant la conquête de nouveaux droits adaptés à la nouvelle économie. On n'en est cependant qu'aux premiers frémissements, il ne faut pas attendre que les mobilisations actuelles pour la conservation des avantages acquis soient victorieuses...

On n'a pas d'autre choix que de se projeter dans l'avenir même s'il est toujours aussi incertain. Alors que la consommation mondiale s'emballe avec le développement des pays les plus peuplés, on peut s'attendre malgré tout à ce que nous atteignons dans seulement quelques dizaines d'années le pic de tout. Toutes sortes de catastrophes peuvent se produire d'ici là (bioterrorisme, effondrements d'écosystèmes, guerres nucléaires) mais cette décroissance ne viendra sans doute pas d'un manque de ressources. Les raisons matérielles en seraient plutôt le pic de populations ainsi que le pic de leur équipement mais, dès avant, l'effet de la numérisation généralisée et de la réduction des matières (avec, entre autres, les nanotechnologies et les échanges numériques se substituant de plus en plus au commerce physique). En tout cas, même si rien n'est gagné et qu'il y a de nombreux sujets d'inquiétude, se projeter à 50 ans permet d'envisager une mondialisation achevée dans une économie en décroissance et une revalorisation du local (nourriture, énergie, imprimantes 3D). On pourrait même voir la mise en place d'un revenu garanti, si on en croit son succès grandissant, qui pourrait être financé par une taxe sur les plus riches (mais il n'y a rien de plus urgent pour certains décroissancistes que de le critiquer avec des arguments éculés, et le retour du plein emploi pourrait de toutes façons le renvoyer dans l'oubli...).

Bien que nos vies soient bouleversées par l'accélération technologique, l'inertie sociale reste forte et la transformation de l'économie prend beaucoup de temps. Ainsi, nous annoncions déjà tout cela avec André Gorz, il y a plus de 20 ans ! Il ne sert pas à grand chose de défendre des idées en avance sur son époque ("D'abord, elles sont ridiculisées, ensuite elles subissent une forte opposition, puis elles sont considérées comme ayant toujours été une évidence" Schopenhauer). On aura bien le temps encore d'en reparler avant que ce ne soit entré dans les moeurs mais, à mesure que le basculement dans le nouveau monde devient plus visible et les "disruptions" intégrées, donc plus rares, il devient moins difficile de le comprendre. D'ailleurs, les "18 technologies révolutionnaires" de l'année ont un goût de déjà vu : capture du CO2 des centrales, tests ADN pour tous, imprimantes 3D métal, embryons artificiels à partir de cellules souches, villes intelligentes, l'IA généralisée, les "Generative Adversarial Networks" qui introduisent l'imagination dans l'IA, la traduction en temps réel des conversations. Moins convaincants, les systèmes supposés protéger la vie privée et l'ordinateur quantique, qui certes arrive mais doit encore faire ses preuves. Se projeter à plus long terme est de la science-fiction où l'on peut imaginer une société entièrement différente dans ses valeurs comme dans ses individus dont on pourrait cloner les cerveaux, etc., mais si c'est amusant pour la réflexion, cela reste plus qu'improbable et surtout dépend de ce qui restera de notre monde...

Pourtant capitale au bon fonctionnement des écosystèmes et à notre bien-être, la biodiversité (des plantes et des animaux) diminue à un rythme sans précédent. Toutefois, le grand public est assez peu sensibilisé à cet enjeu environnemental majeur.

Il y a un manque de prise de conscience des conséquences dramatiques de la perte rapide de biodiversité. Ainsi, sur l'île de Bornéo, en 16 ans, près de 150.000 orangs-outans ont disparu, victimes de la déforestation. L'autre problème pas encore pris assez au sérieux, c'est que l'eau se raréfie dans plusieurs régions du monde. Malgré tout, la question du climat conditionne largement le reste, la stabilité que nous avons connue ayant été un élément essentiel de notre développement - et nos émissions l'ont durablement compromise. Nous sommes sur une trajectoire très dangereuse, notamment avec le réchauffement inouï du Pôle Nord qui pourrait conduire à un cercle infernal. Ainsi, la fonte du permafrost va libérer de grandes quantités de mercure, s'ajoutant à la libération de méthane des étangs et zones humides du grand nord, cela fait du permafrost, qui représente 24% des terres émergées de l'hémisphère nord, un des risques majeurs du réchauffement. Y faire face semble hors de notre portée et pourtant des mesures assez simples comme du basalte concassé répandu sur les terres agricoles suffirait pour absorber des milliards de tonnes de dioxyde de carbone tout en améliorant les récoltes. Le plus étonnant, c'est que le climato-sceptique Trump voulant soutenir le charbon pourrait lancer véritablement la capture du CO2 grâce à un crédit d'impôt qui aide à la rentabiliser. Il est plus difficile d'évaluer si les voitures autonomes vont réduire les émissions ou si elles vont les augmenter, consommant beaucoup trop d'énergie et se substituant aux transports en commun comme Uber, mais, s'il faut faire là aussi avec l'inertie sociale, il est devenu indubitable que la transition énergétique est en marche (même si c'est insuffisant, que des écologistes continuent à le nier est ahurissant!).

En 2017, cinq groupes thermiques au fioul (les quatre unités de Porcheville, dans les Yvelines, et une de Cordemais, en Loire-Atlantique) ont définitivement fermé, soit la disparition de 3025 mégaWatts (MW) de puissance. Les dernières unités au fioul doivent fermer en 2018. La fin des centrales à charbon est actée pour 2022.

- Sciences

Le petit point bleu au milieu serait un (gros) atome de strontium

Il peut y avoir de grandes découvertes en physique encore, étant donné toutes les énigmes qui restent (gravitation quantique, matière noire, énergie noire, intrication, etc.). Une possible grande unification ouvrirait une nouvelle ère, mais les découvertes marquantes devraient sans doute être de plus en plus rares (devant rester compatibles avec les expériences accumulées). C'est sans doute un grande découverte qu'on ait vu les premières étoiles de l'univers, peut-être, mais c'est à confirmer et ne paraît pas si extraordinaire. On s'attend aussi à ce que 2018 nous permette de voir enfin des trous noirs, sinon, ce mois-ci, on n'a presque rien à se mettre sous la dent à part un curieux système montrant qu'un seul photon peut envoyer en même temps une information au récepteur et à l'émetteur ! Il y a par contre beaucoup à découvrir encore en biologie, sur le cerveau ou la santé. Ainsi, le fait que les chauves-souris ne combattent pas les virus montre que cela rend leurs virus peu actifs, renforçant l'idée que pour les autres espèces, les virus servent à sélectionner les individus et réguler les populations. Par contre, les plantes cultivées étant concentrées et identiques génétiquement, elles favorisent la  multiplication des virus bien plus que les plantes sauvages.

L'histoire de l'homme se réécrit aussi de mois en mois, étant basée sur si peu de données. L'hypothèse que même Homo Erectus avait un langage semblable au nôtre est bien difficile à croire, négation de l'évolution, même si ses réalisations étaient assez sophistiquées (mais loin de l'explosion culturelle autour de 50 000 ans). Ce n'est pas la première fois qu'une étude montre que l'éruption du Mont Toba n'aurait pas causé un hiver volcanique, et n'aurait donc pas décimé les populations de Sapiens archaïques. Le goulot d'étranglement génétique autour de cette date (73 000 ans) serait donc dû plutôt à un progrès majeur comme l'acquisition d'un langage narratif ? Une autre nouvelle qui bouleverserait nos représentations si c'était confirmé, ce serait l'attribution de peintures de Néandertal, il y a 60 000 ans ? Ce serait étonnant par rapport aux autres données dont on dispose mais semblerait impliquer là aussi un langage narratif ? D'autres, pour expliquer l'absence d'un art néandertalien invoquent l'hypothèse que les talents artistiques de Sapiens seraient liées à l'utilisation de l'arc ou d'armes de jet pour tuer des animaux sauvages, alors que Néandertal en serait dépourvu car s'attaquant à des proies plus faciles, tuées de près, ce qui nécessitait moins de coordination entre l'oeil et la main. Je trouve cela très spéculatif. Il y aurait bien cependant corrélation entre intelligence et maîtrise de soi pour le animaux comme pour l'homme, la baisse de la testostérone visible chez les Sapiens les plus récents ne doit donc pas être négligée, étant sûrement une condition des progrès cognitifs de l'humanité nous différenciant de Néandertal notamment. D'ailleurs, l'ADN ancien révélant les différentes migrations européennes montre que souvent les populations les plus avancées techniquement remplacent assez rapidement les autochtones.

On a pu comprendre le fait étonnant déjà constaté que le stress du père influence le cerveau du fils par un ARN qui passe dans les spermatozoïdes et modifie le profil épigénétique. Justement, on trouve de troublantes similitudes épigénétiques entre autisme, schizophrénie et bipolaires, affectant le fonctionnement des synapses. Par contre, on a une confirmation de l'hypothèse que l'origine de l'Alzheimer serait vasculaire au départ (perte de petits vaisseaux et mauvais drainage du cerveau). Ce n'est pas une hypothèse nouvelle mais pas l'hypothèse dominante et comme la recherche de traitements a jusqu'ici échoué, il serait bon de la mieux tester. Ce qui est intéressant aussi, c'est de prendre le cancer comme une maladie systémique plus que locale, mettant en jeu des émanations des tumeurs, les exomères comme agents extérieurs du cancer modifiant la réponse immunitaire pour mieux se développer. Il est aussi surprenant de se rendre compte que les bactéries de la peau protègent du cancer.

Il y a un côté effrayant à la fabrication d'organes comme de pièces détachées mais on va incontestablement dans cette direction avec, cette fois, l'idée de transplanter des organes de porcs dont les cellules sont remplacées par des cellules humaines (on retire les cellules de l'organe puis on le recolonise avec des cellules du patient). Pire encore, on cherche à créer des hybrides homme-mouton en injectant des cellules souches humaines dans l'embryon ! Par contre des greffes de cellules souches neurales humaines à des singes ne vise qu'à préparer leur utilisation chez l'homme (montrant qu'il faut du temps pour que les nouveaux neurones soient opérationnels). Ce qui est sûr, c'est qu'on n'en a pas fini avec les biotechnologies notamment avec l'édition de gène CRISPR l'outil à tout faire pour enregistrer, détecter, éliminer. De quoi venir à bout de la plupart des maladies sans doute, mais nous exposant en retour à un terrorisme biologique de grande ampleur, d'autant plus quand ces biotechnologies seront à la portée de tous. C'est ce que promet justement la fusion des biotechnologies avec l'informatique afin de pouvoir programmer facilement des levures modifiées, produisant telle ou telle substance (protéine), voire un circuit réactif sous conditions. Cela pourrait aller jusqu'à imprimer le génome entier d'une levure artificielle au lieu d'en modifier une. C'est quand même à voir. On s'en approche incontestablement mais les progrès sont relativement lents et surtout, les données sont trop lourdes, donc les coûts sont trop importants encore, mais on y arrivera sûrement un jour, en tout cas, la convergence NBIC annoncée depuis plus de 15 ans est bien en marche et les biotechnologies vont s'introduire partout, on n'en est qu'au tout début. Sur le long terme, on n'échappera sûrement pas à un homme amélioré génétiquement prenant le relais d'une espèce humaine qui aurait atteint ses limites naturelles que ce soit pour la taille (1m82), les records sportifs ou la longévité (122 ans) - et pourrait même régresser désormais à cause de la dégradation de l'environnement. Une autre façon de mêler biotechnologies et informatique serait de partager son génome sur une blockchain avec les sociétés pharmaceutiques en échange de crypto-monnaie...
 

- Numérique

Les robots devront intégrer capacités d'abstraction et de planification, intimement liées, ce qui n'est pas encore le cas.

La perception du monde par un robot se réduit aux pixels de ses caméras, et sa capacité d'action se limite au contrôle de moteurs individuels contrôlant ses articulations et ses pinces. Il lui manque une compréhension minimale de la façon dont ces pixels se rapportent à des concepts significatifs dans le monde [le robot est sans monde]. "Le bas niveau de son interface avec le monde rend vraiment difficile de décider quoi faire".

En termes d'informatique, les capacités d'abstractions se divisent en deux catégories: les «abstractions procédurales» et les «abstractions perceptuelles». Les abstractions procédurales fournissent des compétences de haut niveau à partir de programmes élaborés qui sont composés de mouvements de bas niveau. Par exemple, tous les petits mouvements nécessaires pour ouvrir une porte sont rassemblés en une seule compétence «ouvrir la porte». Une fois qu'une telle compétence est construite, vous n'avez plus à vous soucier de son fonctionnement. Tout ce que vous devez savoir, c'est quand l'actionner. Il y a eu moins de progrès dans l'abstraction perceptuelle, qui consiste à aider un robot à comprendre son environnement pixélisé.

"Notre travail montre qu'une fois qu'un robot possède des compétences motrices de haut niveau, il peut automatiquement construire une représentation symbolique de haut niveau du monde correspondant à ces compétences, représentation qui permet de planifier l'utilisation de ces compétences".

Il est intéressant d'ancrer ainsi l'abstraction dans les mouvements du corps. L'autre progrès majeur serait d'arriver à deviner les pensées des autres (ce qu'on appelle la théorie de l'esprit qu'on retrouve chez les animaux supérieurs). Par ailleurs, le système de reconnaissance d'odeurs des mites pourrait inspirer des réseaux de neurones plus efficients, ayant besoin de beaucoup moins de données, avec le passage de l’information d’un réseau à un autre épurant le signal bruité du départ mais surtout renforcé par un système de récompense (l’octopamine pour les mites) ce qui serait un puissant accélérateur d’apprentissage. Cependant, ces progrès ne laissent pas d'inquiéter, à pouvoir comme toujours tomber dans de mauvaises mains :

Des experts internationaux sonnent l'alarme sur les risques d'une utilisation malveillante de l'intelligence artificielle par "des Etats voyous, des criminels, des terroristes".

Dans les dix prochaines années, l'efficacité croissante de l'IA risque de renforcer la cybercriminalité mais aussi de conduire à des utilisations de drones ou de robots à des fins terroristes. Elle est aussi susceptible de faciliter la manipulation d'élections via les réseaux sociaux grâce à des comptes automatisés.

Le risque politique est considéré comme le plus grand (on n'a rien vu encore des prochaines fake news) mais je ne crois pas que ces avertissements puissent changer quoi que ce soit, pas plus que de vouloir interdire les armes nucléaires. En tout cas, pour la politique comme pour les technologies, le problème c'est qu'ils finissent toujours par tomber dans de mauvaises mains... Du coup, à chaque fois les progrès des techniques vont de pair avec un progrès de leurs risques (notamment pour l'IA d'une surveillance généralisée). Ainsi, les chinois procèdent à des arrestations préventives grâce aux Big Data et leurs policiers ont maintenant des lunettes leur permettant d'identifier les suspects par reconnaissance faciale. Comme désormais les lunettes connectées ne se distinguent plus des normales, cela devrait se généraliser ! On peut se servir aussi de la reconnaissance individuelle dans les élevages de masse chinois pour surveiller la santé de leurs bêtes. Il est intéressant de noter que la différence entre l'IA et l'intelligence en essaims, c'est dans ce dernier cas la rétroaction en temps réel des acteurs (qui peut mener tout autant à des mouvements de foule incontrôlés).

On attend toujours son essor mais l'expérience montre que la domotique n'est pas encore opérationnelle en particulier par manque de standardisation entre les différents appareils et applications sans parler des problèmes de sécurité. Sinon, alors même que les premiers véritables ordinateurs quantiques arrivent, la possibilité d'atteindre la suprématie quantique reste très douteuse (il faudrait trop de qubits pour une correction d'erreur efficace). C'est au moins le signe que ce n'est pas pour bientôt mais on pourrait déjà s'en servir quand même pour des simulations de la physique quantique.

Enfin, on peut signaler Tezos, une nouvelle blockchain utilisant la "proof-of-stake" (preuve d'enjeu) beaucoup moins consommatrice d'énergie que la "proof-of-work", mais sa véritable nouveauté, c'est de favoriser l'évolution de la technologie, son perfectionnement, contrairement aux autres blockchains qui sont obligés de passer par des "fourchettes dures" quand elles doivent résoudre un problème.

Les deux images sont identiques

Pour la Science no 485, Bitcoin et blockchain

Le dossier sur la blockchain n'est pas nouveau pour nous et j'aurais pu ne pas parler de la revue, d'autant qu'il y a un publi-rédactionnel d'ENGIE, "L’hydrogène, accélérateur de la transition énergétique" qui fait 24 pages ! Peut-être le signe que la revue papier coûte trop cher ? Je n'ai donc retenu que cette petite nouvelle :

- On a séquencé le génome géant de l'AXOLOTL

L'axolotl est une salamandre dont il a les talents naturels, par exemple celui de régénérer un membre sectionné mais, surtout, il est doté d'un génome géant : son ADN est composé de 32 milliards de nucléotides, soit dix fois plus que le génome humain ! Dans un tel cas, les répétitions de séquences d'ADN sont légion.

Eugene Myers et ses collègues estiment que le génome de l'axolotl contient quelque 23 000 gènes codant des protéines, un peu plus que dans le génome humain. Le reste est en grande partie constitué de séquences répétées.

Brèves et liens

Physique

cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- On a vu les premières étoiles de l'univers

Des astronomes sont parvenus à détecter pour la première fois des signaux liés à l'apparition des premières étoiles il y a 13,6 milliards d'années, peu après la naissance de l'Univers. Toutefois la découverte, annoncée dans la revue Nature, demande encore à être confirmée par d'autres équipes et d'autres instruments plus puissants.

"C'était un vrai défi technique" de détecter ce signal qui montre que des étoiles étaient déjà actives environ 180 millions d'années après le Big Bang.

Les plus anciennes galaxies vues par des télescopes ont envoyé la lumière de leurs étoiles significativement plus tard: plusieurs centaines de millions d'années après le Big Bang, qui s'est produit il y a environ 13,8 milliards d'années. La nouvelle observation a utilisé une technique qui repose sur l'analyse de l'hydrogène qui a rempli l'univers primitif.

Les premières étoiles à s'allumer émettaient des ondes ultraviolettes qui interagissaient avec l'hydrogène environnant, modifiant la proportion d'atomes d'hydrogène dans les différents niveaux d'énergie. Ce changement faisait que le gaz absorbait la lumière d'une longueur d'onde particulière, d'environ 21 centimètres, provoquant creux distinctif dans l'intensité de la lumière à cette longueur d'onde dans le fond diffus cosmologique.

Au fil du temps, la longueur d'onde de cette lumière s'est allongée de plusieurs mètres par l'expansion de l'univers, permettant de calculer quand les premières étoiles se sont allumées.

La communauté des astrophysiciens a été surprise par l'intensité des signaux observés, car cela laisse supposer que l'Univers s'est refroidi plus vite qu'on ne le pensait.

Cela pourrait conduire à revoir les modèles cosmologiques et peut-être permettre de mieux comprendre la mystérieuse matière noire.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Envoyer des fusées par la force centrifuge

Une START-UP appelée SpinLaunch en Californie veut catapulter la cargaison dans l'espace, évitant le besoin de carburant de fusée lourd et coûteux.

Le concept repose sur une centrifugeuse pour faire tourner une charge utile à des vitesses élevées, lui donnant assez de mouvement pour pénétrer dans l'atmosphère.

Mais faire tourner une charge utile assez rapidement pour atteindre l'espace le soumettrait aussi à des forces g qui pourraient endommager l'électronique et déchirer tout ce qui est loin d'être fragile. Et sortir de l'atmosphère de la Terre sans la brûler nécessiterait beaucoup de protection thermique.

- Un seul photon envoie en même temps une information au récepteur et à l'émetteur

Si Alice et Bob possèdent un photon dans une superposition - simultanément situé près d'Alice et près de Bob - les deux peuvent manipuler ce photon pour encoder un 0 ou un 1, puis le renvoyer à l'autre. La façon dont chacun manipule le photon détermine lequel des deux reçoit le photon à la fin. Si Alice et Bob y mettent la même valeur - les deux 0 ou les deux 1 - Alice reçoit le photon. Si leurs bits ne correspondent pas, c'est Bob qui l'obtient. Comme Alice sait si elle a envoyé un 0 ou un 1, elle sait immédiatement si Bob a codé un 0 ou un 1, et vice versa.

En changeant la phase de l'onde électromagnétique de la lumière - déplacement des creux et pics de l'onde - les chercheurs ont codé le photon avec un 0 ou 1. Puis le photon a été envoyé à la station opposée. En cours de route, le photon interagit avec lui-même, interférant comme les ondes sur l'eau, se combinant pour amplifier ou annuler l'onde. Cette interférence détermine si le photon final a été détecté à la station d'Alice ou à celle de Bob.

- Moduler les propriétés d'un atome et d'une molécule par effet tunnel

A l’aide d’un microscope à effet tunnel (STM) les propriétés électroniques et mécaniques d'un système simple peuvent être modulées à volonté.

Dans ce travail, des chercheurs du laboratoire Matériaux et phénomènes quantiques (CNRS/Univ. Paris Diderot) et du Service de physique de l’état condensé (CNRS/CEA) ont utilisé une molécule isolée de porphyrine sur une surface d’or. La porphyrine est une molécule qui est constituée de deux types de cycles carbonés (phényles et pyrrols), et d’un macrocycle central porteur de deux atomes d’hydrogène. Par contact physique avec la pointe d’un STM, il est possible de déplacer cette molécule et de la mettre en contact avec des atomes d’or simplement déposés à la surface, donc plus mobiles que ceux de la surface elle-même. Le positionnement d’un atome d’or sous un cycle phényle ou pyrrole de la molécule induit alors un transfert de charges de la surface vers la molécule, ce qui conduit à un dopage en électrons de celle-ci.

Une étape supplémentaire de manipulation permet d’amener l’atome d’or au centre de la molécule et d’enlever un atome d’hydrogène pour obtenir une structure capable de tourner sous l’effet du passage d’un courant tunnel généré par le microscope. On obtient ainsi un rotor moléculaire dont l’axe de rotation est l’atome d’or, ce dernier étant tout à la fois lié à la surface et à la molécule. La structure de ce rotor a été identifiée par comparaison avec des calculs théoriques qui ont en particulier permis de mettre en évidence la déshydrogénation de la molécule (voir Figure).

Enfin, une nouvelle étape de manipulation permet de déshydrogéner complètement la molécule et conduit à une structure capable de se déplacer sur la surface d’or sous l’effet du champ électrique de la pointe STM tel un véritable mobile moléculaire.

- Des polarons de Rydberg

Cela ne me semble pas d'un grand intérêt sinon de curiosité.

Les polarons de Rydberg sont constitués d’atomes de Rydberg, remplis d’autres atomes formant un condensat de Bose-Einstein.

L’électron de l'atome Rydberg, en bleu (son orbite, du moins), et le noyau de l’atome, en rouge. Cette orbite englobe de nombreux autres atomes, en vert, du condensat de Bose-Einstein.

- L'impression 3D nanométrique de capteurs et circuits électroniques

En 2014, a été dévoilé le premier système d'impression offset nanométrique entièrement automatisé (NanoOPS) pour l'impression 3D de capteurs et d'électronique avec une résolution de 20 nm et à faible coût. L'encre peut inclure une grande variété de nanomatériaux (nanoparticules, nanotubes ou polymères). NanoOPS peut imprimer des circuits bien plus rapidement et à un coût 10 à 100 fois inférieur à la nanofabrication conventionnelle. La deuxième génération de Nano OPS (NanoOPS Gen 2) a été dévoilée le 13 décembre 2017. La troisième génération de NanoOPS devrait être dévoilée à l'été 2018.

La technologie a été utilisée pour imprimer des transistors et des diodes aussi bien organiques qu'inorganiques, des biocapteurs pour la détection en temps réel d'agents pathogènes ou pour surveiller les états physiologiques comme le niveau de glucose.

Climat

climat, énergies, écologie

- Disparition des dinosaures : l'astéroïde aurait déchaîné le volcanisme

La chute d'un corps céleste il y a 66 millions d'années n'aurait pas seulement amplifié le volcanisme colossal des trapps du Deccan en Inde, alors actif depuis quelques centaines de milliers d'années, mais aussi celui, planétaire, des dorsales océaniques. Volcans et astéroïde auraient donc été responsables de la mort des dinosaures.

Les ondes sismiques produites par la chute du corps céleste au Yucatán auraient été suffisamment puissantes pour amplifier également les éruptions sous-marines de sorte que de 92.000 à 920.000 kilomètres cubes de lave supplémentaires se seraient épanchés au niveau des dorsales.

- Impact du vortex polaire sur les USA

Pendant l'hiver et le printemps, le trou de réchauffement américain ("U.S. warming hole") se trouve au sud-est, car le vortex polaire permet à l'air arctique de plonger dans la région. Cela a entraîné des températures constamment plus froides dans tout le Sud-Est. Après le printemps, le trou de réchauffement américain se déplace vers le nord et se situe dans le Midwest.

L'étude a révélé que les températures hivernales dans le trou de réchauffement des États-Unis sont associées à un jet stream qui est lié aux cycles climatiques naturels sur les océans Atlantique et Pacifique, et potentiellement aux changements climatiques. Des recherches antérieures ont démontré que le réchauffement des températures et la fonte de la banquise dans l'Arctique créent des conditions propices à la création d'un tel jet stream plus étendu. L'étude a révélé que ce jet stream est devenu plus flou à la fin des années 1950, coïncidant avec le début du trou de réchauffement. En tant que tel, depuis la fin des années 1950, le vortex polaire a refroidi le sud-est des États-Unis pendant l'hiver.

- De l'électricité à partir du rayonnement infrarouge

La chaleur infrarouge peut être considérée comme des ondes électromagnétiques à haute fréquence. En utilisant des antennes conçues de manière appropriée, les ondes collectées sont envoyées à un redresseur qui convertit les signaux alternatifs en charge de courant continu. pour cela des dispositifs de tunnellisation, tels que les diodes MIM (Metal-Insulator-Metal) ont été utilisées, déplaçant les électrons à travers une petite barrière. Etant donné que cette barrière est nanométrique, les diodes MIM peuvent traiter des signaux à haute fréquence de l'ordre des femtosecondes. Pour générer les champs intenses nécessaires au tunneling, l'équipe s'est tournée vers une nano-antenne unique en forme de nœud papillon qui prend en sandwich le mince film isolant entre deux bras métalliques légèrement superposés.

On avait vu le mois dernier qu'on pouvait aussi créer un courant alternatif en utilisant les mouvements des atomes à la base de la chaleur.

- Des pérovskites plus stables et sans plomb pour des cellules solaires en tandem

L'équipe a réalisé pour les applications solaires en tandem des films de pérovskite semi-transparents avec du césium, du titane et un composant halogène (brome et / ou iode). Le matériel avait une efficacité de conversion de 3,3%, ce qui est bien inférieur à celui des cellules à base de plomb, mais un bon début pour un tout nouveau matériel, selon les chercheurs.

- Une petite voiture électrique à pédale

Le Podbike est un véhicule carrossé quatre roues à propulsion humaine et électrique qui possède des pédales reliées à un générateur. Une première série d'une dizaine d'exemplaires sera testée en Norvège. La commercialisation de ce curieux engin est prévue pour 2020.

Le prix se situerait aux alentours des 4.500 euros.

- Un gratte-ciel en bois de 350m au Japon

La société japonaise Sumitomo Forestry veut lancer la construction du plus haut gratte-ciel en bois jamais érigé. Installé au cœur de la capitale Tokyo, celui-ci culminera à 350 mètres et devrait être achevé en 2041.

Ce bâtiment de 350 mètres de haut érigé à Tokyo comptera 70 étages de bureaux, commerces et habitations, avec un jardin sur le toit. Son architecture en contreventement mêlant 90 % de bois à du métal sera conçue pour résister aux vents violents et aux séismes, auxquels le Japon est régulièrement exposé.

Un bâtiment actuellement en construction en Norvège avec ses 18 étages et ses 80 mètres de haut, est pour l'instant la plus haute tour du monde en bois. On pourrait rendre le bois encore plus résistant (autant que l'acier) grâce à un traitement :

Les chercheurs ont d’abord fait bouillir du bois dans une solution caustique pendant sept heures afin de nettoyer ses pores et diminuer son taux de lignine de 40 %. Puis ils l’ont compressé pendant une journée entière à une température de 100 °C. Ce traitement a permis de réduire son volume par cinq, tout en multipliant sa résistance à la pression par 11,5.

Biologie

évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- CRISPR l'outil à tout faire pour enregistrer, détecter, éliminer

Trois études scientifiques, publiées toutes trois le 15 février dans la revue Science, illustrent comment CRISPR peut servir à détecter virus ou cancer dans le sang, ou encore à enregistrer l’histoire d’une cellule (son exposition à la lumière, aux antibiotiques ou aux infections virales). Cette dernière technique, baptisée CAMERA (CRISPR-mediated analog multi-event recording apparatus) cible 2 types de plasmides (molécules circulaires d’ADN distinctes de l’ADN chromosomique) R1 et R2, présents en proportion constante dans la cellule. La bactérie est modifiée pour produire une séquence CRISPR-Cas9 détruisant les plasmides R1 en réaction à la présence d’antibiotiques. Résultat, le rapport R1/R2 change d’autant plus que la bactérie a été longtemps exposée à des antibiotiques, servant donc à le mesurer.

CAMERA2 se contente pour sa part de remplacer une cytosine (C) par une thymine (T) quand un événement précis arrive. Cela revient en quelque sorte à poinçonner l’ADN pour enregistrer le passage d’un évènement (comme l’exposition à la lumière ou a des virus) voire indiquer l’ordre chronologique de ces évènements.

Un autre outil, baptisé DETECTR (DNA Endonuclease Targeted CRISPR Trans Reporter), est programmé pour détecter rapidement la présence de papillomavirus humain chez un patient et le détruire.

Enfin, SHERLOCK (Specific High Sensitivity Enzymatic Reporter UnLOCKing) permet de détecter la présence des virus de la dengue ou de Zika grâce à de simples tests sur bandes de papier.

- Une protéine qui dénoue l'ADN au rythme de l'horloge biologique

Cette "protéine horloge", appelée Rev-erb, était connue pour maintenir les cycles quotidiens de l'horloge moléculaire du corps, du métabolisme et même de la santé du cerveau. On sait également qu'elle est sensible au lithium, utilisée pour soigner les troubles bipolaires. Cette fois, l'équipe a démontré que Rev-erb inactivait plusieurs gènes en congédiant les protéines responsables de cette activation. Ces dernières ont pour rôle de mettre en contact des régions "on" et "off", espacées l'une de l'autre sur l'ADN, sous forme de boucle. A l'arrivée de Rev-erb, les protéines responsables de la formation et du maintien de la boucle d'activation sont déstabilisées, la boucle se relâche et les gènes sont alors désactivés. La concentration de Rev-erb est elle-même régulée par le rythme circadien (jour/nuit) : elle atteint son niveau le plus élevé vers 17h dans le foie de la souris, puis diminue vers la tombée de la nuit pour quasiment disparaitre du foie aux alentours de 5 heures du matin.

- Les espèces dépenseraient toutes la même énergie pour se reproduire

Indépendamment de leur taille et leur environnement, chacun dépenserait en moyenne au cours de sa vie la même somme d’énergie pour produire la prochaine génération. Aussi, sur le plan énergétique, chacune serait aussi apte à maintenir la survie de son espèce que l’autre.

Pour arriver à cette conclusion, les auteurs sont partis de connaissances communes sur la fitness des espèces – traduite par « valeur adaptative » en français, elle définit en partie la capacité d’un individu à produire une descendance viable et fertile. L’algue unicellulaire a une durée de vie très courte, un jour - mais se reproduit très rapidement - un jour également. Son taux de production de biomasse est donc élevé. Tandis que la baleine bleue peut vivre jusque 100 ans, et met de nombreuses années à se reproduire ; ainsi son taux de productivité est bas.

« Nous avons découvert qu’il existe un coefficient parfaitement égal mais opposé entre la durée de vie d’une espèce et son taux de production », explique Charles A.S. Hall, de l'Université d'État de New-York, écologiste des systèmes et co-auteur de l’étude. Cette « compensation universelle » entre ces deux facteurs a pour conséquence que chaque espèce alloue la même somme d’énergie (22,4 kJ) dans la production d’une descendance « par gramme de parent », c’est-à-dire relativement à sa masse. « Un saumon rouge femelle pèse deux kilogrammes et produit environ la même quantité de progéniture dans sa vie (30 g d'oeufs par ponte) que 2 kg de bactéries, qui produisent de la matière vivante bien plus vite mais vivent beaucoup moins longtemps », illustre Charles A.S. Hall. Les chercheurs vont jusqu’à supposer qu’une activité accrue - menant à plus de productivité - n’a pu être rendu possible qu’au détriment de la durée de vie.

- Il y a 100 millions d'années, une araignée à queue de scorpion

En plus de ses habituelles et quelque peu effrayantes pattes et filières (les appendices qu'elles utilisent pour fabriquer la soie et tisser leur toile), cette très vieille araignée aurait possédé une queue couverte de poils courts, ressemblant un peu à celle des scorpions. Cet appendice aurait pu lui permettre de "détecter l'environnement".

Minuscule (chaque fossile mesure environ 7/8 millimètres de long en comptant les 5 millimètres de queue), l'animal a été nommé Chimerarachne yingi.

Chimerarachne yingi serait entre les araignées modernes, équipées de filières mais sans queue et les très vieilles Uraraneida (un ordre éteint d'arachnides, cousines des araignées) qui vivaient il y a entre 380 et 250 millions d'années et possédaient une queue mais pas de filières.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Les chauves-souris ne combattent pas les virus

C'est intéressant car cela montre que, si on ne se défend pas des virus, on élimine les virus mortels puisque rapidement ils ne peuvent plus se reproduire. Se défendre contre les virus est donc un processus de sélection des plus forts, intégré à la régulation des populations. C'est un peu comme la consanguinité qui est délétère en général mais plus si la consanguinité est tellement pratiquée qu'elle finit par éliminer les mauvais gènes. Le problème, c'est que devenant des réservoir à virus, certains peuvent provoquer des épidémies humaines.

Ils se sont intéressés à l'ADN flottant dans les cellules. Cela peut se produire à la suite d'une infection virale, car les virus détournent l'appareil de réplication de l'ADN des cellules pour copier leur propre matériel génétique. Mais cela peut également se produire lors d'un exercice intense, qui crée des substances chimiques appelées radicaux libres qui s'accumulent dans les cellules et endommagent l'ADN, libérant des fragments de celui-ci.

La plupart des mammifères ne sont pas obligés d'effectuer un exercice extrêmement intense, de sorte que leur propre ADN se répand rarement dans leurs cellules. En conséquence, si leur système immunitaire détecte un ADN libre, il l'interprète comme une menace virale et commence à riposter. Le déclencheur de l'action est une molécule sensorielle appelée STING, qui inonde l'infection virale avec des substances antivirales appelées interférons.

Cependant, les chauves-souris volent et cela est extrêmement pénible, de sorte que leur ADN est souvent libéré. Cela pourrait conduire le système immunitaire de la chauve-souris à attaquer par erreur ses propres tissus. Pour éviter cela, les chauves-souris semblent avoir développé des réactions plus douces aux infections virales, permettant aux chauves-souris et aux virus de se tolérer mutuellement.

- Avoir un gros cerveau implique d'avoir moins de muscles

Les espèces de primates avec des cerveaux plus gros ont réduit leur masse musculaire, confortant la théorie controversée selon laquelle les cerveaux ayant besoin de beaucoup d'énergie se sont agrandis au détriment d'autres tissus corporels.

- Chimpanzés et Bonobos utilisent le même langage des signes

Les deux espèces ont divergé il y a au moins un million d'années, mais eurs gestes sont plus semblables que ce à quoi on pourrait s'attendre. "Les bonobos et les chimpanzés partagent non seulement la forme physique des gestes, mais aussi de nombreuses significations gestuelles", ce qui suggère que si les deux singes se retrouvent face à face, ils pourraient probablement se comprendre.

Par exemple, un bras tendu signifie «grimper sur moi». Comme chez les chimpanzés, les bonobos se demandent de se toiletter en se grattant bruyamment les bras. Comme les chimpanzés, ces primates se caressent la bouche pour dire d'aller chercher un objet.

- Homo Erectus avait-il un langage ?

Je trouve cette hypothèse très contestable mais il s'agit de savoir de quel langage on parle. Les chimpanzés ayant déjà un proto-langage (aussi bien par signes que par sons), il est certain que celui d'Homo Erectus était un peu plus élaboré mais on ne peut l'identifier à notre langage narratif. Homo Erectus nous ressemblait suffisamment pour qu'il y ait eu des hybridations transmettant des adaptations locales, il utilisait déjà le feu même s'il ne l'a maîtrisé complètement qu'après 500 000 ans. On peut supposer que, sur le modèle des animaux, son langage pouvait être qualifié de phonétique et d'expressif ou d'impératif (suffisant pour se coordonner), à la différence de notre prose qui est articulée (emboîtée) et narrative (indirecte), ce qui semble être très récent, autour de 60 000 ans si on en croit l'explosion culturelle visible et la datation d'une langue mère ; plus ancien jusqu'à 200 000 ans si on en fait la condition de l'enterrement des morts ; et plus ancien encore si on fait du langage narratif la caractéristique de Sapiens. Dans ce cas, il faudrait supposer un langage narratif très simplifié car la condition d'une culture complexe a été l'existence de groupes plus importants où il y avait plus de vieux porteurs de la mémoire. L'absence presque complète d'expression symbolique de Néandertal (peut-être réfutée par la découverte suivante) ne plaide pas pour des dates reculées. En fait, on n'en sait rien mais on ne peut prêter à Erectus toutes les capacités humaines comme le fait l'auteur sous prétexte qu'il a colonisé lui aussi tous les continents, c'est tout simplement une négation de l'évolution.

Le professeur Everett affirme que Homo Erectus, qui a vécu il y a 1,8 millions d'années, aurait inventé le langage et l'aurait utilisé pour chasser et construire des bateaux pour coloniser des îles éloignées comme Florès en Indonésie ou en Crète.

"Tout le monde parle d'Homo Erectus comme d'une créature stupide ressemblant à un singe, ce qui bien sûr nous décrit tout aussi bien, et pourtant je soutiens qu'Erectus était déjà la plus intelligente créature sur Terre.

Ils avaient des capacités de planification. Ils ont fait des outils. Mais les outils les plus incroyables qu'Erectus a fabriqués, c'étaient des navires pour traverser l'océan.

Les océans n'ont pas été une barrière aux voyages d'Erectus. Ils ont voyagé partout dans le monde. C'était intentionnel, ils avaient besoin de savoir-faire et ils avaient besoin de partir en groupes d'au moins une vingtaine pour arriver à ces endroits.

Erectus avait besoin d'une langue pour naviguer. Ils n'auraient pas pu simplement traverser sur une bûche flottante. Ils devaient pouvoir pagayer.

Et s'ils pagayaient, ils devaient être capables de dire « pagayez » ou« ne pagayez pas ». Vous avez besoin pour cela d'une communication avec des symboles et pas seulement des grognements. Ils ont trop accompli pour que ce soit avec le même genre de communication que ce que nous voyons dans d'autres espèces, dépourvues de symboles".

Ils avaient des lieux de vie sophistiqués, avec des zones séparées pour la transformation des plantes et des animaux, ainsi que pour vivre, dormir et participer à des activités communautaires.

- Des peintures de Néandertal, il y a 60 000 ans ?

La préhistoire remet sans arrêt en cause les récits qu'on en fait, basés sur si peu de traces archéologiques. Ce serait encore une nouvelle révolutionnaire, difficile à croire, que Néandertal pratiquait déjà un art pariétal qui jusqu'à présent signait l'arrivée de Sapiens. La concomitance entre les vestiges culturels et la présence de notre espèce ne peut être fortuite et l'assimilation avec Néandertal toujours un peu forcée tant on voit de différences. Néanmoins, s'il se confirme, comme le prétend l'article de Science, que c'est bien Néandertal qui a peint ces motifs, cela rendrait plus probable l'usage d'un langage narratif - pourtant problématique étant donné qu'ils formaient de tout petits groupes peu compatibles avec la transmission d'une culture complexe. Il faut tenir compte aussi de possibles intrusions de Sapiens antérieures à la vague principale, surtout en Espagne si proche du Maghreb. Enfin, il peut y avoir eu contamination car les deux populations se sont rencontrées au Moyen-Orient, il y a plus de 100 000 ans, laissant des traces néandertaliennes dans le génome des humains hors d'Afrique.

Ce qui plaide malgré tout pour l'attribution à des Néandertaliens, c'est le caractère primitif des motifs mais bien sûr, des Sapiens peuvent être aussi primitifs dans leurs dessins et, même sans langage narratif, enfermé dans un grotte, on peut s'amuser à dessiner sur les parois. Par contre, la présence de mains négatives semble témoigner de croyances chamaniques (contact avec l'autre monde en faisant fondre la main dans le rocher en soufflant un colorant dessus), ce qui implique un récit mythique.

Tout cela, non pas pour défendre un point de vue mais pour donner idée de l'enjeu d'une telle découverte dont la portée sera décidée par la suite. Nous sommes condamnés à être les spectateurs des sciences et à changer nos points de vue en fonction des nouvelles découvertes au lieu de rester fidèles à nos convictions. Ce n'est sans doute pas glorieux mais c'est ainsi et il ne serait pas mauvais que la politique en prenne de la graine...

Les plus anciennes peintures rupestres connues ont été créées par des hommes de Néandertal plus de 20.000 ans avant l'arrivée de l'homme moderne en Europe, preuve que nos cousins disparus étaient dotés d'une pensée symbolique comme la nôtre.

Ces travaux, présentés dans la revue Science, s'appuient sur une nouvelle technique qui a permis de dater plus précisément des peintures ornant les parois de trois sites archéologiques en Espagne.

"Nos résultats démontrent que les peintures que nous avons datées sont, de loin, les fresques rupestres connues les plus anciennes du monde" puisqu'elles ont été élaborées il y a quelque 64.000 ans --soit au moins 20.000 ans avant l'arrivée de l'homme moderne en Europe depuis l'Afrique--, ainsi "elles doivent avoir été peintes par des Néandertaliens".

Employant surtout des pigments rouges et parfois noirs, des groupes d'animaux, empreintes de mains, points, cercles et autres motifs géométriques ornent les parois de ces grottes espagnoles situées à La Pasiega (nord-est), Maltravieso (ouest) et Ardales (sud).

Une hypothèse relie les talents artistiques de Sapiens à l'utilisation de l'arc pour tuer des animaux sauvages alors que Néandertal en serait dépourvu car s'attaquant à des proies plus faciles,tuées de près, ce qui nécessitait moins de coordination entre l'oeil et la main. Je trouve cela très spéculatif...

- Des outils en bois de Néandertal

La découverte de 58 instruments (en bois mêlés à des outils de pierre et des os d'animaux) montre que les Néandertaliens savaient fabriquer des outils durcis au feu et les utilisaient pour déterrer des plantes enfouies sous terre afin de s'en nourrir.

- Les premiers britanniques, des noirs aux yeux bleues ?

Découvert en 1903 dans les gorges de Cheddar, d'où il tire son nom, "Cheddar Man" était un chasseur-cueilleur du mésolithique (entre -10.000 et -5.000 avant J.C) d'environ 1,66 m qui mourut dans la vingtaine. À l'époque où la Grande-Bretagne était attachée à l'Europe continentale.

Aujourd'hui, environ 10% de la population britannique à la peau blanche présente une ascendance liée à ces chasseurs-cueilleurs.

"Cheddar" Man avait la peau noire et les yeux bleus, alors que les Anglais en particulier et les Européens en général sont plutôt clairs de peau.

Ce n'est malgré tout pas si sûr mais de toutes façons, les premiers britanniques, chasseurs-cueilleurs auraient été presque complètement remplacés entre 4 400 et 4 700 ans par les populations d'agriculteurs de la culture campaniforme (espagnols ? à cause de la désertification du Sahara il y a 4900 ans ? ou venus des steppes ?) qui s'est répandue sur toute l'Europe.

- L'ADN ancien révèle les différentes migrations européennes

L'hypothèse selon laquelle les gens d'aujourd'hui descendent directement des gens qui ont toujours vécu dans cette même région est fausse presque partout. Au lieu de cela, l'opinion qui émerge- est que les populations humaines bougent et se mélangent tout le temps.

Ainsi, il y a environ 5 300 ans, les cultures locales de chasseurs-cueilleurs ont été remplacées en de nombreux endroits par des éleveurs nomades, les Yamnaya, qui ont pu se développer rapidement en exploitant les chevaux et la nouvelle invention de la charrette.

Les archéologues savent depuis longtemps que certaines des technologies utilisées par les Yamnaya se sont répandues en Europe. Mais l'ADN révèle que les gens se déplaçaient aussi - tout le long de la côte atlantique de l'Europe à l'ouest jusqu'à la Mongolie à l'est et l'Inde au sud. Cette vaste migration aide à expliquer la propagation des langues indo-européennes. Et il a considérablement remplacé les gènes locaux des chasseurs-cueilleurs en Europe par l'ADN de la steppe, de façon semblable à ce qui s'est produit en Grande-Bretagne avec la migration des populations de culture campaniforme (espagnoles) vers l'île.

L'ADN explique aussi le «résultat étrange» d'un lien génétique qui avait été évoqué entre les génomes des Européens et ceux des Amérindiens d'aujourd'hui. Le lien viendrait de populations qui vivaient en Sibérie il y a 24.000 ans, dont l'ADN se retrouve à la fois chez les Amérindiens, et dans les populations des steppes Yamnaya (donc de leurs descendants européens).

Il faut ajouter que les gènes de chasseur-cueilleur restant chez les Européens du Nord, après l'arrivée d'agriculteurs migrants, viennent plus de mâles que de femmes. "Les preuves archéologiques montrent que lorsque les agriculteurs se sont répandus dans le nord de l'Europe, ils se sont arrêtés à une latitude où leurs cultures ne poussaient pas bien. En conséquence, il y avait des frontières persistantes entre les agriculteurs et les chasseurs-cueilleurs pendant quelques milliers d'années". Cela a donné beaucoup de temps aux chasseurs-cueilleurs et aux agriculteurs pour interagir. On peut imaginer que durant cette interminable interaction, il y avait une dynamique sociale ou de pouvoir dans laquelle les agricultrices avaient tendance à s'intégrer dans les communautés de chasseurs-cueilleurs.

Enfin, des scientifiques de l'Université de Copenhague ont trouvé l'ADN de la peste dans les populations de steppes. Si les groupes qui ont émigré après 4 500 ans ont emmené la maladie avec eux, cela pourrait aider à expliquer pourquoi la population autochtone a pu diminuer si rapidement.

On aurait donc deux origines principales, berbères par le sud et "sibérienne" par le nord ? La part venant du sud semble devenue très minoritaire en Europe par rapport aux populations des steppes. Il faut tout de même mettre un bémol à ces migrations remplaçant les anciennes populations car on trouve tout de même des traces importantes des populations originaires (jusqu'aux Erectus parfois!) mais peut-être moins en Europe qu'au Moyen Orient dont venait l'agriculture ?

- Agriculteurs et chasseurs-cueilleurs ont cohabité pendant des siècles

L’étude suggère que ces groupes ont probablement coexisté côte à côte pendant un certain temps après que les premiers agriculteurs se soient répandus à travers l’Europe. Les populations agricoles ont ensuite lentement intégré les chasseurs-cueilleurs locaux, montrant ainsi une plus grande assimilation des chasseurs-cueilleurs dans les populations agricoles au fil du temps.

- Des ruines de cités mayas découvertes au Guatemala

Des milliers de ruines mayas ont été détectées dans la jungle du Guatemala grâce à la technologie Lidar, révélant l'ampleur insoupçonnée des interconnexions entre cités.

La découverte est exceptionnelle. Des milliers de structures et bâtiments mayas inconnus, dissimulés sous la canopée depuis des siècles, viennent tout juste d'être repérés par les archéologues. Ces constructions d'envergure comprennent des pyramides, des palais, des centres cérémoniels, mais aussi des ouvrages moins spectaculaires comme des parcelles cultivées ou des habitations. Toutes sont situées dans la jungle du nord du Guatemala.

Santé

traitements, nutrition, hygiène

- Le stress du père influence le cerveau du fils

Le stress modifie le sperme des hommes, ce qui peut alors altérer le développement cérébral des futurs enfants.

Les souris mâles adultes subissant des périodes chroniques de stress léger ont une progéniture avec une réponse réduite au stress. Des changements dans la réactivité au stress ont souvent été associés à des troubles neuropsychiatriques tels que la dépression et le trouble de stress post-traumatique.

Les chercheurs ont découvert que dans l'appareil reproducteur masculin, où le sperme arrive à maturité - le caput épididyme - libère de minuscules vésicules remplies de micro-ARN qui peuvent fusionner avec le sperme pour changer sa cargaison livrée à l'œuf. Le caput épididyme répond au stress du père en modifiant le contenu de ces vésicules.

- Similitudes épigénétiques entre autisme, schizophrénie et bipolaires

Les schémas d'expression génique dans le cerveau des autistes sont similaires à ceux des schizophrènes ou des troubles bipolaires, selon une vaste étude sur le tissu cérébral post-mortem.

Les trois pathologies montrent une suractivation des gènes dans les astrocytes et l'inhibition de gènes liés aux synapses. Les cerveaux d'autisme montrent également une surexpression des gènes spécifiques aux cellules immunitaires appelées microglies.

L'analyse a révélé que l'autisme, la schizophrénie et les cerveaux bipolaires montrent de faibles niveaux d'expression génique dans trois modules caractéristiques des neurones. Deux de ces modules sont importants pour la communication neuronale; l'autre est impliqué dans la fonction des mitochondries.

L'analyse des variations génétiques liées à l'autisme et à la schizophrénie suggère qu'elles atténuent l'expression (épigénétique) des gènes impliqués dans la signalisation au niveau des synapses.

Il y aurait quelques similitudes, mais moins, avec la dépression dont la cause serait plus inflammatoire et liée au stress. Par ailleurs, un test sanguin pourrait détecter l'autisme.

- L'origine de l'Alzheimer serait vasculaire

Cela confirme l'importance d'un bon sommeil pour drainer le cerveau mais à l'origine de la maladie, il y aurait la destruction des petits vaisseaux du cerveau qui se rétrécissent.

Environ 50% de toutes les démences, y compris la maladie d'Alzheimer, commencent par la rupture des plus petits vaisseaux sanguins du cerveau et de leurs «cellules de protection» protectrices, provoquant une défaillance des communications appelée maladie des petits vaisseaux.

Beaucoup de personnes souffrant d'une maladie des petits vaisseaux ont également la maladie de la substance blanche - l'usure de la myéline grasse qui permet aux neurones de transférer des messages dans le réseau cérébral.

Les chercheurs ont découvert dans un modèle animal que la détérioration du cerveau associée à la démence pourrait commencer dès 40 ans chez l'homme.

Depuis plus de 25 ans, les scientifiques savent que la maladie de la substance blanche entrave la capacité d'une personne à apprendre ou à se souvenir de nouvelles choses, ralentit la réflexion et fait tomber les gens plus souvent en raison de problèmes d'équilibre. Les chercheurs ont identifié un lien entre les petits vaisseaux sanguins estropiés dans le cerveau et la maladie de la substance blanche, mais ne savaient pas précédemment ce qui a déclenché le processus.

"L'effondrement des cellules péricytes-gatekeeper qui entourent les plus petits vaisseaux sanguins du cerveau réduit la structure de la myéline et de la substance blanche dans le cerveau", a-t-il ajouté. "Les dysfonctions vasculaires, y compris la réduction du débit sanguin et la rupture de la barrière hémato-encéphalique, déclenchent la maladie de la substance blanche."

La consommation excessive d’alcool serait un facteur déterminant. Par ailleurs, il suffirait de réduire les niveaux d'une protéine en excédant (BACE1) pour que les plaques d'Amyloïdes disparaissent (cela suffit-il à arrêter la maladie?). Une autre stratégie combat l'inflammation du cerveau en ciblant, avec de minuscules molécules pouvant passer la barrière hémato-encéphalique, un canal ionique des macrophages qui contrôle le flux de calcium dans les cellules. Sans calcium, les cellules ne peuvent pas causer d'inflammation. Cela pourrait concerner d'autres maladies neurodégénératives puisqu'il pourrait y avoir un lien entre un excès de calcium et le Parkinson.

- Les exomères, agents extérieurs du cancer

Il me semble exagéré de parler du mécanisme des cancers, seulement d'un certain nombre sans doute, mais, en tout cas, des émanations des cellules cancéreuses favoriseraient leur développement. Ces émanations sont des exosomes, contenant ADN, ARN, graisses et protéines. Les plus petits, les nano-exosomes qu'ils appellent exomères seraient les plus actifs. Tout cela montrant qu'un cancer est une maladie systémique et non pas uniquement locale.

"Les exomères sont plus petits, structurellement et fonctionnellement distincts des exosomes, ils fusionnent principalement avec les cellules de la moelle osseuse et du foie, agissant sur la fonction immunitaire".

Les exomères mesurent moins de 50 nanomètres de diamètre, comparés aux petits exosomes (Exo-S) de 60 à 80 nanomètres de diamètre et aux grands exosomes (Exo-L) de 90 à 120 nanomètres de diamètre. "Plus la particule est petite et rigide, plus il est probable qu'elle soit absorbée par les cellules, ce qui rend les exomères, plus rigides, de plus efficaces messagers pour transférer l'information sur les tumeurs à d'autres cellules".

Les exomères transportent des enzymes métaboliques dans le foie pour « reprogrammer » sa fonction métabolique afin de favoriser la progression tumorale. Les exomères y introduisent aussi des facteurs de coagulation du foie, pouvant inhiber la fonction normale du foie dans la régulation de la coagulation. En revanche, l'étude suggère que les Exo-L peuvent promouvoir des métastases aux ganglions lymphatiques, tandis que les Exo-S peuvent entretenir des métastases à distance.

"Le cancer est vraiment une maladie systémique qui nécessite une implication de plusieurs organes pour progresser".

- Les bactéries de la peau protègent du cancer

L'arme secrète de la bactérie est un composé chimique (6-HAP) qui bloque la reproduction de l'ADN. Des souris traitées avec une souche de Staphylococcus epidermidis ont effectivement eu moins de tumeurs après exposition à un rayonnement ultraviolet.

6-HAP a bloqué la reproduction de l'ADN dans différentes cellules tumorales cultivées en laboratoire mais pas dans les cellules cutanées normales. Certaines enzymes dans les cellules cutanées normales semblent désactiver le 6-HAP alors que les cellules tumorales testées semblaient en être dépourvus.

- Transplanter des organes de porcs dont les cellules sont remplacées par des cellules humaines

Les organes de porcs sont traités pour les débarrasser de toutes leurs cellules, ne laissant qu'un échafaudage vide. Ces architectures sont peuplées ensuite avec des cellules souches provenant d'un patient, dans l'espoir de créer un organe que le corps humain ne rejettera pas.

Ça fait un peu Matrix l'élevage d'organes :

Par ailleurs, on cherche à créer des hybrides homme-mouton en injectant des cellules souches humaines dans l'embryon...

- Des ultraviolets peuvent éliminer virus et bactéries de l'air

Une lumière dans l'« UVC lointain », à faibles doses, serait sans danger pour l'Homme et apporterait une solution bon marché pour tuer des virus et des bactéries de l'air ambiant.

On savait déjà que la lumière UVC, dont la longueur d'onde se situe entre 200 et 400 nm, est très efficace pour tuer des bactéries et des virus. Cette lumière ultraviolette (UV) germicide est utilisée pour décontaminer du matériel chirurgical mais comporte des dangers.

La lumière lointaine UVC a une portée très limitée et ne peut pas pénétrer à travers la couche externe de cellules humaines mortes ou la couche de larme dans l'œil, donc ce n'est pas un danger pour la santé humaine. Mais, parce que les virus et les bactéries sont beaucoup plus petits que les cellules humaines, la lumière ultraviolette peut atteindre leur ADN et les tuer.

- Les produits de ménage en spray sont très mauvais pour les poumons

Les femmes qui utilisent régulièrement des produits ménagers en spray voient leur fonction pulmonaire diminuée.

Pour celles qui utilisent ces produits de manière quotidienne, cela équivaudrait “à fumer 20 paquets de cigarettes par an“.

“À long terme, les produits chimiques de nettoyage causent probablement des dommages assez importants aux poumons (…) alors que ces produits chimiques sont généralement inutiles. Un chiffon en microfibres et de l’eau sont plus que suffisants la plupart du temps“.

Enfin, les revêtements antiadhésifs des casseroles font grossir !
 

Technologie

biotechnologies, informatique, robotique

- Un blouson chauffant intelligent

Il s'agit d'un blouson chauffant connecté à Internet et contrôlé par une application synchronisée avec Alexa qui s'adapte grâce à l'apprentissage automatique en fonction de la température ambiante et de votre niveau d'activité.

- Des yeux artificiels

Ces super lentilles adaptatives peuvent contrôler simultanément trois des principales causes des images floues: le focus, l'astigmatisme et le décalage, constituant un œil artificiel plat et contrôlé électroniquement.

Cela permettrait d'avoir un zoom optique intégré avec autofocus dans un large éventail d'applications (caméras, lunettes, réalité virtuelle et augmentée).

Les « métalenses » sont des super-lentilles optiques planes et aussi fines qu'une feuille de papier. Leur nanostructure permet de concentrer toutes les couleurs de l'arc-en-ciel en un seul point focal sans aucune déformation de l'image.

Cette recherche offre la possibilité d'unifier deux industries: la fabrication de semi-conducteurs et la fabrication de lentilles, la même technologie étant utilisée pour faire des puces informatiques ou fabriquer des composants optiques à base de métasurface.

Il a fallu y joindre un muscle artificiel en élastomère diélectrique, contrôlé en appliquant une tension. L'ensemble, lentille et muscle, fait seulement 30 microns d'épaisseur.

- Des lunettes connectées normales

C'est ce qui est nécessaire pour la réalité augmentée et remplacer les écrans, un grand progrès donc.

Intel vient de dévoiler des lunettes connectées Bluetooth impressionnantes parce que tout à fait passe-partout. Les lunettes Vaunt utilisent une monture en plastique et pèsent moins de 50 grammes. L'électronique est intégrée dans les branches et contrôle un petit laser capable d'afficher une image monochrome de 400 x 150 pixels devant votre œil.

Point de caméra dans ces lunettes, pas de “big brother” à craindre donc, comme sur la plupart des autres lunettes connectées. Vaunt veut plus simplement vous donner des notifications simples, un peu à la manière d’une smartwatch mais en vous laissant les mains libres. Les capteurs de mouvements intégrés peuvent aussi détecter lorsque vous êtes dans la cuisine, par exemple, et vous proposer alors une recette ou une liste de courses.

Aucune inquiétude à avoir concernant le laser sur votre œil, sa puissance est trop faible pour avoir un quelconque impact. De plus, l’écran n’est visible lorsque vous le regardez et puisque le laser est projeté directement sur l’arrière de votre rétine, la mise au point est toujours nette, que vous portiez des verres correcteurs ou non.

- Un smartphone dont l'écran sert de haut-parleur

La firme chinoise Vivo est venue au Mobile World Congress avec un prototype de smartphone, Vivo Apex, qui prend le parti d'intégrer dans l'écran plusieurs technologies : le lecteur d'empreintes digitales, un appareil photo escamotable et un système audio sans haut-parleur.

Aucun bouton physique en façade, ni d'objectif pour la caméra frontale 8 mégapixels pourtant bien présente. Cette dernière est cachée dans un module escamotable qui jaillit en 0,8 seconde.

Quant au lecteur d'empreintes digitales, il est lui aussi intégré sous l'écran mais sa zone de lecture occupe désormais presque un tiers de la surface. L'intérêt est de pouvoir déverrouiller le mobile en le prenant en main sans avoir à placer le doigt sur un point précis de l'écran.

Dernière innovation : l'absence de haut-parleur, remplacé par un transducteur acoustique qui va propager le son en faisant vibrer l'écran.

- Recharger son smartphone par laser ?

Ce n'est pas du tout sûr que ce soit une bonne idée car pas très efficient...

Une petite cellule est montée à l'arrière d'un smartphone pour charger le téléphone avec l'énergie du laser configuré pour produire un faisceau focalisé dans le spectre du proche infrarouge.

Ce faisceau étroit peut fournir une puissance constante de 2 W à une zone de 15 pouces carrés à partir d'une distance allant jusqu'à environ 4 mètres.

- Des robots découpent le bois pour des meubles sur mesure

Deux robots de levage ramassent un morceau de bois, l'amènent à une scie à tronçonner et le maintiennent en place pendant que la scie le coupe à sa taille.

- Une nouvelle génération de poissons robotisés

(f) Poisson zèbre vivant (g) Réplique robotisée

Ce poisson zèbre (Danio rerio) robotisé fonctionne en "boucle fermée", c'est-à-dire capable de moduler son action en temps réel en fonction du comportement d'un autre poisson zèbre, quant à lui bien réel.

Cela permet d'étudier des comportement ciblés. Les expérimentateurs poussent l'animal modèle à adopter une certaine attitude grâce au robot. En effet, ce dernier réalise certains mouvements qui vont déclencher une réponse standardisée chez le sujet

- Le drone taxi chinois Ehang a transporté ses premiers passagers

Alors qu'Airbus vient tout juste de réaliser le baptême de l'air de son drone taxi Vahana, le Chinois Ehang semble déjà beaucoup plus avancé dans le développement de son appareil. L'entreprise a réalisé un reportage vidéo montrant son drone quadrirotor Ehang 184 effectuant ses premiers essais avec des passagers.

Ce multirotor en fibre de carbone et châssis en aluminium peut voler à une vitesse maximale de 130 km/h pendant 25 minutes.

Pensé pour effectuer des transports urbains sur de courtes distances, il pourra voler en totale autonomie.

Voir aussi Sciences et Avenir.
 

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