nanomonde

Une découverte pourrait bouleverser un principe fondamental de la physique des particules 

L’une des règles fondamentales qui régissent le champ de la physique explique que les particules de charges opposées vont s’attirer, tandis que celles dont la charge est identique vont se repousser. Un principe qui, en réalité, peut être démenti, comme le dévoilent des chercheurs de l’université britannique d’Oxford dans une récente étude.

La science physique est régie par un certain nombre de règles fondamentales. L’un de ces principes établit que les particules peuvent être dotées d’une charge positive ou négative, qui va dicter leur comportement en présence d’autres particules.

Ainsi, si vous mettez en présence deux particules qui ont des charges opposées, elles vont s’attirer. En revanche, celles qui possèdent la même charge vont se repousser. Cette force électrostatique, connue sous le nom de "loi de Coulomb", se fait plus forte au fur et à mesure que la charge totale augmente et que les particules se rapprochent.

Néanmoins, des chercheurs de l’université d’Oxford (Royaume-Uni) ont récemment découvert que, dans certaines circonstances, les particules pouvaient attirer celles de la même charge. Ces exceptions ont été évoquées dans une étude parue le 1er mars dans la revue scientifique Nature Nanotechnology.

Une nouvelle force d’attraction découverte

Dans le détail, les scientifiques qui ont pris part à cette étude ont appris qu’il existait des particules chargées qui, lorsqu’elles se retrouvent en suspension dans certaines solutions, vont attirer des particules de même charge. Il arrive même que cela se produise sur des distances relativement longues, précisent les experts, qui ont aussi remarqué que les particules chargées positivement et négativement se comportaient différemment selon les solutions.

L’équipe, qui a réalisé divers tests, a mis en suspension des microparticules de silice chargées négativement dans l’eau. Une opération qui a démontré aux spécialistes que, sous un certain niveau de pH, ces particules pouvaient s’attirer les unes les autres pour former des amas de forme hexagonale. Un constat qui, a priori, viole le principe électromagnétique de base selon lequel les particules de même charge sont répulsives à n’importe quelle distance.

La structure des solvants au cœur de cette étude

Dans un second temps, les universitaires ont décidé d’étudier cet effet en adoptant une autre stratégie. Cette fois-ci, ils ont eu recours à une théorie des interactions interparticulaires qui prend en compte la structure du solvant. Cette technique s’est avérée payante, puisqu’ils ont mis au jour une nouvelle force d’attraction, capable de vaincre la répulsion électrostatique.

Or, ce n’était pas le cas en ce qui concerne les particules de silice aminée chargées positivement. Quel que soit le pH, cette interaction reste en effet répulsive dans l’eau. Les chercheurs, désireux de savoir s’il était possible d’inverser la situation, ont découvert qu’en utilisant un solvant différent (des alcools, en l’occurrence), les particules négatives restaient répulsives, tandis que les particules chargées positivement se regroupaient.

Aux yeux des auteurs de cette étude, ces enseignements sont tout sauf anecdotiques. Ils pourraient, en effet, inciter leurs pairs à repenser considérablement les hypothèses formulées à ce jour dans ce domaine. Ces apprentissages pourraient également être mis en pratique dans le champ de la chimie et intervenir dans divers processus, tels que l’autoassemblage, la cristallisation et la séparation de phases. 

Auteur: Internet

Info: Sur geo.fr, Charline Vergne, 5 mars 2024

[ aimantation ] [ renversement ]

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 ]

monades et leur limites

Un peu de science-fiction pour présenter/entamer cette chaine. 

Tout d'abord il y a ici un problème de point de vue. D'où parle le créateur lecteur de cette chaine FLP ? A l'évidence il le fait depuis le sol terrestre, armé de ses sens, de la logique, et du langage, tous fortement grégaires, de son époque. Il sait qu'il n'est qu'un produit de tout ceci. 

Donc, avec le temps, les explorations multiples et tout le recul qu'il en acquiert, ces outils lui paraissent limitants.

Et puis, Internet aidant, il y a accès à de multiples sites/vidéos/témoignages, qui parlent d'autres réalités, mondes parallèles, mentaux, éthériques... Appelez-les comme vous voulez, ces autres dimensions, elles aussi fortement imprégnées par la culture de ceux qui en font témoignages, et donc sujettes à caution, voire peut-être plus à interpréter comme les projections de la singularité de chaque conteur-univers. Ici apparait une fois encore le tropisme humain, qui consiste à vouloir analogiser, catégoriser, conforter, etc. bref à développer des modèles rassurants. 

Mais oublions cela.

Ces autres réels permettent, même si c'est fortement virtuel, de se placer d'un point de vue d'où notre "réalité consensuelle humaine" peut être appréhendée avec un plus de distanciation. 

Et ça c'est bien sympatoche. 

Ainsi, bien calés depuis cette nouvelle perspective, on peut y aller avec des questions qui, n'en doutons pas, donneront à beaucoup une forte "impression d'olé olé". Et alors ?

Donc : est-ce qu'il existe une limitation personnelle, plus qu'une limitation d'espèce ? Quelle est la part limitative de l'individu au sein de sa race ?  Si nous sommes tous quelque part connectés à ce qu'on nommera au-delà, ceci via un "higher self", ce dernier est-il  limité à l'akashique Gaïa ? (ce qui est mon impression personnelle au passage) 

Autrement dit : les limitations se transcendent-elles mieux, ou plus facilement, au niveau personnel ou au niveau collectif ?... 

Exprimé différement : s'il existe un "Moi supérieur" métempirique, mieux averti, hyper conscient ou autre... est-il autant éloigné des autres "Moi supérieurs" que les "petits moi-ego" humains le sont entre eux à notre niveau inférieur ?

D'un point de vue astral élargi on pourrait aussi le formuler comme ceci : quelles sont les analogies entre mondes à basses vibrations (planétaires ?) et ceux dépeints comme "mondes supérieurs ou mondes à plus hautes vibrations", ces derniers étant par définition beaucoup plus vastes, plus élargis... plus ouverts. 

D'où, au-delà de ce questionnement quant aux éloignements des entités entre elles, cette question : s'il existe des analogies entre les divers niveaux vibratoires, planètes, univers... quelles sont elles ?

Et, pour pousser le bouchon plus au large : qu'en est-il alors de ceux aptes à se déplacer entre les couches, verticalement, pour autant que ce terme puisse avoir un sens ? 

Les anges en sont parait-il, même si les sources indiquent - par exemple - que notre niveau vibratoire pris à son plus haut point possible reste comme situé au fond d'un abime très difficilement accessible (trop bas) pour un ange. 

Bref tout ceci est bien amusant, et permet de tenter, humblement et sémantiquement, de tatouiller des limites qui semblent bien être celles de nos perceptions... et puis, de nos langages.

Auteur: Mg

Info: 26 août 2020

[ extrapolations ] [ prospectives ] [ anticipation ] [ moi miroir ] [ point de singularité ]

interrogations

Lorsqu'Einstein réfléchissait à un problème, il estimait toujours nécessaire de formuler ce sujet de manières aussi diverses que possible, afin pouvoir en adapter la présentation et la rendre compréhensible pour des personnes habituées à des modes de pensée dissemblables et à des parcours éducatifs différents.

Avec FLP nous tentons de nous inspirer de tout, de ce qui précède bien sûr, mais aussi de cette progression : Euclide pensa à partir de la surface, Newton, de la matière, Einstein, de la lumière...

Et bien FLP veut s'amuser à le faire à partir de l'esprit, c'est à dire s'essayer à l'extension-compréhension de notre perspectivisme-anthropique-miroir.

Tout ceci organisé de manière orthogonale, à savoir que chaque individu tente de frotter-intégrer sa singularité infime... dans le corpus linguistique général humain.  Et puis, avec l'aide des chatbots, on va s'apercevoir d'une intrication récurrente langage - mathématique, ce qui est déjà le cas à partir des années 2020.

Voici quelques idées qui, en conservant une ouverture absolue, tendent vers ce concept : 

- Les hommes, structures organiques à la pensée analogique, fonctionnent avec des mots-univers, symboles miroirs, vus par un système AI numérique comme des vecteurs polysémiques (sphères sans fond ? n dimensions ?). 

- Chaque mot-système-univers, plus ou moins fermé en fonction du contexte et de qui le manipule, est aussi une structure autonome + ou - durable. Exemples au hasard : Gaïa, le soleil, le requin, les fougères, la culture humaine, un atome... l'écriture, une route, etc. Termes qui renferment tous, de fait, l'entière évolution cosmique qui les précède. Chacun étant à comprendre/interpréter/intégrer au milieu de mélanges de cycles variés-variables... vus-codés par des observateurs variés-variables aussi. Observateurs pareillement issus de systèmes variés et variables.  Nous avons donc : 

- Des priméïté interprétées par des secondéités qui produisent des tiercités-codages, avec rocades multiples possibles entre ces trois acteurs. Merci Charle Sanders Pierce.

- Les codages-transcriptions des perceptions-représentations-structures de l'observateur, suite aux contacts avec ce qui constitue son "1er LIVRE"... Contacts qui constituent des tiercités qui avec le temps constituent et développent un "2e LIVRE", pensées communautaires, religions, philosophies, etc. 

Et maintenant arrivent les bots dialoguants, IA aptes à réfléchir et raisonner, mais à partir de ce second ouvrage seulement, sans sensibilité, peur de la mort, etc... tous sur base de logique binaire. Alors que le premier livre, minéral-organique, semble fondé sur la tétravalence.

- Pour FLP, les secondéités, individus qui transposent, existent via leurs patronymes. Elles sont de fait des mots-univers-personnalités, ci-nommées : secondéités médium. 

Questions :

a) comment au milieu de tout cela modéliser, structurer et créer une classification diachronique orthogonale afin de constituer de nouveaux et plus efficients corpus ?        

b) comment situer-imaginer une éventuelle extension de ce système-structure autonome vu que le fond "créatif" unique que nous pensons connaître est celui schématisé par l'interaction terre-soleil, avec la gravitation et le cycle de l'eau, d'où nous sommes issus ? 

Réponse : imaginer-construire-développer un autre système autonome de ce genre, mais sur des bases différentes (par exemple : trois soleils, un autre base chimico organique ?...) et essayer de construire quelques idées sémiotiques, linguistiques, syntaxiques ou autres... susceptibles d'aider à une communication entre des êtres issus de ces deux systèmes distincts. 

Auteur: Mg

Info: fév. 2024

[ prospectives ] [ xéno-communication ] [ exolinguistique ] [ au coeur de FLP ]

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 ]

santé

Anorexie : une nouvelle étude montre que les causes ne sont pas seulement psychologiques

Des chercheurs d'une université de Caroline du Nord ont récemment examiné près de 17 000 personnes souffrant d'anorexie et ont prouvé, dans une étude publiée dans Nature Genetics, que l'anorexie mentale était un trouble non plus seulement psychiatrique mais "métabo-psychiatrique".

Atlantico.fr : En quoi les résultats apportés par cette étude sont-ils nouveaux et révolutionnaires ? Quelles informations inédites apportent-ils sur l'anorexie ?

Corinne Chicheportiche-Ayache : L’anorexie était considérée jusqu’à présent comme une pathologie essentiellement d’ordre mentale. Les facteurs prédisposant au développement de ce trouble seraient socio-culturels, psychologiques et potentiellement génétiques. En pratique, la peur intense de prendre du poids ou la volonté d’en perdre, associée à une distorsion plus ou moins importante de l’image corporelle conduit à la mise en place de mécanismes d’hypercontrôle du poids allant de la restriction (quantitative mais aussi qualitative : Tri des aliments) jusqu'à la régulation (vomissements, hyperactivité physique, recours aux diurétiques ou aux laxatifs). Ce que met en évidence cette étude c’est que le trouble serait en fait une association complexe d’un trouble mental et d’un trouble métabolique. Certaines particularités génétiques favoriseraient la capacité de l’organisme à lutter contre la faim ! En fait, le fonctionnement physiologique régule naturellement la perte de poids par des signaux favorisant l’appétit pour lutter contre cette dernière ; il semblerait que ces signaux soient dysfonctionnels dans le cas de l’anorexie.

Atlantico.fr : Selon cette même-étude, les troubles de l'anorexie mentale se confondent avec d'autres désordres psychiatriques comme le trouble obsessionnel-compulsif, la dépression, l'anxiété etc. Dans ce cas, comment reconnaître une anorexie mentale et lutter efficacement contre ?

R: Ce n’est pas tant que l’anorexie se confond avec d’autres désordres psychiatriques. C’est que l’anorexie peut être associée à des troubles de la personnalité, de l’humeur, phobiques, des troubles obsessionnels-compulsifs ou addictifs. Le suivi réalisé avec le psychiatre permettra de mieux définir les éventuels troublés associés. Ce qui définit l’anorexie mentale c’est tout abord la peur démesurée de prendre du poids ou la volonté d’en perdre. Elle se traduit donc par une perte importante du poids ou une incapacité à en prendre associée à une lutte active contre la faim et à des conduites de contrôle (restrictives ou purgatives) ainsi qu’à des complications cliniques telles que l’aménorhée, arrêt des règles par atteinte de l’axe hypothalamo-hypophysaire) mais aussi des carences ou de la dénutrition, des atteintes osseuses, hématologiques, etc..

Atlantico.fr : Quelles sont les impacts et les conséquences de cette étude ? Si l'anorexie n'est plus seulement un trouble psychiatrique, quelles thérapies deviennent obsolètes et quels traitements deviennent nécessaires ?

R : A ce stade, il est trop tôt pour évaluer précisément les conséquences de ces résultats. Ces résultats sont prometteurs mais ne remettent absolument pas en question la prise en charge actuelle de cette pathologie. Rappelons que c’est la pathologie psychiatrique qui entraîne le plus de conséquences somatiques. Elle concerne 0,5% des adolescentes. Le traitement associe un suivi nutritionnel sérieux (hospitalier dans les cas les plus sévères) à une prise en charge psychiatrique (psychothérapies diverses individuelles et/ou familiales, traitements médicamenteux, etc…) destiné à retrouver un poids corporel selon un contrat thérapeutique établi avec la patiente. Les traitements actuels ne sont donc pas remis en question. Cette étude ouvre potentiellement la voie à des futurs traitements régulant le dysfonctionnement métabolique.

Auteur: Internet

Info: https://www.atlantico.fr, Avec Corinne Chicheportiche-Ayache, 19 juillet 2019

[ problème métabolique ]

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

[ évolution ] [ niveaux intermédiaires ] [ méta-moteur ]

microbiote

Le plus grand écosystème microbien du monde découvert sous la croûte terrestre
Des millions d’espèces microbiennes ont été découvertes par un conglomérat de 1 200 scientifiques, composé de géologues, de chimistes, de physiciens et de microbiologistes originaires de 52 pays. Leurs travaux ont été publiés lundi 10 décembre à l’occasion du sommet américain de géophysique à Washington. Pendant 10 ans, ils ont réalisé des centaines de forages, parfois à 5 kilomètres de profondeur sous la croûte terrestre et sous la mer. Ils y ont découvert un monde insoupçonné qui comprend des membres des trois domaines biologiques : les bactéries, les archées et les eucaryotes. Cette découverte vient questionner nos certitudes sur la formation de la vie sur Terre et ailleurs.

Une population aussi diversifiée que celle d'Amazonie
Nous sommes près de 7 milliards d’êtres humains mais nous ne représentons qu’une toute petite partie de la vie sur Terre. L’écosystème découvert par les scientifiques atteint un volume de près de deux fois celui de nos océans et un poids équivalent à une vingtaine de milliards de tonnes, soit beaucoup plus que le poids total de l’humanité. Sa diversité est comparable à celle de l’Amazonie. Ces millions de microbes "vivent partout dans les sédiments" explique Fumio Inagaki de l'agence japonaise pour les sciences marines et de la terre. "Ce sont de nouvelles branches dans l'arbre de la vie qui existent sur Terre depuis des milliards d'années, sans qu’on ne les ait jamais remarquées" ajoute Karen Lloyd de l'université du Tennessee. Une grande partie de la vie se trouverait donc à l'intérieur de la Terre plutôt qu'à sa surface et ces microbes "souterrains" représentent, selon les scientifiques, 70 % de la totalité de ces populations.

Un monde à part
Une telle découverte est souvent accompagnée de son lot d’énigmes et cette biosphère remet en cause de nombreuses certitudes que nous avons sur la vie. Ces microbes sont en effet très différents de leurs cousins vivant en surface. Ils vivent dans des milieux extrêmes très sombres et très chauds. "Leur source d'énergie n'est pas le Soleil et la photosynthèse. Ici, ce qui fait démarrer leurs communautés, c'est la chimiosynthèse. Ils tirent leur énergie des roches qui s'altèrent" explique Bénédicte Menez, responsable de l'équipe géomicrobiologie à l'Institut de Physique du Globe de Paris.

Leur rapport au temps est également différent. Alors qu’à la surface, nous dépendons de cycles relativement rapides, réglés sur le Soleil et sur la Lune, ces organismes souterrains font partie de cycles lents à l'échelles des temps géologiques, et ne dépendent pas de notre étoile. Certaines espèces vivent en effet depuis des milliers d’années et sont à peine en mouvement, excepté en cas de déplacement des plaques tectoniques ou d’éruptions. Les scientifiques ne comprennent pas leur mécanisme de survie à long terme : "Ils sont là et attendent…" conclut un scientifique.

La découverte de cette biosphère pose la question même de l'origine de la vie sur Terre : la vie a-t-elle commencé dans les profondeurs de la Terre pour ensuite migrer vers le Soleil, ou a-t-elle commencé à la surface pour ensuite migrer vers le bas ? Et comment ces microbes survivent-ils au manque de nutriments et aux conditions extrêmes ? Pour Robert Hazen, minéralogiste à la Carnegie Institution for Science, si "la vie sur Terre peut être si différente de ce à quoi nous sommes habitués, quelle étrangeté pourrait nous attendre en cherchant la vie dans d'autres mondes ?"

Auteur: Internet

Info: https://www.nationalgeographic.fr, trad Arnaud Sacleux , nov 2019

[ énigme ]

interdépendance

Complexité des écosystèmes: un gage de résilience face au changement
Le fonctionnement d'un écosystème s'articule autour de relations de natures diverses entre une myriade d'espèces. Identifier de manière exhaustive ces interactions et le rôle qu'elles jouent dans le fonctionnement d'un écosystème demeure toutefois peu évident.
Dans une étude publiée récemment dans PLos Biology, une équipe internationale menée par deux chercheurs de l'Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (ISEM, CNRS / IRD / EPHE) et du Laboratoire Biométrie et Biologie Evolutive de Villeurbanne (CNRS / Université de Lyon) a pu étudier l'ensemble des relations trophiques* et non-trophiques entre les espèces présentes dans la zone de balancement des marées de la côte centrale du Chili.
Ce travail inédit, basé sur la modélisation mathématique des réseaux, montre que ces interactions sont fortement structurées selon une organisation qui assure la résilience de la communauté. Il confirme ainsi l'importance de prendre en compte la diversité des relations interspécifiques d'un écosystème pour prévoir ses réactions face à des perturbations de grande ampleur comme le changement climatique.
La plupart des travaux scientifiques qui s'intéressent au fonctionnement des milieux naturels se sont jusqu'ici focalisés sur les relations trophiques entre les espèces qui les composent. Or d'autres formes d'interactions comme le mutualisme ou la compétition pour l'espace semblent jouer un rôle tout aussi important. Ces relations non-trophiques sont pourtant rarement prises en compte dans les études portant sur les réseaux écologiques.
Avec l'aide des scientifiques chiliens du Center for Marine Conservation et du Center for Applied Ecology and Sustainability, qui analysent depuis plusieurs décennies les interactions entre les espèces qui peuplent la côte du centre du Chili, des chercheurs français et américains sont parvenus à visualiser pour la première fois un réseau écologique dans toute sa complexité. "En traitant l'importante masse de données collectée par nos collègues chiliens à l'aide de puissants outils de modélisation statistique des réseaux, nous avons pu dresser une cartographie précise des relations s'établissant entre les 106 espèces qui peuplent cette zone intertidale", détaille Sonia Kéfi, chercheuse en écologie à l'Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier et cosignataire de l'article.
Les scientifiques ont ainsi constaté que les interactions non-trophiques comme la compétition pour l'espace ou la création d'habitats étaient deux fois plus nombreuses que celles correspondant à la consommation directe d'autres organismes. L'équipe a ensuite réparti les 106 espèces impliquées dans ces interactions en différents groupes au sein desquels les espèces sont très proches sur le plan taxonomique. Chacun d'eux rassemblait des organismes entretenant le même genre de relations avec les autres êtres vivants de la zone de balancement des marées.
A partir de cette représentation simplifiée du fonctionnement de l'écosystème, les chercheurs ont élaboré un système dynamique simulant l'évolution de sa biomasse totale et de sa biodiversité en fonction de l'organisation initiale de ce réseau d'interactions. "Lorsque nous introduisions de l'aléatoire dans la structure du réseau, nous observions à chaque fois une diminution de ces deux variables au cours du temps, détaille Sonia Kéfi. La structuration observée dans la nature conduisait quant à elle au maintien de la biodiversité et à une biomasse totale élevée."
Les résultats de cette étude mettent ainsi en avant l'importance de la complexité des relations entre les espèces qui composent une communauté écologique. A l'avenir, ce genre de travaux devrait aider à mieux comprendre la réaction des écosystèmes face à des perturbations comme le changement climatique ou l'exploitation, par l'Homme, des ressources naturelles.

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Info: http://www.techno-science.net, Vie et Terre, Posté par Isabelle, Lundi 19/12/2016,*qui concerne la nutrition des organes et des tissus -

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