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

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

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.

Auteur: Internet

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 -

[ complémentarité ] [ biotope ]

messagers chimiques

Le flux* est une réponse extrêmement puissante aux événements extérieurs et nécessite un ensemble extraordinaire de signaux. Le processus inclut la dopamine, qui fait plus qu'ajuster les rapports signal/bruit. Sur le plan émotionnel, nous ressentons la dopamine sous forme d'engagement, d'excitation, de créativité et de désir d'étudier le monde et de lui donner un sens. Sur le plan de l'évolution, elle remplit une fonction similaire. Les êtres humains sont câblés pour l'exploration, pour repousser les limites : la dopamine est en grande partie responsable de ce câblage. Cette substance neurochimique est libérée chaque fois que nous prenons un risque ou que nous rencontrons quelque chose de nouveau. Elle récompense le comportement exploratoire. Elle nous aide également à survivre à ce comportement. En augmentant l'attention, le flux d'informations et la reconnaissance des formes dans le cerveau, ainsi que le rythme cardiaque, la pression artérielle et la synchronisation des tirs musculaires dans le corps, la dopamine est également un formidable stimulant des compétences. La norépinéphrine fournit un autre stimulant. Dans le corps, elle accélère le rythme cardiaque, la tension musculaire et la respiration, et déclenche la libération de glucose pour nous donner plus d'énergie. Dans le cerveau, la norépinéphrine augmente l'éveil, l'attention, l'efficacité neuronale et le contrôle émotionnel. Dans le flux, elle nous permet de rester concentrés sur notre objectif et de tenir les distractions à distance. En tant qu'inducteur de plaisir, si l'analogue de la dopamine est la cocaïne, celui de la noradrénaline est le speed, ce qui signifie que cette amélioration s'accompagne d'un véritable "high". Les endorphines, notre troisième conspirateur, sont elles aussi très stimulantes. Ces opiacés naturels "endogènes" (c'est-à-dire naturellement internes au corps) soulagent la douleur et procurent du plaisir, tout comme les opiacés "exogènes" (ajoutés à l'extérieur du corps) tels que l'héroïne. Ils sont également puissants. L'endorphine la plus couramment produite est 100 fois plus puissante que la morphine médicale. Le neurotransmetteur suivant est l'anandamide, qui tire son nom du mot sanskrit signifiant "félicité", et ce pour une bonne raison. L'anandamide est un cannabinoïde endogène, dont l'effet est similaire à l'effet psychoactif de la marijuana. Connue pour apparaître dans les états de fluidité induits par l'exercice (et soupçonnée dans d'autres types d'états), cette substance chimique élève l'humeur, soulage la douleur, dilate les vaisseaux sanguins et les bronches (facilitant la respiration) et amplifie la pensée latérale (notre capacité à relier des idées disparates entre elles). Plus important encore, l'anandamide inhibe également notre capacité à ressentir la peur, voire, selon des recherches menées à Duke, facilite l'extinction des souvenirs de peur à long terme. Enfin, à la fin d'un état de flux, il semble également (d'autres recherches doivent être menées) que le cerveau libère de la sérotonine, la substance neurochimique aujourd'hui associée aux ISRS comme le Prozac. "C'est une molécule qui aide les gens à faire face à l'adversité", a déclaré Philip Cowen, de l'Université d'Oxford, au New York Times, "à ne pas perdre la tête, à continuer et à essayer de tout arranger". Dans le flux, la sérotonine est en partie responsable de l'effet de rémanence, et donc à l'origine d'une certaine confusion. "Beaucoup de gens associent directement la sérotonine au flux, explique Michael Gervais, psychologue spécialisé dans les hautes performances, mais c'est à l'envers. Le temps que la sérotonine arrive, l'état a déjà eu lieu. C'est le signe que les choses touchent à leur fin, et non qu'elles commencent". Ces cinq substances chimiques constituent le puissant cocktail du flux. Seuls, ils ont du punch, mais ensemble, ils ont du punch".

Auteur: Kotler Steven

Info: The Rise of Superman : Decoding the Science of Ultimate Human Performance *Le livre explore l'état de conscience connu sous le nom de « flux », un état optimal dans lequel les humains fonctionnent et se sentent mieux.

[ hormones du bonheur ] [ connectrices ] [ régulatrices ]

exobiologie

Une nouvelle étude suggère que la vie extraterrestre pourrait ne pas être basée sur le carbone

L’étude de l’autocatalyse* permet de mieux cerner la potentialité de la vie au-delà des formes carbonées que nous connaissons. De récentes recherches mettent en lumière l’existence de cycles autocatalytiques inorganiques, suggérant la possibilité de formes de vie dans des environnements abiotiques. Ces avancées élargissent le champ des possibles en astrobiologie, incitant à repenser les critères de la vie dans notre quête extraterrestre.

Aux vues de la multitude d’études, la quête visant à comprendre les origines de la vie et son existence potentielle au-delà de notre planète est un enjeu central de la recherche scientifique contemporaine. Ce sujet, loin d’être un simple exercice de spéculation, interroge nos connaissances fondamentales en biologie, chimie et astrobiologie.

Dans ce contexte, l’étude de l’autocatalyse, mécanisme réactionnel où le produit final agit comme catalyseur, offre un nouveau regard sur les mécanismes qui pourraient permettre l’émergence de la vie dans des environnements inorganiques et abiotiques. Les recherches récentes menées par des scientifiques de l’Université du Wisconsin-Madison explorent cette possibilité, élargissant ainsi le spectre de recherche en envisageant des formes de vie extraterrestres non basées sur le carbone. Les résultats sont publiés dans la revue Journal of the American Chemical Society.

Diversité chimique et origine de la vie

Betül Kaçar, astrobiologiste soutenu par la NASA, professeur de bactériologie à l’UW-Madison et auteur principal de l’étude, explique dans un communiqué : " L’origine de la vie est un processus ne partant de rien. Mais il ne peut pas se produire qu’une seule fois. La vie se résume à la chimie et aux conditions qui peuvent générer un schéma de réactions auto-reproductibles ".

Les réactions chimiques qui produisent des molécules encourageant la même réaction à se reproduire encore et encore sont appelées réactions autocatalytiques. Zhen Peng, chercheur postdoctoral au laboratoire Kaçar, et ses collaborateurs, ont compilé 270 combinaisons de molécules — impliquant des atomes de tous les groupes et séries du tableau périodique — avec le potentiel d’autocatalyse soutenue.

(Photo : Schéma explicatif des réactions autocatalytiques. )

Ces cycles sont particulièrement remarquables car ils ne dépendent pas de molécules organiques, contrairement aux formes de vie connues sur Terre, qui sont principalement basées sur le carbone. Kaçar souligne : " On pensait que ce genre de réactions était très rare. Nous montrons que c’est en réalité loin d’être rare. Il suffit de chercher au bon endroit ".

Les chercheurs ont concentré leurs recherches sur ce que l’on appelle les réactions de proportionnalité. Dans ces réactions, deux composés comprenant le même élément avec un nombre différent d’électrons (ou états réactifs) se combinent pour créer un nouveau composé dans lequel l’élément se trouve au milieu des états réactifs de départ.

Pour être autocatalytique, le résultat de la réaction doit également fournir des matières premières pour que la réaction se reproduise, de sorte que le résultat devient un nouvel intrant, explique Zach Adam, co-auteur de l’étude. Les réactions de proportionnalité aboutissent à des copies multiples de certaines des molécules impliquées, fournissant ainsi des matériaux pour les prochaines étapes de l’autocatalyse. " Chaque fois qu’un cycle est effectué, au moins une sortie supplémentaire est produite, ce qui accélère la réaction et la rend encore plus rapide ", ajoute Adam.

Implications pour la recherche de signes de vie

La mise en évidence de cycles autocatalytiques inorganiques a jeté une lumière nouvelle sur les possibilités d’existence de la vie dans l’Univers. Cette avancée suggère que la vie, sous des formes inconnues et inorganiques, pourrait être présente dans une multitude d’environnements extraterrestres, y compris ceux qui sont radicalement différents de la Terre et qui, jusqu’à présent, étaient considérés comme inhospitaliers. 

Auteur: Internet

Info: https://trustmyscience.com/ - Laurie Henry·29 septembre 2023 - * réaction autocatalytique est une réaction chimique dont le catalyseur figure parmi les produits de la réaction.

[ astrobiologie ]

biogenèse

La durée des réponses épigénétiques qui sous-tendent l'héritage transgénérationnel est déterminée par un mécanisme actif reposant sur la production de petits ARN et la modulation de facteurs ARNi, dictant si les réponses ARNi* ancestrales seroent mémorisées ou oubliées.

Selon l'épigénétique - l'étude des changements héritables dans l'expression des gènes qui ne sont pas directement codés dans notre ADN - nos expériences de vie peuvent être transmises à nos enfants et aux enfants de nos enfants. Des études menées sur des survivants d'événements traumatiques suggèrent que l'exposition au stress peut effectivement avoir des effets durables sur les générations suivantes.

Mais comment exactement ces "souvenirs" génétiques sont-ils transmis ?

Une nouvelle étude de l'université de Tel Aviv (TAU), publiée la semaine dernière dans Cell, met en évidence le mécanisme précis qui permet d'activer ou de désactiver la transmission de ces influences environnementales.

Jusqu'à présent, on supposait qu'une dilution ou une décroissance passive régissait l'héritage des réponses épigénétiques", a déclaré Oded Rechavi, PhD, de la Faculté des sciences de la vie et de l'École de neurosciences Sagol de l'UAT. "Mais nous avons montré qu'il existe un processus actif qui régule l'héritage épigénétique au fil des générations".

Les scientifiques ont découvert que des gènes spécifiques, qu'ils ont nommés "MOTEK" (Modified Transgenerational Epigenetic Kinetics), étaient impliqués dans l'activation et la désactivation des transmissions épigénétiques.

"Nous avons découvert comment manipuler la durée transgénérationnelle de l'héritage épigénétique chez les vers en activant et désactivant les petits ARN que les vers utilisent pour réguler ces gènes", a déclaré Rechavi*.

Ces commutateurs sont contrôlés par une interaction en retour entre les petits ARN régulateurs de gènes, qui sont héritables, et les gènes MOTEK qui sont nécessaires pour produire et transmettre ces petits ARN à travers les générations.

Cette rétroaction détermine si la mémoire épigénétique se transmet ou non à la descendance, et combien de temps dure chaque réponse épigénétique.

Les chercheurs prévoient maintenant d'étudier les gènes MOTEK pour savoir exactement comment ces gènes affectent la durée des effets épigénétiques, et si des mécanismes similaires existent chez l'homme.

 Rechavi et son équipe avaient précédemment identifié un mécanisme d'"héritage de petits ARN" par lequel des molécules d'ARN produisaient une réponse aux besoins de cellules spécifiques et comment elles étaient régulées entre les générations.

"Nous avons précédemment montré que les vers héritaient de petits ARN suite à la famine et aux infections virales de leurs parents. Ces petits ARN aidaient à préparer leur progéniture à des épreuves similaires", a déclaré le Dr Rechavi. "Nous avons également identifié un mécanisme qui amplifiait les petits ARN héréditaires à travers les générations, afin que la réponse ne soit pas diluée. Nous avons découvert que des enzymes appelées RdRPs sont nécessaires pour recréer de nouveaux petits ARN afin de maintenir la réponse dans les générations suivantes."

On a constaté que la plupart des réponses épigénétiques héritables chez les vers C.elegans ne persistaient que pendant quelques générations. Cela a donné lieu à l'hypothèse que les effets épigénétiques s'effaçaient simplement au fil du temps, par un processus de dilution ou de désintégration.

"Mais cette hypothèse ne tenait pas compte de la possibilité que ce processus ne s'éteigne pas tout bonnement, mais qu'il soit au contraire régulé", a déclaré Rechavi, qui, dans cette étude, a traité des vers C.elegans avec de petits ARN qui ciblent la GFP (protéine fluorescente verte), un gène rapporteur couramment utilisé dans les expériences. "En suivant les petits ARN héréditaires qui régulaient la GFP - qui "réduisaient au silence" son expression - nous avons révélé un mécanisme d'héritage actif et réglable qui peut être activé ou désactivé."

Auteur: Internet

Info: https://www.kurzweilai.net/onoff-button-for-passing-along-epigenetic-memories-to-our-children-discovered. 29 mars 2016. *ARN interférant

[ bio-machine ] [ évolution ]

proto-vie

Preuve que les premières cellules de la Terre - il y a 3,8 milliards d'années - auraient pu créer des compartiments spécialisés

De nouvelles recherches menées par l'Université d'Oslo montrent que les "protocellules" qui se sont formées il y a environ 3,8 milliards d'années, avant les bactéries et les organismes unicellulaires, pourraient avoir eu des compartiments spécialisés ressemblant à des bulles formées spontanément, ont encapsulé de petites molécules et ont formé des protocellules "filles".

Les scientifiques ont longtemps spéculé sur les caractéristiques que nos lointains ancêtres unicellulaires auraient pu avoir et sur l'ordre dans lequel ces caractéristiques sont apparues. Les compartiments en forme de bulles sont une caractéristique du super-royaume auquel nous appartenons, ainsi que de nombreuses autres espèces, dont la levure. Mais les cellules du supra-royaume actuel possèdent une multitude de molécules spécialisées qui contribuent à la création et à la formation de ces bulles à l'intérieur de nos cellules. Les scientifiques se demandaient ce qui vint en premier : les bulles ou les molécules qui les façonnent ? De nouvelles recherches menées par Karolina Spustova, étudiante diplômée, et ses collègues du laboratoire d'Irep Gözen à l'université d'Oslo, montrent qu'avec seulement quelques éléments clés, ces petites bulles peuvent se former d'elles-mêmes, encapsuler des molécules et se diviser sans aide. Mme Spustova présentera ses travaux, publiés en janvier, le mercredi 24 février lors de la 65e réunion annuelle de la Biophysical Society.

Il y a 3,8 milliards d'années, c'est à peu près la date à laquelle notre ancêtre unicellulaire est apparu. Il aurait précédé non seulement les organismes complexes de notre super-royaume, mais aussi les bactéries les plus élémentaires. La question de savoir si cette "protocellule" possédait des compartiments en forme de bulles reste un mystère. Pendant longtemps, les scientifiques ont pensé que ces bulles de lipides étaient un élément qui distinguait notre superroyaume des autres organismes, comme les bactéries. C'est pourquoi ils pensaient que ces compartiments avaient pu se former après l'apparition des bactéries. Mais des recherches récentes ont montré que les bactéries possèdent elles aussi des compartiments spécialisés, ce qui a amené l'équipe de recherche de Gözen à se demander si la protocellule qui a précédé les bactéries et nos ancêtres pouvait en posséder. Et si oui, comment auraient-ils pu se former ?

L'équipe de recherche a mélangé les lipides qui forment les compartiments cellulaires modernes, appelés phospholipides, avec de l'eau et a placé le mélange sur une surface de type minéral. Ils ont constaté que de grosses bulles se formaient spontanément et qu'à l'intérieur de ces bulles se trouvaient des bulles plus petites. Pour vérifier si ces compartiments pouvaient encapsuler de petites molécules, comme ils devraient le faire pour avoir des fonctions spécialisées, l'équipe a ajouté des colorants fluorescents. Ils ont observé que ces bulles étaient capables d'absorber et de retenir les colorants. Ils ont également observé des cas où les bulles se divisaient, laissant des bulles "filles" plus petites, ce qui est "un peu comme une simple division des premières cellules", explique Mme Spustova. Tout cela s'est produit sans machine moléculaire, comme celles que nous avons dans nos cellules, et sans apport d'énergie.

L'idée que cela ait pu se produire sur Terre il y a 3,8 milliards d'années n'est pas inconcevable. M. Gözen explique que l'eau aurait été abondante et que "la silice et l'aluminium, que nous avons utilisés dans notre étude, sont présents dans les roches naturelles". Les recherches montrent que les molécules de phospholipides pourraient avoir été synthétisées dans les premières conditions terrestres ou être arrivées sur Terre avec des météorites. Selon M. Gözen, "on pense que ces molécules ont atteint des concentrations suffisantes pour former des compartiments phospholipidiques". Il est donc possible que l'ancienne "protocellule" qui a précédé tous les organismes actuellement présents sur Terre ait eu tout ce qu'il fallait pour que des compartiments en forme de bulles se forment spontanément.

Auteur: Internet

Info: https://scitechdaily.com/ - BIOPHYSICAL SOCIETY FEBRUARY 24, 2021

[ microgoutte ] [ protobionte ] [ inorganique organique ]

homme-végétal

On ignore souvent (…) que l’électricité de l'air dans la forêt et son état d'ionisation se distinguent clairement de l'air d'espaces ouverts et spécialement de celui des villes, sujet déjà abordé par le forestier français Georges Plaisance dans son livre "Forêt et santé" (1985). Ceci s'explique probablement par un phénomène analogue à celui qui fut découvert par Alessandro Volta: aux alentours d'une chute d'eau, une charge électrique négative, liée à une ionisation de l'air, se crée par la pulvérisation des gouttes d'eau (effet Lenard, selon le nom du chercheur allemand qui approfondit et démontra les mécanismes de ce phénomène). Les chercheurs parlent de " triboélectricité ", produite par le frottement de deux matériaux, provoquant une charge ou une décharge électrique par transfert d'électrons. Un tel phénomène a lieu en particulier au niveau des feuilles d'arbres et des aiguilles de conifères lors de décharges électriques de pointe par temps de brume ou en cas d'orage, selon les travaux de Jean-Pascal Barra et de ses collègues du Laboratoire de physique des gaz et des plasmas du CNRS. Au cours de l'année, l'atmosphère des forêts se charge de quantités variables d'ions positifs et négatifs de différentes tailles. La part d'ions négatifs par rapport aux ions positifs est néanmoins en général excédentaire dans les milieux forestiers étudiés. (...) Il est aujourd'hui clairement établi qu'une atmosphère est bénéfique pour la santé lorsqu'une ionisation négative prédomine. (…) Les célèbres vents du désert comme le khamsin d'Égypte ou le shirav d'Israël, dont la surcharge en ions positifs est reconnue comme perturbant la santé physique et l'état psychique des habitants qui y sont sensibles, offrent un contraste extrême avec l'air forestier.

Pour renouer avec le thème de la chronobiologie, mentionnons par ailleurs que l'ionisation de l'air varie en fonction du cycle lunaire, un excès d'ions positifs étant observé lors de la pleine Lune, particulièrement en hiver. À l'inverse, des essais de germination en laboratoire, portant sur une durée de trois ans, ont permis de constater qu'une atmosphère enrichie artificiellement en ions négatifs rendait les plantes plus sensibles aux influences lunaires, alors que la production d'ions positifs éliminait une telle périodicité.

Le phénomène naturel d'ionisation négative de l'air était mis à contribution autrefois par les sanatoriums - établissements de cure pour le traitement de la tuberculose et d'autres maladies chroniques - placés en milieu forestier. Le même phénomène est mis à profit par l'appareil mis au point par René Jacquier (" Bol d'air Jacquier "), qui active des extraits de résine de pin. On a pu prouver expérimentalement que des inhalations brèves mais régulières ne génèrent pas de stress oxydant (nommé aussi stress oxydatif), mais semblent effectivement produire un effet antioxydant global bénéfique.

Une recherche récente menée par une équipe autrichienne sur l’ " impact psychophysiologique des qualités atmosphériques d'un paysage " s'est basée sur une série de mesures au niveau des systèmes nerveux végétatif et cardiovasculaire, en utilisant des méthodes psychométriques. L’application d'une telle procédure permet de confirmer mais aussi de nuancer ce que l'on pensait savoir jusqu'alors. Les résultats prouvent que l'atmosphère qui émane d'un cadre particulier - par exemple d'une petite forêt, comparativement à une chute d'eau ou à un pierrier - peut avoir sur l'homme des répercussions à la fois physiques et psychiques quantifiables, dans le sens d'un effet clairement apaisant.

(Encadré) Les bienfaits d'une ionisation négative de l’air :

Des essais en laboratoire ont montré qu'un air chargé en ions majoritairement négatifs (NAI, negative air ions) modifie les taux de sérotonine, une hormone fonctionnant comme neurotransmetteur et impliquée dans le cycle circadien, dans l'hémostase et dans divers désordres psychiatriques tels que le stress, l'anxiété, les phobies ou la dépression. Des effets positifs ont été observés sur la récupération après l'effort, sur la qualité du sommeil et sur la capacité d'apprentissage, par une régulation de la pression sanguine et de la fréquence cardiaque. Les maux de tête et les symptômes de stress en sont fortement réduits.

Auteur: Zürcher Ernst

Info: Les arbres, entre visible et invisible. Pp 186-188

[ végétaux matrice ] [ équilibre organique ] [ symbiose ]

nutrition

On mange moins quand le repas est servi après une activité physique coupe-faim
Manger un repas 15 minutes après une activité physique d'intensité soutenue permet de réduire de 11 % la consommation de calories - et de 23 % celle de gras - comparativement à la prise d'un repas deux heures après la séance d'exercice.
C'est ce qui se dégage d'une étude dirigée par Marie-Ève Mathieu, professeure au Département de kinésiologie de l'Université de Montréal, menée auprès de 12 jeunes hommes de poids normal âgés de 15 à 20 ans.
Les participants ont couru 30 minutes sur un tapis roulant, à une intensité de 70 % de leur capacité cardiorespiratoire, au cours de deux journées de tests. Le premier jour, l'exercice s'est terminé 15 minutes avant le repas du midi, tandis que le deuxième jour il y a eu un délai de deux heures entre la fin de l'exercice et le début du dîner.
Dans les deux cas, le dîner était un buffet composé de plats allant de la salade au gâteau en passant par des macaronis au fromage, des fettuccinis Alfredo et un risotto aux trois champignons. "Il s'agissait d'un buffet validé pour l'expérience qui se veut représentatif de ce qui peut être offert dans la réalité", mentionne Mme Mathieu.
Les données recueillies au cours de l'expérimentation ont révélé que s'alimenter 15 minutes après avoir couru réduit la consommation de calories de 154 (646 kilojoules), soit 11 % moins de calories que lorsque ces mêmes participants ont mangé deux heures après la course sur le tapis roulant.
Fait à souligner, quand les participants ont ingéré moins de calories, ils n'ont pas mangé davantage en après-midi ni au repas du soir.
Autre fait notable, bouger dans les minutes qui avaient précédé le repas a eu pour effet de réduire de 23 % la consommation d'aliments gras en comparaison de l'entraînement effectué deux heures avant de manger.
"Cette donnée rejoint d'autres études qui démontrent que l'attrait pour les aliments ou repas plus riches en gras diminue quand on est physiquement actif", dit celle qui est aussi chercheuse au Centre de recherche du CHU Sainte-Justine, affilié à l'UdeM.
Effet coupe-faim de l'activité physique
Des études ont déjà montré que, à la suite d'une activité physique d'intensité moyenne à élevée, il se produit chez l'individu un effet coupe-faim (ou anorexigène) qui s'atténue graduellement au cours des 60 minutes suivant l'exercice.
L'effort physique réduit la production d'une hormone sécrétée par l'estomac, la ghréline acylée, dont le rôle consiste à "informer" le cerveau que le corps a besoin d'être nourri.
"Ce n'est pas chez tout le monde que cet effet anorexigène transitoire se fait sentir, précise Marie-Ève Mathieu. Les hommes de poids normal le ressentent généralement plus que les femmes obèses par exemple."
Mais le moment le plus propice pour profiter de cet effet restait à déterminer, et c'est ce à quoi l'équipe de Mme Mathieu s'est attelée.
"L'effet du timing de l'activité physique par rapport à l'ingestion de calories est un concept nouveau en recherche, indique-t-elle. On sait par ailleurs que faire de l'activité physique à des moments précis est bénéfique pour améliorer le contrôle de la glycémie et de la pression artérielle."
Il est toutefois difficile, à la lumière des résultats de l'étude, d'évaluer la perte de poids qu'il serait possible d'obtenir à plus long terme en mangeant peu de temps après une activité physique ou s'il est possible ainsi de maintenir son poids. Néanmoins, cet élément pourrait faire partie d'une stratégie de contrôle du poids.
"Ce qui est intéressant, c'est qu'en modifiant une simple habitude il est pensable de perdre quelques kilos : il suffirait de modifier le moment où l'on fait de l'exercice", avance-t-elle.
"Sur le plan de la recherche, nous élaborons des interventions plus ciblées en activité physique qui ont une incidence sur la consommation alimentaire, conclut Marie-Ève Mathieu. Nos résultats ouvrent de nouvelles possibilités d'études et d'interventions en matière de prévention de prise de poids excessive sur le long terme."

Auteur: Internet

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

[ digestion ] [ sciences ] [ appétit ]

météore

L’astéroïde dévié par une mission de la Nasa est devenu un " tas de décombres " !

Pour la première fois en septembre 2022, un engin spatial, la mission Dart, a frappé un astéroïde, Dimorphos. Objectif : le dévier de sa trajectoire. Mais la collision n’a pas eu que ce seul effet, nous apprennent aujourd’hui des chercheurs. Elle a carrément remodelé la forme de l’astéroïde. 

(EN VIDÉO - Le film capture par Hubble de l’impact de Dart sur l’astéroïde Dimosphos Le 26 septembre 2022, la mission Dart — pour Double Asteroid Redirection Test — s’écrasait...)

En novembre 2021, la Nasa lançait une mission inédite. La mission Double Asteroid Redirection Test, plus connue sous son acronyme Dart. Son objectif : heurter l'astéroïde Dimorphos pour évaluer la capacité de l'humanité à dévier la trajectoire d'un tel objet qui pourrait présenter des risques de collision avec la Terre. Le choc, à grande vitesse et frontal, a bien eu lieu à plusieurs millions de kilomètres. C'était en septembre 2022.

Pour la première fois, l'humanité était parvenue à dévier un astéroïde. Et pas qu'un peu. Avant la collision avec Dart, il fallait à Dimorphos 11 heures et 55 minutes pour faire le tour de son astéroïde parent - car l'objet visé fait partie d'un système binaire. Une modification de cette durée de 73 secondes constituerait un véritable succès, confiaient les scientifiques à ce moment-là. Mais après l'impact, Dimorphos s'était mis à tourner en seulement 11 heures et 23 minutes !

Dart sur Dimorphos, un impact aux lourdes conséquences

Aujourd'hui, la publication de nouveaux résultats de la mission Dart dans la revue Nature Astronomy révèle quelques détails surprenants de l'opération. L'impact - pourtant comparable, en masse, à celui d'une fourmi sur deux bus - ne semble pas seulement avoir laissé un cratère sur l'astéroïde. Dimorphos pourrait en réalité avoir complètement changé de forme.

Quelques semaines après la collision, l'un des pères de la mission et directeur de recherche au CNRS à l'Observatoire de la Côte d'Azur, Patrick Michel, nous confiait avoir pensé un instant que Dart avait pulvérisé Dimorphos. Il n'était donc peut-être pas si loin de la vérité. Car, sur la base de simulations et de différentes observations, les astronomes estiment aujourd'hui que l'astéroïde de quelque 5 millions de tonnes a tout de même perdu dans l'opération environ 20 millions de kilos. C'est l'équivalent de six fusées Saturn V qui ont emmené les astronautes du programme Apollo sur la Lune !

Des simulations qui révèlent la nature de l’astéroïde

Ces résultats, les astronomes les ont obtenus grâce à un algorithme qui a déjà fait ses preuves par ailleurs. Il décompose l'impact entre deux corps en millions de particules dont le comportement est déterminé par l'interaction de diverses variables reconfigurables, telles que la gravité, la densité ou la résistance du matériau de l'astéroïde. En quelque 250 simulations, les chercheurs ont eu tout le loisir de visualiser les effets de variations sur les paramètres qui leur restent inconnus.

En comparant les résultats de toutes ces simulations aux données recueillies par quelques satellites, les télescopes spatiaux James-Webb et Hubble et par des instruments sur le sol terrestre, les chercheurs concluent que  Dimorphos est un astéroïde " tas de décombres " maintenu par une gravité extrêmement faible plutôt que par sa force de cohésion.  De quoi expliquer l'efficacité étonnante de la déviation orbitale provoquée par Dart.

En attendant confirmation, la défense planétaire progresse

Les astronomes s'attendent donc désormais à ce que la mission Hera, menée par l'ESA, l'Agence spatiale européenne, et qui devrait atteindre Dimorphos fin 2026, trouve un astéroïde de forme très différente. Comme si quelqu'un avait mordu dans le M&M's qu'il était avant sa rencontre avec Dart.

Si cela devait se confirmer, les astronomes notent que Dimorphos, comme Ryugu et Bennu semblent finalement présenter un manque de cohésion certain. Alors même que le premier astéroïde est riche en silicates et les deux autres, en carbone. " Il est intrigant d'imaginer que tous les petits astéroïdes manquent de cohésion. Mais ce serait une bonne nouvelle pour la défense planétaire, car si nous connaissons à l'avance la réaction d'un corps, cela facilitera la conception des outils nécessaires à notre protection ", conclut Patrick Michel dans un communiqué de l’ESA.

Auteur: Internet

Info: https://www.futura-sciences.com/, Nathalie Mayer, 28 fév. 2024

[ gravitation faible ]