Brèves

Astrophysique

La toile cosmique de l’Univers lointain dévoilée

Pendant huit ans, le spectrographe VIMOS (Visible Multi-Object Spectrograph), installé sur l’un des télescopes de l’Observatoire européen austral au Chili, a effectué un sondage spectroscopique de l’Univers baptisé VIPERS (VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey). Les résultats mis à disposition de la communauté scientifique révèlent pour la première fois comment les galaxies étaient distribuées à grande échelle entre 5 et 9 milliards d’années après le Big Bang. Situé sur l’échelle du temps entre les images de l’Univers primordial délivrées par la sonde Planck de l’Agence spatiale européenne et la cartographie de l’Univers local obtenue par le Sloan Digital Sky Survey (Découverte n° 373, mars-avril 2011, p. 02), VIPERS permet aux chercheurs d’observer le processus de croissance des structures cosmiques à grande échelle, ainsi que les modes d’évolution des gaz. VIPERS présente l’essentiel du contenu en matière de l’Univers. Les données dévoilent comment les galaxies étaient distribuées, de même qu’une gigantesque toile cosmique faite de vides, filaments et nœuds. Leur étude dynamique pourrait constituer un test pour la théorie de la relativité générale et serait susceptible de remettre en cause le recours à une mystérieuse énergie noire pour expliquer l’accélération de l’expansion de l’Univers. HUBERT DESRUES

Pour en savoir plus : http://www.insu.cnrs.fr/node/6268

Astrophysique 

Un ingrédient de la vie découvert autour de jeunes étoiles

L’isocyanate de méthyle (MIC), de formule C₂H₃NO, appartient à une famille de molécules organiques impliquées dans la synthèse de protéines constituant les éléments de base de la vie telle que nous la connaissons sur Terre. C’est en utilisant les capacités du radiotélescope ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) au Chili que deux équipes internationales d’astronomes, dont plusieurs Français, ont mis en évidence la présence de cette molécule au sein du système d’étoiles IRAS 16293-2422, dans la constellation du Serpentaire. Les observations montrent que du gaz MIC entoure chacune des jeunes étoiles du système au tout premier stade de leur formation. Des expériences menées en laboratoire ont mis en évidence que la molécule MIC peut se former à des températures très basses (15 kelvins) comme il en existe dans le milieu interstellaire. Les étoiles observées sont comparables en de nombreux points au Soleil dans sa phase de formation. Elles pourraient donner naissance au sein de leurs nébuleuses à des planètes semblables à la Terre. La découverte d’un ingrédient de la vie au plus proche de jeunes étoiles permet de penser que cette molécule, aussi détectée par Philae sur la comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko, peut être présente dans l’environnement de la plupart des étoiles de type solaire. H. D.

Pour en savoir plus : http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=16373

Physique

La physique des pelotes de mer

Les réseaux de fibres constituent des structures complexes. De nombreux matériaux d’isolation, mais aussi le papier, sont organisés en réseaux de fibres. Leurs comportements mécaniques et thermiques dépendent à la fois de la qualité des fibres, leur densité et leur degré d’enchevêtrement. Pour les industriels, il est important de pouvoir contrôler la formation d’un réseau de fibres afin d’optimiser une fonction donnée, l’isolation phonique par exemple. Des scientifiques de plusieurs laboratoires de physique français se sont intéressés aux ægagropiles, ou pelotes de mer, trouvées fréquemment sur les plages de la Méditerranée. Elles sont constituées de lanières décomposées de posidonie, une plante aquatique qui forme de vastes herbiers sur les fonds méditerranéens. Tout d'abord, des fibres détachées des plantes se regroupent par paquets, au hasard. Puis, sous l’action des vagues et courants qui les roulent sur les fonds marins, les paquets se compactent avec une densité croissante du cœur de la pelote vers la périphérie. Au bout du compte, la boule acquiert une forme et une cohésion irréversibles malgré l’absence de coque pour la maintenir. Afin de percer le secret intime de ces ægagropiles, les chercheurs ont utilisé de nombreuses techniques allant de l’observation sur le terrain à l’imagerie par tomographie à rayons X. H. D.

Pour en savoir plus : http://www.lps.ens.fr/?Pourquoi-les-pelotes-de-mer-ne-se-devident-pas&lang=fr

Chimie

Affiner les métaux de manière écologique

L’épuisement des gisements naturels de métaux pousse les industriels à perfectionner leurs procédés d’affinage et élève le recyclage au rang de filière d’avenir. Les méthodes actuelles employées pour purifier ou récupérer les métaux sur des appareils électroniques hors d’usage sont polluantes et énergivores. Une équipe de l’Université McGill (Canada) propose une technique reposant sur l’emploi de molécules organiques pour purifier le germanium, métal utilisé dans nombre de composants électroniques. Il n’existe pas de minerai riche en germanium. Il est trouvé essentiellement dans du minerai de zinc ou sous forme de traces dans certaines mines de charbon. Pour le récupérer dans ces mélanges, les chercheurs de McGill ont utilisé de la mélanine, pigment responsable de la coloration des téguments (peau, ongles, poils, cheveux) dans le règne animal. En effet, la mélanine se lie facilement aux métaux. Les chercheurs ont employé une molécule synthétique qui imite les propriétés de la mélanine pour extraire du germanium à température ambiante sans solvants. La réaction chimique se déroule dans des cuves de broyage mécanochimiques à vibrations rapides. Selon les chercheurs, cette technique non polluante et rentable économiquement fonctionne pour de nombreux métaux et oxydes métalliques. H. D.

Pour en savoir plus : http://www.mcgill.ca/newsroom/fr/channels/news/une-methode-plus-durable-pour-affiner-les-metaux-268517

Physiologie

Plantes, contrôle  de la croissance racinaire 

Le phosphore est indispensable à la vie sur Terre. Sous forme de phosphate, il est nécessaire aux plantes pour réaliser la photosynthèse. Les plantes puisent cet élément par leurs racines dans le sol, où il se trouve souvent en quantité limitée. Des chercheurs du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives et du Centre national de la recherche scientifique associés au Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (Allemagne) ont mis en évidence un mécanisme utilisé par les plantes pour couvrir leurs besoins en phosphate. Dès que les pointes de leurs racines principales atteignent une zone carencée en phosphate, les plantes produisent une protéine qui libère du malate. Cet acide organique se lie au fer contenu dans le sol et bloque  la division cellulaire des racines, empêchant leur élongation en profondeur. Simultanément, la croissance des racines latérales est stimulée, afin de favoriser une exploration horizontale des couches superficielles du sol. Grâce à cette découverte, une meilleure sélection des plantes capables de s’adapter aux sols pauvres en phosphate serait possible. De plus, le malate, qui favorise la solubilisation des métaux, pourrait permettre d’extraire des sols des métaux polluants tels que le césium ou l’uranyle (un oxyde d’uranium) en facilitant leur absorption par les plantes. H. D.

Pour en savoir plus : http://www.cea.fr/presse/Pages/actualites-communiques/sante-sciences-du-vivant/Mise-en-evidence-mecanisme-arret-croissance-racines-plantes.aspx

Santé

Stress prénatal et espérance de vie

Il est admis généralement qu’un stress important subi dans l’enfance peut avoir des répercussions tout au long de la vie. Mais quelles conséquences ce stress a-t-il sur l’espérance de vie ? Une équipe de l'INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale) vient de réaliser une étude portant sur une cohorte d’individus nés entre 1914 et 1916, aujourd’hui tous disparus. Les chercheurs ont examiné 90 000 actes de naissance et effectué un rapprochement avec la base de données « Mémoire des hommes » du ministère de la Défense, qui recense 1,4 million de fiches de militaires décédés pendant les combats de la Première Guerre mondiale. Dans la cohorte considérée se trouvaient 2 651 individus dont le père était mort pour la France. Deux cas de figure se sont présentés : les orphelins de guerre dont le père est décédé après leur naissance et ceux dont le père est mort avant. Une étude statistique prenant en compte les origines géographiques et les conditions de vie montre que les enfants ayant perdu leur père avant leur naissance avait eu une vie écourtée de 2,4 ans en moyenne, voire jusqu’à 4 ans si le décès était survenu au premier trimestre de la grossesse. Ces résultats mettent en évidence les conséquences d’un stress maternel prénatal au moment du développement du fœtus. L’étude avance de possibles causes hormonales, notamment une variation des doses de cortisol qui intervient dans le contrôle du développement fœtal. H. D.

Pour en savoir plus : http://presse.inserm.fr/le-stress-prenatal-affecte-la-longevite/28674/

Biologie

Évaluer la nocivité des insecticides sur les abeilles

Les insecticides agissent sur les abeilles en s’attaquant à leur système nerveux. Ils perturbent le fonctionnement des canaux ioniques qui permettent le transport d’atomes électriquement chargés (ions) au travers des membranes cellulaires. Ainsi, les insecticides agissent sur les échanges entre neurones, provoquant par exemple une perte de l’olfaction et du goût, indispensables à la survie de ces butineuses. Dans le cadre du projet Bee-Channels, une collaboration associant l’Institut national de la recherche agronomique (INRA – unité de recherche Abeilles et environnement Avignon), le Centre de recherche en biochimie macromoléculaire (Montpellier) et l’Université Laval à Québec vient de mettre au point un test permettant d’évaluer les effets des insecticides sur les abeilles. Ce test induit l’expression in vitro des canaux ioniques et mesure leur fonctionnalité après exposition aux insecticides. Il devient possible alors d’obtenir une indication prédictive de l’effet neurotoxique que les substances testées auront sur les insectes butineurs. Ce test permet de réduire les expérimentations sur des abeilles vivantes, en écartant les substances jugées dangereuses bien en amont des essais in vivo. Deux brevets ont été déposés par l’INRA. La mise sur le marché de ce test constituera une aide précieuse dans la lutte pour la protection des insectes pollinisateurs. H. D.

Pour en savoir plus : http://www.spe.inra.fr/Toutes-les-actualites/Test-in-vitro-sur-la-nocivite-des-insecticides-pour-les-abeilles

Biologie

Aux origines de la vie

Nous sommes loin d’en avoir fini avec les interrogations sur l’origine de la vie. Cependant, la collaboration de plusieurs laboratoires de Sorbonne Universités (Paris) ouvre quelques perspectives sur la manière dont a pu se former le plus vieil ancêtre commun à l’ensemble des espèces vivant sur Terre. Aujourd’hui, nous ne savons pas synthétiser abiotiquement l’ARN (acide ribonucléique) à partir de ses constituants moléculaires – ribose (sucre), base azotée (adénine) et phosphate. Aussi les chercheurs ont choisi d’explorer la synthèse, dans un milieu minéral, d’adénosine monophosphate (AMP), l’un des constituants de l’ARN. Ils ont sélectionné un minéral silicique très répandu sur la Terre primitive comme milieu de synthèse. Cette roche permet de concentrer à sa surface les molécules de ribose, adénine et phosphate par des liaisons hydrogène. L’équipe a montré que la réaction se déroulait en deux étapes à la surface du minéral. À l’aide de mesures par résonance magnétique nucléaire du solide et spectrométrie de masse, les scientifiques ont mis en évidence un intermédiaire réactionnel, le PRPP (phosphoribosylpyrophosphate), riche en énergie et connu pour intervenir dans le métabolisme moderne. Ces travaux de synthèse d’AMP en milieu abiotique établissent pour la première fois un lien direct entre le monde minéral et l’origine de la vie. H. D.

Pour en savoir plus : http://www.cnrs.fr/inc/communication/direct_labos/georgelin.htm

Préhistoire

L’Homo sapiens a au moins 300 000 ans

La découverte sur le site de Jebel Irhoud, au Maroc, de restes d’Homo sapiens ayant plus de 300 000 ans repousse de quelque 100 000 ans l’apparition de l’Homme moderne. Pour cette datation, les archéologues ont utilisé deux techniques : la thermoluminescence et la résonance électronique de spin. De nombreux échantillons cristallins, dont des éclats de silex brûlés, reposaient près des ossements des cinq individus retrouvés. Or, les deux méthodes s’appuient sur la recherche de l’accumulation au cours du temps d’électrons piégés dans des défauts du système cristallin des minéraux sous l’effet de la radioactivité naturelle. La thermoluminescence mesure la dose de radiation naturelle (paléodose) reçue depuis le dernier chauffage des pierres. Celui-là a permis aux électrons piégés de s’échapper, provoquant une remise à zéro de la dose reçue. Pour déterminer la paléodose, la résonance électronique de spin s’intéresse aux caractéristiques magnétiques des échantillons. Dans les deux cas, en établissant le rapport entre paléodose et dose d’irradiation annuelle reçue par les échantillons, il est possible de les dater. En utilisant ces deux techniques, la datation de la découverte de Jebel Irhoud donne –315 000 ans à 34 000 ans près. H. D.

Pour en savoir plus : http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/homme-homo-sapiens-homme-aurait-100000-ans-plus-quon-ne-pensait-27053/

Sciences de la Terre

Production du champ magnétique à l’intérieur de la Terre

Le champ magnétique terrestre nous protège des vents solaires et des rayons cosmiques. Si nous savons que ce champ est créé par effet dynamo (production spontanée d’un champ magnétique au sein d’un liquide conducteur turbulent), la théorie n’explique pas totalement la manière dont ce champ se crée et s’autoentretient. Si l’expérience montre les rapports existants entre un courant électrique et un champ magnétique, et la façon dont l’un engendre l’autre, on s’interroge sur la manière dont, sans courant et champ initiaux, l’effet de dynamo terrestre a pu s’amorcer. Depuis 2007, deux unités du CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) et du CNRS (Centre national de la recherche scientifique) mènent une expérience de modélisation qui vient de livrer de nouveaux résultats. Dans un premier temps, l’expérience avait montré que le champ magnétique apparaît spontanément par effet dynamo dans un conteneur rempli de sodium liquide. Aujourd’hui, elle révèle qu’au fur et à mesure que la turbulence augmente, le champ magnétique passe d’un état stable à un état présentant des inversions, comme celles observées sur Terre ou dans certaines étoiles. Les chercheurs espèrent être à même de mieux comprendre la production d’un champ par effet dynamo dans les étoiles et objets astronomiques à cœur liquide et conducteur. H. D.

Pour en savoir plus : http://www.cea.fr/presse/Pages/actualites-communiques/sciences-de-la-matiere/Etudier-sur-Terre-la-generation-du-champ-magnetique-interieur-étoiles-planetes.aspx

http://irfu.cea.fr/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast.php?t=fait_marquant&id_ast=4026

Climatologie

Si la fonte des glaces du Groenland s’accélérait…

La fonte de la calotte glaciaire dans l’Atlantique nord se produit par secousses selon un processus connu : les glaces fondent, le niveau de la mer s’élève, le sol remonte, les masses glaciaires glissent et se détachent. Une équipe internationale constituée de climatologues, agronomes et anthropologues s’est interrogée sur les conséquences d’une fonte brutale de la calotte groenlandaise. Cette hypothèse repose sur le scénario le plus pessimiste proposé par le GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) pour la fin du XXI^e siècle. Les simulations effectuées recoupent des événements connus qui ont eu lieu dans le passé entre 119 000 et 12 000 ans, correspondant à des débâcles massives d’icebergs dans l’Atlantique nord (événements de Heinrich). Chacun de ces épisodes a modifié la répartition des pluies sur la planète. Les conséquences touchent principalement le Sahel, qui se voit privé de l’humidité apportée par la mousson africaine. Dans ces conditions, les centaines de millions de personnes qui vivent dans ces zones se verraient privées de ressources alimentaires et seraient condamnées à l’exil avant la fin du siècle. H. D.

Pour en savoir plus : http://www.cea.fr/presse/Pages/actualites-communiques/environnement/fonte-acceleree-Groenland-migrations-climatiques-Sahel.aspx

Climatologie

AMP versus réchauffement climatique

Dans la lutte contre le réchauffement climatique d’origine anthropique, les océans sont à la fois victimes et acteurs. D’un côté, les écosystèmes marins subissent de lourdes pertes de biodiversité. De l’autre, une bonne gestion du milieu océanique pourrait jouer un rôle dans la régulation du climat et la protection des espèces. Une étude de l’université d’York (Royaume-Uni) montre que les aires marines protégées (AMP) proposent une stratégie efficace de conservation et gestion des océans. Elles aident les écosystèmes et les populations marines et humaines à s’adapter à cinq impacts majeurs du changement climatique : acidification des océans, augmentation du niveau de la mer, intensification des tempêtes, changements dans la distribution des espèces et baisse de la productivité des océans et de l’oxygène disponible. De plus, les AMP aident les océans à jouer leur rôle de puits de carbone. En protégeant toutes les plantes, elles multiplient les points de stockage du carbone par photosynthèse et préviennent la libération du carbone retenu dans les sédiments marins. Prévues à l’origine comme refuges contre la surpêche, les AMP pourraient devenir un outil de protection contre le réchauffement
climatique. H. D.

Pour en savoir plus : http://www.ird.fr/toute-l-actualite/actualites/communiques-et-dossiers-de-presse/cp-2017/les-reserves-marines-peuvent-attenuer-le-changement-climatique-et-favoriser-l-adaptation-des-populations