quête

Nous ne sommes pas égaux devant le temps. Toute forme - ou structure - fait partie d'un cycle et est poussière qui retourne à la poussière ; que ce soit une planète, une goutte d'eau ou un moustique. Toutes sont mouvantes, avec des durées de vies infiniment diverses. Dans ce processus la vie fragile, très instable de par sa faculté d'adaptation, apparait, se développe et se propage, un peu comme le feu dans une forêt, investissant le temps et l'espace. Nous pouvons donc entrevoir, hors notre existence si courte d'individu, qu'une filière de vie, parlons de notre planète, peut perdurer sur des centaines de millions d'années, ce qui est déjà phénoménal à notre échelle de conscience.

Les modèles physiques du cosmos - c'est à dire nos représentations spatio-temporelles actuelles de l'univers - semblent s'être grandement élargies, en tout cas par rapport à celles des hommes d'il y a quelques millénaires, voire quelques centaines d'années. Ces représentations actuelles s'appuient sur une science post Leibniz, cybernétique, alors qu'elles furent pendant longtemps beaucoup plus, disons, oniriques, animistes ou mythiques. Elles sont donc actuellement "mesurées", "cataloguées", "calibrées", bref plus fouillées... Mais est-ce bien une hypothèse correcte ? Une amélioration ?

La question est donc de savoir si la vie, en tant qu'hyper structure de la matière, est supposée rejoindre quelque chose de spirituel - donc d'intemporel - ou si elle doit simplement auto-affiner le cataloguage de son propre environnement.

Car il y a complexification, quelle que soit la manière de voir l'évolution. Mais est-ce un simple cul-de-sac ou a vie a-t'elle un but téléologique ?  Doit-elle renforcer quelque "esprit", de manière à nourrir un autre continuum pour des buts qui nous échappent ?

Avec une temporalité qui n'est qu'un simple outil, support unidirectionnel, destiné à permettre le développement de structures qui s'organisent les unes les autres de par leurs interactions, tout ceci étant peut-être même supervisé et orienté par quelque divinité locale - comme dans une éprouvette manipulée par un étudiant d'une forme de vie en regard de laquelle nous ne serions que d'improbables microbes.

Ou alors est-ce juste le HASARD ? Tel un aveugle aux sens obturés, tâtonnant... qui, devant l'infinitude des possibilités, aurait trouvé et élargi une brèche sur une plage vibratoire donnée. Niveau d'énergie permettant l'émergence (qui nous apparait miraculeuse) du subtil équilibre-échange entre la brute énergie photonique solaire et les atomes-molécules plus lents de notre planète satellisée. Tout ceci par le truchement du carbone et de la photosynthèse. Une vie qui aurait comme l'impression de s'auto observer et donc prendrait conscience de sa propre existence. Et par là même créerait le temps.

Cet HASARD tâtonnant s'appellerait alors : Dieu.

Un Éternel dotés de deux  subalternes locaux - en ce qui nous concerne bien sûr.

Le Soleil...

Et  le CO2, atome tétravalent aux stupéfiantes possibilités combinatoires, assisté ses principaux lieutenants-cousins : hydrogène, azote et oxygène.

Auteur: Mg

Info: 2 août 2009

[ question ] [ corps-esprit ] [ religion ] [ extraterrestres ] [ indéterminisme ] [ théologie ]

végétal

Les racines des plantes croissent et se ramifient pour explorer le sol, à la recherche d'eau et de nutriments. Les mécanismes à la base de cette croissance sont mal connus mais une équipe du Laboratoire de biochimie et physiologie moléculaire des plantes de Montpellier en collaboration avec des chercheurs anglais et allemands vient de faire une avancée. Leurs travaux décrivent un mécanisme qui, grâce à une hormone végétale et aux protéines régulant le passage de l'eau, permet l'émergence des racines secondaires. C'est la première fois que l'on observe un lien entre les processus d'absorption et de transport de l'eau et le mécanisme de ramification des racines. Outre leur importance fondamentale, ces résultats permettent d'envisager une optimisation de la croissance des racines de plantes.
Etapes précoces d'une ramification de racine. Ces études par microscopie indiquent, en vert, un massif de petites cellules donnant naissance à une racine secondaire et, en rose, le territoire d'expression d'une des aquaporines étudiées par les chercheurs. Ce territoire d'expression très précis peut être expliqué par la production d'auxine au niveau de la pointe de la racine secondaire.
À la base du mécanisme de ramification décrit par l'équipe de de Montpellier et des autres chercheurs, on trouve une famille de protéines membranaires appelées aquaporines, présentes chez les plantes et les animaux. Celles-ci forment des micro-pores permettant le passage d'eau à travers les membranes cellulaires. Chez la plante, elles déterminent la capacité de la racine à absorber l'eau du sol. Jusqu'à présent, leur rôle dans la croissance et la ramification des racines n'était pas connu. L'autre élément clé du processus mis en lumière par les scientifiques est une hormone, l'auxine, connue pour orchestrer les processus de croissance et de développement des racines. Ils ont montré qu'elle régule aussi l'activité des aquaporines.
Lorsqu'une ramification apparaît, la racine secondaire se forme à partir de couches cellulaires profondes de la racine primaire. Pour émerger, elle doit se frayer un passage au travers des cellules de cette dernière. Les chercheurs ont montré que, par l'intermédiaire de l'auxine et des aquaporines, la plante contrôle très précisément les flux d'eau à travers ces différents tissus. Ainsi, dans les zones de ramification, l'eau se concentre dans la racine secondaire en expansion, ce qui permet à ses cellules de gonfler et de repousser mécaniquement les cellules de la racine primaire qui les recouvrent. Cet apport d'eau se fait au détriment des couches superficielles de la racine primaire, dont la résistance mécanique se réduit. Ce mécanisme facilite l'émergence de la racine secondaire.
Pour arriver à ce résultat, les chercheurs ont procédé à diverses expériences sur une plante modèle, Arabidopsis thaliana. Ils ont notamment travaillé avec des mutants insensibles à l'auxine ou présentant des aquaporines non-fonctionnelles. Ils ont aussi identifié un facteur de transcription, une molécule permettant à l'auxine d'agir sur les aquaporines et étudié l'expression de ces dernières dans les racines primaires et secondaires. Enfin, à partir des résultats de ces expériences, ils ont construit un modèle mathématique représentant les flux d'eau et la perméabilité des divers tissus des racines.

Auteur: internet

Info: Natur Cell Biology, 16 septembre 2012, Comment les racines des plantes se ramifient

[ quête ] [ exploration ]

homme-machine

Illustrer l'apprentissage par renforcement à partir de commentaires humains (RLHF*)

Les modèles de langage ont montré des capacités impressionnantes au cours des dernières années en générant des textes variés et convaincants à partir d'entrées humaines. Cependant, il est difficile de définir ce qu'est un "bon" texte, car c'est subjectif et ça dépend du contexte. Il existe de nombreuses applications telles que l'écriture d'histoires où l'on recherche la créativité, des textes informatifs qui doivent être véridiques, ou des extraits de code que l'on veut exécutables.

Rédiger une fonction de perte** pour capturer ces attributs semble impossible et la plupart des modèles de langage sont encore entraînés avec une simple perte de prédiction du prochain jeton (par exemple, l'entropie croisée). Pour compenser les lacunes de la perte elle-même, les gens définissent des métriques conçues pour mieux capturer les tropismes humains, telles que BLEU ou ROUGE. Bien qu'elles soient mieux adaptées que la fonction de perte elle-même pour mesurer les performances, ces mesures comparent simplement le texte généré à des références avec des règles simples et sont donc également limitées. Ne serait-il pas formidable d'utiliser le retour d'information humain sur le texte généré comme mesure de la performance ou d'aller encore plus loin et d'utiliser ce retour d'information comme perte pour optimiser le modèle ? C'est l'idée de l'apprentissage par renforcement à partir du feedback humain (RLHF)

Le RLHF a permis aux modèles de langage de commencer à aligner un modèle formé sur un corpus général de données textuelles sur celui de valeurs humaines complexes.

Le succès le plus récent de RLHF a été son utilisation dans ChatGPT. Compte tenu des capacités impressionnantes de ChatGPT, nous lui avons demandé de nous expliquer la RLHF :  

- Peux-tu m'expliquer comment le RL (reinforcement learning) avec retour d'information humain usant un modèle linguistique comme si j'avais 5 ans.

- Bien sûr, imagine que j'ai un robot nommé Rufus qui veut apprendre à parler comme un humain.  Rufus a un modèle linguistique qui l'aide a comprendre les mots et les phrases.

Tout d'abord Rufus va dire quelque chose en usant d'un modèle de langage, par exemple en disant :  - je suis un robot

Ensuite un humain va écouter ce qu'il a dit et va donner un avis pour dire si la réponse ressemble à langage naturel d'humain. Il pourra dire, par exemple. C'est pas très bon Rufus, un humain ne dit pas de manière générale "je suis un robot" mais plutôt "j'suis un robot" ou "je suis une machine".

Rufus va prendre en compte ce retour et l'utuiliser pour améliorer son modèle de langage, il va essayer de redire la phrase en utilisant  cette correction et va dire "j'suis un robot".

Ensuite l'humain va continuer de donner des retours de ce genre et petit à petit Rufus va commencer à s'exprimer comme un humain le fait en général.

Ici Chatgtp se débrouille étonnamment bien, mais ne couvre pas tout. Nous nous chargeons de combler ces lacunes !  (La suite sur le site en Info)

Auteur: Internet

Info: Sur guithub : https://huggingface.co/blog/rlhf, Nathan Lambert, Louis Castricato guest , Leandro von Werra, Alex Havrilla guest. Le 9 décembre 2022 *Reinforcement Learning from Human Feedback ... **Courbe de perte ? (loss function) À la base, une fonction de perte est très simple : c'est une méthode permettant d'évaluer dans quelle mesure votre algorithme modélise votre ensemble de données. Si vos prédictions sont totalement erronées, votre fonction de perte affichera un chiffre élevé. Si elles sont assez bonnes, elle affichera un chiffre plus bas.  C'est une pénalité pour  mauvaise prédiction. En d'autres termes, la perte (loss) est un nombre qui indique à quel point la prédiction du modèle est mauvaise sur un seul exemple. Si la prédiction du modèle est parfaite, la perte est nulle ; elle affichera le chiffre zéro.

[ apprentissage automatique ] [ idiome consensuel ] [ anti-poésie ] [ objectivation linguistique ] [ polysémie contextualisée ] [ mathématisation ]

survie

Même chez les plantes, l'habit ne fait pas le moine
Le Kwongan est une région écologique unique du sud-ouest de l'Australie. Elle a dévoilé quelques secrets souterrains du royaume végétal à des chercheurs de l'Université de Montréal et de l'University of Western Australia. Dans cet endroit on retrouve un type de végétation arbustive exceptionnellement riche en espèces qui poussent sur des sols parmi les plus infertiles au monde..
Cette particularité a permis aux chercheurs de découvrir que les plantes utilisent une diversité époustouflante de stratégies d'acquisition des éléments nutritifs dans ces sols extrêmement infertiles. "En milieu naturel, les plantes adaptées aux sols infertiles utilisent presque toutes la même stratégie aérienne leur permettant d'utiliser les nutriments du sol très efficacement: elles produisent des feuilles très coriaces qui persistent pendant plusieurs années. Par contre, jusqu'à maintenant la diversité des adaptations souterraines des racines dans les sols très pauvres demeurait inconnue.
Selon leur étude publiée dans la revue Nature Plants, le Kwongan contient presque toutes les adaptations d'acquisition des nutriments connues dans le monde végétal, sur des sols si pauvres que l'agriculture y est totalement impossible sans avoir recours à une quantité phénoménale de fertilisants. "Jusqu'ici, les scientifiques croyaient que la sélection naturelle aurait dû favoriser une seule stratégie racinaire particulièrement efficace pour l'acquisition des nutriments, étant donné l'extrême infertilité des sols, or, contrairement à ce que l'on observe pour le feuillage, où les différentes espèces de plantes convergent toutes vers la même stratégie d'utilisation efficace des nutriments dans les feuilles, il ne semble pas exister de solution miracle d'acquisition des nutriments par les racines dans les sols très pauvres. Des plantes poussant côte-à-côte peuvent utiliser des stratégies complètement différentes avec autant de succès.
Si les arbustaies semi-arides d'Australie sont perçues comme banales et homogènes, la réalité s'avère complètement différente. "Certaines plantes forment des symbioses racinaires avec des champignons, d'autres avec des bactéries, tandis que d'autres capturent et digèrent des insectes pour les nutriments qu'ils contiennent. De plus, un autre grand groupe d'espèces excrètent des composés organiques leur permettant d'augmenter la disponibilité des nutriments, dit Graham Zemunik, premier auteur de l'étude. Le Kwongan australien est l'un des points chauds de la diversité végétale sur la planète, au même titre que les forêts tropicales".
"Partout dans le monde, on transforme les écosystèmes à un rythme effarant, déclare M Zemunik. Afin de protéger la biodiversité dans le mesure du possible, il essentiel de mieux comprendre le fonctionnement des écosystèmes. Pour y parvenir, notre étude démontre l'importance d'étudier ce qui est dissimulé sous terre et qui n'est pas immédiatement perceptible."
Cette étude, financée par le Conseil australien de la Recherche et la Fondation Kwongan, fait partie d'un programme de recherche plus large mené par le professeur Etienne Laliberté explorant les liens entre la fertilité des sols, la biodiversité végétale et le fonctionnement des écosystèmes. Il est affilié à l'Institut de recherche en biologie végétale de l'Université de Montréal et son département des sciences biologiques. Il est également affilé à la School of Plant Biology de l'University of Western Australia, où il était superviseur de doctorat du premier auteur de l'étude, Graham Zemunik.

Auteur: Internet

Info: avril 2015

[ végétaux ] [ interaction ]

intuition

Nouvelle de la Science, 23 Octobre 2007 : Comment gagner une élection ? En faisant une bonne première impression (en moins de 250 millisecondes).
Le jugement instantané des électeurs prévoit les gagnants des élections.
Compétent ? : Des étudiants qui ont jugé instantanément la compétence entre des paires de candidats au gouvernement ont montré que leurs choix prédisait les gagnants de l'élection réelle.
Hé, les candidats !!! Vous voulez gagner une élection ? C'est simple. Ayez juste l'air compétent - c'est égal si vous ne l'êtes pas. Un nouveau rapport confirme ce qui pourrait être le pire cauchemar de certaines personnes intéressées par la politique : le look est très important. Ainsi les chercheurs de l'université de Princeton ont demandé à des étudiants volontaires lequel parmi deux candidats dans une élection au gouvernement leur semblait le plus compétent. A la surprise des scientifiques, leurs sélections se sont avérées correspondre au choix des électeurs.
On a montré aux participants de l'étude des photos des gagnants et des perdants dans 89 élections politiques qui eurent lieu entre 1996 et 2002. Les sujets avaient 100 millisecondes, 250 millisecondes ou un temps illimité pour choisir le candidat qu'ils percevaient comme le plus compétent ; dans tous les cas ils devaient donner leur sentiment instinctif. Les choix des étudiants furent les gagnants des élections dans 64 pour cent des cas.
Dans une deuxième épreuve, on donna aux volontaires soit 250 millisecondes soit deux secondes de réflexion pour leurs décisions. Avec un plus grand temps de réflexion, les différentes réponses des étudiants devinrent de 5 à 7 pour cent moins prédictives, mais le taux global de succès a atteint jusqu'à 69.1 pour cent de moyenne. Dans une troisième expérience, utilisant des élections à venir, le groupe eut aussi de très bons résultats (68.6 pour cent quand on leur demanda de suivre leur première impulsion, mais en prenant autant temps qu'ils le voulaient pour répondre, leur permettant d'y réfléchir.
"Toute se passe dans les 250 premières millisecondes d'exposition, et après il ne se passe plus grand chose" dit Alexandre Todorov, professeur auxiliaire de psychologie et co-auteur de l'étude, qui est parue dans "Proceedings of National Academy of Sciences USA", notant que ces épreuves de 250-millisecondes eurent le plus grand des succès prédictif. Ajoutant : "s'il y a délibération, elles deviennent légèrement plus mauvaises. Cependant, les résultats sont toujours bien supérieurs à la chance pour détecter le gagnant."
Moshe Bar, principal chercheur du laboratoire visuel de Neurocognition de l'école de médecine de Harvard, indique que les impressions très rapides sont souvent plus appropriées aux jugements qui affectent la survie, comme si quelque chose que nous voyons pose une menace. "Je pense qu'il y a un répertoire de caractéristiques qui sont inscrites dans les dispositifs faciaux" dit-il. Bien que n'étant pas dans une logique de survie, nous faisons souvent des prévisions - par exemple quand à l'intelligence ou la capacité d'une personne pour gouverner - selon l'aspect de son visage. "Seulement pour nous protéger nous collons souvent à ces premières impressions" continue-t-il. "Nous tendons à nous tromper en modifiant plutôt rapidement notre avis, réalisant alors notre première impression était juste.

Auteur: Nikhil Swaminathan

Info: Fortean time

[ apparence ] [ choix ] [ première impression ] [ votations ]

intelligence artificielle

(FLP à concocté l'entame d'une nouvelle de science-fiction, et a demandé à Chatgpt de finir l'histoire. Il est prévu de lui soumettre chaque année la même tâche afin de voir si changements et améliorations sont notables)

"Il était une fois une planète lointaine dotée de deux soleils et trois lunes. On l'avait nommée Aarxx.

Un courageux groupe d'explorateurs, envoyés vers sur cette terre  inconnue, découvrit un monde grouillant de vie. Cependant, ils se rendirent vite compte que la différence de culture entre les observateurs humains  et la chose observée produisait une diffraction très désagréable. Particulièrement en ce qui concernait les tentatives avec les autochtones dominants, une race qui ressemblaient peu ou prou à des poulpes avec chaussures de ski.

Les explorateurs humains durent s'éloigner quelque peu afin de dissiper le malaise et mieux observer. Et  tenter de comprendre cet environnement étrange. Et, pourquoi pas, trouver moyen d'y survivre et de prospérer sans déranger cette vie si bizarre. Ils réalisèrent alors que le système du vivant de cette planète semblait reposer sur une une base biotique et bactérienne articulée autour de 5 paramètres fondamentaux... Ce qui n'avait en rien empêché l'émergence d'un environnement stable, avec des système de cellules se reproduisant et prospérant.

Il découvrirent petit à petit que les habitants de la planète avaient  développé  une culture et des coutumes propres sur pareil mode à cinq.

Cependant la déconnection fontamentale entre dualité humaine et pentatonisme local avait quelque chose d'infranchissable, elle instillait - au mieux du mieux - un malaise profond entre les deux espèces-mondes lors des tentatives de contacts.

Les explorateurs décidèrent d'explorer Aarxx plus en profondeur pour tenter de mieux comprendre cette intrication pentatonique si étrangère.

Pour découvrir que toute perturbation d'un d'entre les cinq pôles, surtout à l'échelle bactérienne,  était susceptible d'entraîner des répercussions allant jusqu'à contaminer l'ensemble de la planète. Il fut également révélé que les 5 paramètres n'avaient cessé de s'équilibrer depuis les premiers soubressauts, très loin dans le passé, de la vie locale."

(suite concoctée par Chatgpt)

Les courageux explorateurs se rendirent vite compte que le seul moyen de protéger Aarxx et ses habitants était d'apprendre à vivre en harmonie avec les cinq paramètres. Ils commencèrent à collaborer avec les habitants autochtones, leur apprenant l'importance des cinq paramètres et comment les utiliser à leur avantage.

Les explorateurs se rendirent également compte que la dualité entre l'observateur et la chose observée avait un effet profond sur la planète et ses habitants. Ils ont dû apprendre à s'adapter à ce nouvel environnement et à trouver un moyen de travailler ensemble afin de protéger la planète.

Les explorateurs ont collaboré avec les indigènes pour créer de nouvelles technologies permettant de protéger la planète et ses habitants. Ils ont également travaillé à la création d'une nouvelle forme de communication qui comblerait le fossé entre les deux cultures et leur permettrait de mieux se comprendre.

Grâce à leur travail acharné et à leur dévouement, les explorateurs et les indigènes ont finalement réussi à créer un environnement stable et pacifique pour Aarxx et ses habitants. Ensemble, ils ont trouvé un moyen de vivre en harmonie avec les cinq paramètres et de protéger la planète.

Auteur: Mg

Info: 5 février 2023, les échanges se sont fait en anglais, sachant que Chatgpt est le plus efficient dans cette langue

[ écriture ] [ créativité ] [ homme-machine ] [ expérience ]

hypothèse évolutive

Les concepts biosémiotiques de Marcello Barbieri explorent l'idée que les organismes vivants peuvent être considérés comme des systèmes de signes. Il suggère que les unités fondamentales de la vie sont sémiotiques, ce qui signifie que les organismes et leurs comportements peuvent être compris comme des processus d'interprétation et de production de signes.

Ainsi c'est un système où les organismes et leurs actions peuvent être considérés comme un langage. Tout comme nous interprétons et produisons des signes pour communiquer un sens, les êtres vivants font de même à travers leurs comportements et leurs interactions. Cette perspective nous aide à comprendre la vie comme un processus dynamique de communication et d'interprétation basé sur des signes.

Dans sa théorie biosémiotique Marcello Barbieri propose deux aspects fondamentaux : la copie et le codage.

1. La copie, qui désigne le processus par lequel l'information biologique est transmise d'une génération à l'autre. Elle implique la réplication et la transmission du matériel génétique, tel que l'ADN. Ce processus de copie assure le transfert des traits et des caractéristiques des parents à la progéniture.

2. Le codage, quant à lui, fait référence à la traduction de l'information génétique en caractères phénotypiques. Il implique le décodage et l'interprétation des instructions génétiques par la machinerie cellulaire pour produire des caractéristiques physiques et des comportements particuliers. Le processus de codage est responsable de la traduction de l'information génétique dans le développement et le fonctionnement des organismes.

Ces deux aspects fonctionnent ensemble dans la biosémiotique pour faciliter la transmission et l'expression de l'information génétique. La copie assure la continuité du matériel génétique d'une génération à l'autre, tandis que le codage permet de traduire l'information génétique en traits et comportements visibles c'est à dire qu'elles peuvent être considérées comme des signes qui transmettent des informations sur les processus internes de l'organisme et les interactions avec l'environnement. 

Il y a donc ici un lien entre la biosémiotique et l'épigénétique qui réside dans la manière dont ces deux concepts contribuent à notre compréhension de la transmission et de l'expression de l'information biologique.

L'épigénétique fait référence aux changements dans l'expression des gènes qui n'impliquent pas de modifications de la séquence d'ADN sous-jacente. Ces changements peuvent être influencés par divers facteurs tels que des indices environnementaux, des choix de mode de vie et des interactions sociales.

Changements épigénétiques qui peuvent donc être considérés comme une forme de transmission d'informations puisqu'ils influencent l'expression de l'information génétique, entraînant des modifications du phénotype d'un organisme. Ces changements peuvent ensuite être hérités d'une génération à l'autre ou se produire de manière dynamique au cours de la vie d'un individu.

Les modifications épigénétiques agissent essentiellement comme une couche d'information qui influence l'expression des gènes et peut réagir à l'environnement. Elles peuvent être considérées comme une forme de codage, où l'information génétique sous-jacente est "interprétée" et modifiée pour répondre à des circonstances changeantes.

En comprenant l'interaction entre les facteurs génétiques et épigénétiques, la biosémiotique offre un cadre permettant d'explorer la manière dont l'information est transmise, interprétée et exprimée aux niveaux génétique et épigénétique. Cela nous aide à saisir la complexité des systèmes biologiques et le rôle du traitement de l'information dans la formation de la variation phénotypique et de l'adaptation.

Auteur: chatGPT4

Info: août 2023

[ biophysique ] [ interactivité ]

nature

Le rôle écologique des espèces rares est unique
De nombreuses espèces rares jouent un rôle écologique unique, et sont, de ce fait, irremplaçables, même dans les écosystèmes les plus diversifiés de la planète. C'est ce que vient de montrer une équipe internationale menée par des chercheurs du CNRS, de l'Université Montpellier 2, de l'INRA, de l'EPHE et de l'IRD. À partir de données issues de trois écosystèmes très différents (récifs coralliens, prairies alpines et forêts tropicales), les scientifiques ont découvert que les fonctions écologiques uniques (comme une résilience exceptionnelle au feu et à la sécheresse) sont majoritairement portées par les espèces rares et sont donc particulièrement vulnérables à l'érosion de la biodiversité. Ces fonctions pourraient s'avérer cruciales pour le fonctionnement des écosystèmes en cas de changements environnementaux majeurs. Publiés le 28 mai 2013 dans la revue Plos Biology, ces travaux montrent que la sauvegarde de la biodiversité dans son ensemble est capitale pour la résilience et la survie des écosystèmes.
Les milieux où la biodiversité est élevée sont caractérisés par un grand nombre d'espèces rares, c'est-à-dire qui présentent une faible abondance locale ou une aire de distribution limitée. Leur importance fonctionnelle est souvent perçue comme secondaire: elles sont considérées comme ayant une influence mineure sur le fonctionnement des écosystèmes et comme n'offrant qu'une "assurance" écologique en cas de disparition d'espèces plus communes. Les travaux publiés dans Plos Biology viennent réfuter cette idée.
Les chercheurs se sont intéressés aux traits fonctionnels d'un très grand nombre d'espèces d'animaux et de plantes. Ces traits permettent, en écologie, de décrire une espèce: est-ce un animal carnivore ou herbivore, diurne ou nocturne, fouisseur ou volant ? Est-ce une plante résistante ou non à la sécheresse, cherchant ou pas la lumière directe, préférant les sols acides ou basiques ? L'ensemble des traits fonctionnels d'une espèce sous-tendent sa fonction écologique.
Les scientifiques ont ensuite testé l'hypothèse selon laquelle les espèces rares assureraient des fonctions originales dans les écosystèmes. Pour cela, ils ont croisé les informations biologiques et biogéographiques de 846 espèces de poissons de récifs coralliens, 2 979 espèces de plantes alpines et 662 espèces d'arbres tropicaux originaires de Guyane. Leur hypothèse s'est révélée juste: les espèces qui présentent des combinaisons exceptionnelles de traits fonctionnels et qui, par conséquent, jouent un rôle écologique unique, sont majoritairement des espèces rares.
Trois exemples permettent d'illustrer leurs résultats: la murène géante javanaise (Gymnothorax javanicus) se nourrit la nuit de poissons et invertébrés cachés dans les labyrinthes coralliens. Elle permet ainsi l'élimination de proies, souvent fragilisées, inaccessibles aux autres prédateurs. Le saxifrage pyramidal (Saxifraga cotyledon), une plante alpine, constitue quant à lui une ressource unique pour les pollinisateurs des parois rocheuses. La sapotacée Pouteria maxima, arbre massif de la forêt tropicale de Guyane, présente une exceptionnelle résilience au feu et à la sécheresse, ce qui permet la recolonisation par la forêt d'espaces dévastés par le feu. Ces espèces rares n'ont que peu d'équivalents fonctionnels dans leurs écosystèmes respectifs.
Portées par des espèces vulnérables, les fonctions uniques pourraient disparaître alors qu'elles peuvent s'avérer importantes pour le fonctionnement des écosystèmes en cas de changements environnementaux majeurs et déterminer leur résistance aux perturbations. Ainsi, ce travail souligne l'importance de la conservation des espèces rares et la nécessité de mener de nouvelles expérimentations permettant de tester explicitement l'influence de la rareté sur les processus écologiques.

Auteur: http://www.techno-science.net

Info: 30 mai 2013

[ survie ] [ harmonie ] [ sciences ] [ niches ]

nature

Pourquoi les espèces voisines ne mangent pas la même chose
Les espèces voisines consomment moins souvent les mêmes ressources que les espèces plus distantes. En effet, c'est la compétition pour les ressources, et non leur apparentement qui détermine les sources de nourriture des espèces d'une communauté. Sous l'effet de cette compétition, les espèces proches se sont spécialisées sur des ressources alimentaires différentes. Telle est la conclusion d'une étude menée par des chercheurs du CNRS, du Muséum national d'Histoire naturelle et de l'Université d'Exeter (Royaume-Uni). Ces travaux ont été obtenus en étudiant avec un niveau de détail hors du commun les interactions trophiques entre espèces au sein d'une prairie anglaise. Publiés le 20 juin 2013 dans la revue Current Biology, ils permettent de mieux appréhender l'évolution des communautés écologiques à l'heure où certaines sont bousculées par le changement climatique et l'arrivée d'espèces invasives.
En écologie, le paradigme actuel considère que les relations de parenté entre espèces détermine l'identité des partenaires avec lesquels les espèces interagissent: plus les espèces sont apparentées, plus elles ont de chances d'interagir avec les mêmes partenaires. Ainsi, d'après cette idée, deux espèces voisines devraient partager les mêmes prédateurs et les mêmes proies. Les récents travaux d'une équipe de chercheurs du CNRS, du Muséum national d'Histoire naturelle et de l'Université d'Exeter montrent que ceci n'est pas forcément exact. Pour la première fois, les scientifiques révèlent que si l'apparentement entre espèces détermine bien par qui les espèces sont mangées, c'est la compétition pour les ressources, et non le degré de parenté, qui détermine de quoi les espèces se nourrissent.
Pour arriver à cette conclusion, ils ont utilisé une série d'observations menées pendant plus de dix ans dans une prairie du sud-est de l'Angleterre. Réalisées avec un degré de détail extraordinaire, ces observations ont permis d'établir les interactions entre une centaine d'espèces situées sur quatre niveaux trophiques: des plantes (23 espèces), des pucerons se nourrissant de celles-ci (25 espèces), des guêpes qui pondent leurs oeufs dans le corps des pucerons (22 espèces), et d'autres guêpes qui pondent leurs oeufs dans les larves des guêpes précédentes au sein des pucerons (26 espèces).
Les chercheurs ont montré que deux espèces voisines de puceron par exemple, sont généralement la proie des mêmes espèces de guêpe. C'est donc bien l'apparentement des espèces qui détermine l'identité de leurs prédateurs. En revanche, ces deux espèces de pucerons voisines ne se nourrissent pas forcément des mêmes plantes. En remontant la chaîne alimentaire, les scientifiques ont observé que les guêpes les plus apparentées avaient peu de chances de se nourrir des mêmes espèces de pucerons. Ceci s'explique par le fait que sous la pression de la compétition pour les sources de nourriture, les espèces voisines diversifient leur alimentation, ce qui a pour effet de réduire la compétition. Obtenir cette conclusion a été possible grâce au niveau de détail des observations réalisées, permettant de révéler les dynamiques d'échelle très locale.
À l'heure où le réchauffement climatique déséquilibre les communautés et où de nombreuses espèces envahissent des écosystèmes auxquels elles étaient étrangères, ces conclusions sont à prendre en compte si l'on veut prédire les nouvelles interactions qui résulteront de ces changements. En effet, ces résultats montrent que les ressources consommées par une espèce qui intègre la communauté ne peuvent pas être prédites par ses relations de parenté avec les espèces déjà présentes.

Auteur: Internet

Info: Dirk Sanders

[ équilibre ] [ harmonie ] [ adaptation ]

animal-minéral

Des progrès dans la compréhension de la biominéralisation par une nouvelle microscopie X

Chez les organismes vivants, les processus de biominéralisation régulent la croissance des tissus minéralisés, tels que les dents, les os, les coquilles… Ces procédés restent fascinants à étudier pour une meilleure compréhension du monde naturel qui nous entoure et de sa diversité, d'autant plus que ces recherches peuvent contribuer à l'élaboration de procédés biomimétiques pour la réalisation de nouveaux matériaux.

Une équipe interdisciplinaire française, à laquelle participe l'équipe du LIONS de l'UMR NIMBE, s'est intéressée à la bio-formation du carbonate de calcium, dont la structure complexe est encore largement incomprise. La texture complexe de matériaux naturels, observés auprès du synchrotron de l'ESRF par une méthode originale de diffraction de rayons X développée par l'Institut Frenel, est décrite et les résultats publiés dans la revue "Nature Materials". Un point de départ pour comprendre l'élaboration de ce composé, et définir les conditions physiques, chimiques et biologiques nécessaires pour produire de façon synthétique ce type de biominéraux.

La compréhension en sciences des matériaux, paléoclimatologie et sciences de l’environnement des phénomènes de biominéralisation ouvrent des perspectives fascinantes et attirent nombre de chercheurs. Le carbonate de calcium en est une bonne illustration : les théories issues de la cristallisation classique ne peuvent expliquer la formation des structures biominérales calcaires extrêmement complexes, telles que celles observées chez l’oursin ou l’huître perlière par exemple. La formation de ce constituant majeur de la croute terrestre reste ainsi encore largement incomprise.

L’étude, menée par une équipe interdisciplinaire française et publiée dans la revue Nature Materials, exploite une nouvelle microscopie en rayons X permettant de révéler les spécificités structurales du biominéral. Elle conduit à l’identification de modèles probables de biominéralisation.

L’approche développée par cette équipe est motivée par une contradiction apparente : tandis que les espèces vivantes capables de cristalliser le carbonate de calcium produisent une remarquable diversité architecturale aux échelles macro et micrométriques, à l’échelle sub-micrométrique, la structure biominérale se caractérise au contraire, par l'observation constante d'une même structure granulaire et cristalline. Par conséquent, une description des caractéristiques cristallines à cette échelle "mésométrique", c'est-à-dire, à l’échelle de quelques granules (50-500 nm), est une clé pour construire des scénarios réalistes de biominéralisation. C’est également une difficulté majeure pour la microscopie, puisqu’aucune des approches expérimentales actuellement utilisées (électroniques, X ou visibles) n’est capable d’y accéder.

Grâce à la nouvelle approche de microscopie X en synchrotron, la ptychographie de Bragg, développée en 2011 par l’Institut Fresnel, il a été possible de révéler les détails tridimensionnels de l'organisation méso-cristalline des prismes de calcite, les unités minérales constituant l’extérieur de la coquille de l’huître perlière. Bien que ces prismes soient habituellement décrits comme des mono-cristaux "parfaits", il a été possible de mettre en évidence l'existence de grands domaines cristallins d’iso-orientations et d’iso-déformations, légèrement différents les uns des autres. Ces résultats entièrement originaux plaident en faveur de chemins de cristallisation non classiques, comme la fusion partielle d’un ensemble de nanoparticules primaires ou l’existence de précurseurs de type liquides.

Ce résultat a été obtenu dans cadre d’un programme de recherche à 4 ans financé par l’ANR (ANR-11-BS20-0005). Il constitue le point de départ d’un projet ERC Consolidator (#724881), qui a pour objectif d’établir les conditions physiques, chimiques et biologiques nécessaires pour produire des biominéraux synthétiques à la demande.

Auteur: Internet

Info: Réf :  F. Mastropietro, P. Godard, M. Burghammer, C. Chevallard, J. Daillant, J. Duboisset, M. Allain, P. Guenoun, J. Nouet, V. Chamard, Revealing crystalline domains in a mollusc shell “single-crystalline” prism, Nature Materials (2017). Communiqué CNRS/INSIS : "Une nouvelle microscopie éclaire la formation des biominéraux", 1er sept 2017

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