Biologie | Dr. Goulu

Nombre d'or et abeilles

Sun, 03 Jul 2016 00:00:00 +0000

Le ou “divine proportion"représente parait-il le rapport le plus esthétiquement parfait que l’on puisse trouver dans la nature, dans les monuments antiques, les œuvres d’art célèbres ou un simple rectangle. Alors dites : lequel de ces rectangles vous parait-il le mieux proportionné ?

Quel rectangle vous semble le mieux proportionné ?

Si vous avez répondu 5, vous avez la même préférence que les 34% des participants à un sondage identique , mais ce n’est pas un rectangle d’or. Le rectangle d’or, c’est le 2, choisi par 18% des gens, mais aussi le 9, choisi par 5%, soit nettement moins que les 11% de moyenne. Autrement dit : vous n’êtes statistiquement pas foutus de trouver du divin dans un rectangle…

Ce fameux “nombre d’or” Φ est défini historiquement comme le rapport de deux nombres a et b satisfaisant l’équation $a/b = (a+b)/a$. La solution est $\phi = a/b = (1+\sqrt{5})/2$ soit approximativement 1.6180339887. Et ça c’est approximativement, parce qu’avec seulement 6 décimales, 1.618034 peut déjà être pas mal d’autres choses selon le génial . Par exemple :

$$7^{1/3}-6^{3/4}/13$$
$$3/18541$$
$$Re((20+5i)^{13/14})$$
$$Im((4-24i)^{1/11})$$
(2,23/19)
et d’autres nombres encore

Et avec seulement 4 décimales, 1.6180 correspond à l’arrondi de dizaines, voire de centaines d’expressions répertoriées dans l’inverseur, dont .

Bref, quand quelqu’un vous dit que le nombre d’or est présent dans une construction antérieure à Euclide (300 avant JC), ou une structure “naturelle”, il faut qu’il le prouve par des mesures précises au millionième pour obtenir 6 ou 7 décimales, parce que 1.62 c’est plus proche de 6/37037 que je trouve très beau aussi, voire divin. Ou de 9/55555, nombre si magnifique que je m’empresse de le baptiser “nombre de platine” pour la postérité.

L’homme vitruvien de Léonard de Vinci. Illustration Wikipédia

Ou alors il faut prouver que la construction géométrique ou mathématique de l’oeuvre aboutit bien à $\\phi=(1+\\sqrt{5})/2$ . Par exemple dans le célèbre de Léonard de Vinci, comme chacun sait. Sauf que non. De Vinci ne fait nulle part référence au nombre d’or ni dans son texte explicatif de la figure, ni dans sa construction géométrique. Les proportions que Vinci utilise sont celles conseillées par l’architecte romain 1/10, 1/4, 1/8 et 1/6 . Il faut bien chercher pour trouver un quasi nombre d’or dans cette oeuvre. Le plus proche est celui entre la hauteur du corps (482 pixels sur l’image) et la distance entre le nombril et la plante des pieds (294 pixels), qui donne environ 1.639 . Même pas 2 décimales exactes et pas de construction géométrique : ce n’est pas le nombre d’or, désolé. Ni celui de platine, grande tristesse… Alors je désigne en vitesse la proportion 294/482 “nombre de ” et voilà : Léonard de Vinci connaissait le nombre de scandium 500 ans avant vous et moi. Wow !

En fait il n’y a que deux manières simples de tomber pile sur le nombre d’or:

Construction d’un rectangle d’or avec règle et compas (source : Maths et Tiques)

calculer ou construire explicitement deux nombres a et b tels que $a/b = (a+b)/a = (1+\\sqrt{5})/2$. Par exemple dans la construction ci-contre, où l’on part d’un triangle rectangle ABC dont le côté AC est la moitié du côté AB et que l’on reporte l’hypoténuse en prolongement du côté AC, on forme un “rectangle d’or” dont les côtés a=AD et b=AB sont tels que a/b=Φ. En passant, les A3, A4, A5 etc ne sont pas des rectangles d’or. Les côtés du papier a et b sont définis de manière à ce que le rapport soit préservé si on coupe ou plie la feuille en deux. On a donc $a/b = 2b/a = \\sqrt{2} = 1.4142135624$ qui est très différent de Φ.
Carrés de Fibonacci

A partir de la , suite dans laquelle chaque terme est la somme des deux précédents : 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34 etc ( ). Il se trouve que le rapport entre deux nombres consécutifs de la suite converge vers $\\phi : \\lim\_{n \\to \\infty} \\frac{\\mathcal F\_{n}}{\\mathcal F\_{n-1}} = \\phi$. On voit donc qu’en juxtaposant des carrés dont les côtés correspondent à la suite de Fibonacci comme ci-contre, le rapport des cotés du rectangle va converger vers Φ au fur et à mesure qu’on ajoute des carrés.

Voilà les deux constructions mathématiques simples qui conduisent au nombre d’or. Aucune des deux ne correspond à un phénomène naturel à ma connaissance.

spirale d’or en vert, et spirale logarithmique l’approchant en rouge

Certains ont pourtant vu le nombre d’or dans des spirales comme celle de la coquille du . Effectivement, en traçant des quart de cercles dans chaque carré de Fibonacci on dessine la “ ” qui est très proche d’une d’équation $r = a.e^{b\\theta}$ particulière, celle obtenue pour $b=3\\phi+2$. Mais il existe une infinité de spirales logarithmiques avec des paramètre b différents, et certaines se retrouvent dans la nature car elles résultent d’équations différentielles assez simples. C’est le cas de la coquille du nautile, mais son b est nettement inférieur à 3Φ+2, donc non, la coquille du nautile n’a rien à voir avec le nombre d’or .

Et puis il y a la : des graines de tournesol aux pommes de pin, beaucoup de structures botaniques croissent en faisant de jolies spirales apparentes, les “parastiches”. Certaines tournent dans un sens et s’entrecroisent avec d’autres orientées en sens inverse, et Ô stupeur, le nombre de parastiches dans chaque sens correspond toujours à deux termes consécutifs de la suite de Fibonacci.

Et le rapport entre deux termes de la suite de Fibonacci étant “proche” de Φ. 34/21= 1.619047… pour la marguerite ci-dessus. Serait-ce la Signature du Grand Architecte de Toutes Choses ?

Non, c’est juste le résultat d’une optimisation. Ces structures sont issues d’un qui produit des feuilles, pétales, graines etc. à intervalles réguliers. Pour maximiser l’efficacité de la plante, il faut que chaque organe accède au maximum de lumière en faisant le moins d’ombre possible aux autres, et pour cela il faut qu’il s’éloigne du centre dans une direction différente des précédents, et ceci, étonnamment, forme les parastiches spiraux. Deux chercheurs français, Stéphane Douady et Yves Coudert ont montré en 1992 qu’il n’y a pas besoin d’un organisme vivant pour produire de telles structures. Ils ont généré des gouttes d’un à intervalles réguliers au centre d’une plaque soumise à un champ magnéique radial. Les gouttes se repoussent mutuellement et lorsque’elles sont produites à une cadence assez élevée, elles forment des “parastiches” spiraux :

Evidemment les matheux se sont aussi attaqués au problème. En 1907 déjà, un dénommé a montré que l’optimum était atteint lorsque chaque graine (ou pétale ou feuille etc…) s’éloignait de la précédente selon un “ ” de $\\frac{2 \\pi}{\\phi+1}=137.5^{\\circ}$ environ, et que la structure formait bien des parastiches dont le nombre dans chaque sens correspond à deux termes consécutifs de la suite de Fibonacci. Joli. Très joli, même.

Nid naturel d’Apis Dorsata par Muhammad Mahdi Karim (CC Wikipedia)

Alors quand Tâniel m’a parlé de son bouquin sur le nombre d’or dans les nids d’abeilles j’étais un peu méfiant mais pas fondamentalement sceptique a priori. Les abeilles sont d’excellentes optimisatrices, on sait que leurs rayons d’ hexagonales à fond rhombique (3 losanges) permet de minimiser la cire utilisée pour produire un maximum d’alvéoles de petit diamètre ,

Sauf que pas tout à fait. En 1964, a montré qu’il existait une forme de fond d’alvéole qui permettrait aux abeilles d’économiser 0.35% de cire. Peut-être la trouveront-elles aussi après quelques millions d’années d’évolution. En attendant, ni le nombre d’or ni l’angle d’or n’apparaissent dans la des alvéoles, car on n’y trouve ni pentagone, ni nombres de Fibonacci, ni rien qui ressemble à un apex.

Donc la “découverte” que les nids d’abeilles elliptiques s’inscrivent dans un cadre rectangulaire dont le rapport vaut 1.6±0.4 me semble plus probablement due à une “loi inhérente du Cosmos” comme la résistance des matériaux qu’à un nombre d’or vachement moins universel que e, pi, ou , désolé…

Références

Cyril Jaquier, Kévin Drapel “ ” Projet STS EPFL, 25 avril 2005
Jean-Paul Krivine “ ”, SPS n° 278, août 2007
Christiane Rousseau, “ ”, 2008, Accromath, Vol 3, p.8-11
S. Douady et Y. Couder, La physique des spirales végétales, La Recherche, janvier 1993, p. 26
Daniel Favre “ ”, 2016, Blurb
Philip Ball “ ”, 2016 April 7 sur Nautilus
Alain Satabin “ ”, 2004, Dossier Pour la Science, N°44

L'origine virale du dahu confirmée

Thu, 31 Mar 2016 00:00:00 +0000

spécimen naturalisé de dahu lévogyre (ayant les pattes gauches plus courtes que les droites)

Le est un animal si rare que certains le considèrent comme imaginaire. Pourtant il existe de nombreux témoignages de son existence, des squelettes de dahu sont exposés dans divers musées, et un reportage très complet sur le dahu a même été réalisé à partir de très rares images et vidéos de cet animal extrêmement mal connu (voir ci-dessous).

Dans ce reportage, ainsi que dans la plupart des sources existantes, le dahu est présenté comme une espèce, voire plusieurs, apparentées selon certains chercheurs aux chamois, selon d’autres aux bouquetins, voire aux lamas. Il faut reconnaître que la recherche scientifique est compliquée par la variété des rares spécimens documentés et par l’étendue de leur répartition géographique, allant des Alpes aux Vosges, avec des observations ponctuelles dans les Pyrénées et le Massif Central.

Je suis cependant en mesure de vous annoncer en exclusivité qu’une étude suisso-franco-austro-germano-hispanique soumise aujourd’hui même à la célèbre développe une nouvelle hypothèse révolutionnaire sur l’énigmatique existence des dahus. Selon ces travaux , les dahus ne seraient pas une espèce ou même des espèces distinctes, mais des comme les chamois ou bouquetins atteints par la , une forme de cancer des os provoquant une hypertrophie de certains de leurs membres.

Des travaux récents ayant montré que la maladie de Paget est vraisemblablement provoquée par des de la famille du , l’équipe de chercheurs emmenée par le Pr. Ittemleilgug de l’IVAZ (Institut de Virologie Alpestre de Zermatt) a identifié la présence d’ADN de ces virus dans les os des pattes les plus longues de la douzaine de squelettes de dahus existants. Selon les scientifiques, si une épidémie de rougeole caprine se propage dans un troupeau de chamois ou bouquetins pendant la période de gestation, la probabilité que chacun des 4 membres des fœtus soit allongé par la maladie est d’environ 50%. Il y a donc 16 possibilité environ équiprobables :

dans 1/16 ème des cas, le chevreau naît normal
dans 1/16 ème des cas, les 4 pattes sont allongées ce qui passe souvent inaperçu
dans 4/16 ème des cas, une seule des 4 pattes est hypertrophiée et le chevreau est rapidement la proie des prédateurs
dans 4/16 ème des cas, trois pattes hypertrophiées handicapent également le chevreau
dans 2 cas sur 16, ce sont les pattes avant droit et arrière gauche, ou avant gauche et arrière droit qui condamnent le bébé dahu
restent les 4 cas sur 16 correspondant aux 4 types de dahus : lévogyre, dextrogyre, ainsi que les “montants” ou “descendants” dont l’espérance de vie est très faible.

Une épidémie de rougeole cause donc une mortalité juvénile très élevée, de l’ordre de 50% dans les troupeaux, les “dahus” n’échappant à la mort que grâce à l’inclinaison de leur habitat naturel. A la fin de leur article, le Dr Ittemleilgug et ses coauteurs laissent entendre que les campagnes de vaccination intensives contre la rougeole humaine pourraient avoir contribué à la réduction du nombre de dahus observée depuis quelques décennies.

Cette étude est la seconde démontrant de façon convaincante l’implication de virus dans l’apparition d’animaux mythiques. En effet, il est connu depuis plusieurs années que le peut provoquer chez les lapins la formation de tumeurs en forme de cornes qui ont très certainement donné naissance à la légende du , comme indiqué dans Carl Zimmer (2016). Planète de virus. Belin.

Références:

Ph. Ittemleilgug & al, “Viral Paget’s Disease of Bone in Caprinae as origin of Dahus”, 2016, submitted to
Frederick R. Singer “ ” 2011, Cell Metabolism,Volume 13, Issue 1, p. 5-6, 5DOI:
Kreider, J.W. and Bartlett, G.L., “The Shope papilloma-carcinoma complex of rabbits: A model system of neoplastic progression and spontaneous regression”, 1981, Adv. In Cancer Res., 35: 81-110.

Cet article a également été publié, légèrement édité,

Planète de virus

Mon, 28 Mar 2016 00:00:00 +0000

Dévoré un excellent livre : “Planète de virus” de . En 113 pages qui se lisent comme un roman, on apprend une multitude de choses sur les , bestioles, microbes, êtres vivants, choses inconnues il y a un siècle et qui se révèlent aujourd’hui être les formes de vie bouts d’ADN les plus abondants dans la nature.

C’est le problème avec les virus : les scientifiques ne sont pas encore d’accord pour dire s’ils sont vivants ou pas, si ce sont des parasites des bactéries et cellules, ou leurs précurseurs (genre ), voire un de leurs constituants via les ,

Ces sujets sont traités en marge de chapitres dévolus principalement aux virus affectant l’homme , , , , etc. J’y ai découvert une multitude de choses passionnantes, mais pour ne pas trop spoiler je ne ressortirai ici que deux passages, destinés aux antivax qui passeraient par ici:

Ne sous-estimez jamais la créativité d’un virus qui peut transformer des lapins en et des

Entre 1400 et 1800, on estime que la a tué cinq cent millions de personnes par siècle, rien qu’en Europe. (…) La variole se répandait comme une traînée de poudre, mais la progression fut rapidement stoppée par la vaccination, et elle finit par s’éteindre. Epidémie après épidémie le virus recula jusqu’à ce qu’un dernier cas soit enregistré en Ethiopie en 1977. Le monde était désormais libéré de la variole.

Dans le même ordre d’idées, le chapitre sur les virus laisse espérer de nouveaux moyens de lutte contre les bactéries, notamment celles qui deviennent résistantes aux antibiotiques.

Le chapitre sur les virus marins et leur stupéfiante abondance (“il y a plus de virus sur Terre que d’étoiles dans l’univers”) m’a fait repenser à une phrase de * qui disait en substance “la vie est ce que l’ADN a inventé pour pouvoir se répliquer au maximum”. La lecture de ce livre me conforte dans l’idée qu’il pourrait y avoir du vrai dans cette “ ” …

Ce livre est un excellent livre de vulgarisation, un modèle du genre. Il me semble accessible à un très large public, sans nécessiter de connaissances scientifiques particulières. Carl Zimmer donne les clés nécessaires au moment utile et évite de noyer le lecteur dans trop de détails. Mais le curieux trouvera 6 pages de références scientifiques en fin d’ouvrage.

Qui plus est “Planète de virus” a été parfaitement traduit en français par et , membres émérites du Café des Sciences et fondateurs de , et est paru chez Belin dans une nouvelle collection “ ” lancée par , un autre collègue Cafetier.

Foncez l’acheter chez votre libraire préféré, il vaut largement son prix. (Et merci à Alan et Karim pour l’exemplaire dédicacé ! )

Note * : précisé le 29.3 suite au commentaire de Thierry Caminel

Références

Carl Zimmer (2016). Planète de virus. Belin.
(en anglais)

L'adaptation à l'altitude

Sun, 17 Aug 2014 00:00:00 +0000

Plage de Copacabana, 3800 m d’altitude. Si si… Cliquez si vous ne me croyez pas.

Comme chaque année, les Goulus ont quitté leur habitat naturel pour explorer un autre coin de cette belle planète. Cette fois nous avons visité les Andes en passant trois semaines à plus de 3000 m d’altitude, en y montant avec le mythique “ ” qui va en 12 heures de Lima (au bord de la mer) à Huancayo à 3250 m d’altitude en passant par un col situé à 4800 m, la hauteur du Mont-Blanc.

Là nous avons pu constater que nous avions la chance de ne pas être trop atteints par le , juste un peu essoufflés et somnolents. Par contre bon nombre de passagers ne se sentaient pas bien du tout, et une dizaine ont même du être secourus par l’infirmière du train, bien pourvue en bouteilles d’oxygène… Mais nous avons aussi constaté que cette infirmière, le personnel du train et les autres indigènes que nous avons vu travailler à plus de 4000 m étaient en pleine forme. Est-ce juste une question d’habitude ?

Comme le savent les alpinistes, on peut s’entraîner à l’altitude, c’est même absolument indispensable si on espère atteindre des sommets himalayens ou andins comme l’Aconcagua qui frise les 7000 m. Lorsqu’on monte en altitude, la quantité d’oxygène contenue dans chaque volume d’air inspiré diminue d’environ 10% pour 1000 m : à 4000 m, on ne dispose plus que de 60% de l’oxygène disponible au niveau de la mer. Le corps réagit automatiquement et presque instantanément au en:

accélérant le rythme cardiaque
accélérant le rythme de la respiration. Selon les spécialistes, il faudrait remplacer ce réflexe par une respiration volontairement plus profonde à cadence normale.

Si ça ne suffit pas à rétablir une oxygénation normale, le corps va commencer à , donc plus d’ pour que le sang puisse transporter plus d’oxygène, mais ce n’est pas forcément une bonne réaction car ça rend le sang moins fluide, ce qui provoque hypertension, maux de tête, acouphènes, voire accidents vasculaires cérébraux. Bref, ça peut suffire pour conquérir un sommet ou passer quelques semaines de vacances en altitude, et c’est aussi utilisé par les sportifs pour redescendre de la montagne avec un taux de globules rouges “naturel” au lieu d’utiliser de l’ , mais à long terme ce n’est pas idéal.

Car rester longtemps en altitude, ce n’est pas bon du tout pour nous autres, humains des plaines. Selon une étude , c’est particulièrement net pour les femmes enceintes : au dessus d’environ 2500m elles souffrent fréquemment d’hypertension, d’hémorragies voire de et accouchent de bébés moins gros, souvent prématurément, et toutes ces complications résultent en nettement plus fréquentes.

Au sommet de l’Everest. Le sherpa a donné sa dernière bouteille d’oxygène à son client 900m plus bas …

Pourtant il y a environ 140 millions d’humains qui vivent au dessus de 2500 m principalement dans l’Himalaya, les Andes et sur les hauts plateaux de l’Ethiopie qui ne souffrent pas de ces problèmes qui auraient pu empêcher leurs ancêtres d’occuper ces régions.

Comme je l’ai découvert dans un article de la Wikipédia très complet que j’ai presque fini de traduire en français , la réponse, ou plutôt les réponses sont : évolution(s) de l’espèce humaine.

En effet, on sait depuis relativement peu de temps que les Sherpas de l’Himalaya, les Quechuas et les des Andes ainsi que les * des hauts plateaux éthiopiens ont des gènes particuliers qui leur permettent de vivre normalement à haute altitude. En fait, l’adaptation des humains à la haute altitude est un des exemples les plus marquants que l’évolution darwinienne s’applique aussi aux humains, et assez vite. Et ce qui est le plus intéressant, c’est que les trois solutions trouvées par la pour les différentes populations montagnardes ne sont pas les mêmes , , :

Les habitants des Andes sont assez petits, mais possèdent des poumons plus grands que nous, avec une plus grande surface alvéolaire. Ils ont aussi un peu plus de globules rouges, mais surtout leur hémoglobine fixe plus d’oxygène que pour nous grâce à une modification du gène Malgré environ 11000 ans d’adaptation, il arrive que des Quechuas ou des Aymaras souffrent de l’altitude. En examinant ces personnes, on s’est aperçus que les gènes SENP1 et ANP32D jouent un rôle dans l’adaptation à l’altitude
Les Tibétains possèdent aussi un gène modifié, mais surtout un gène différent depuis 3000 ans seulement. Leur version de ce gène est communément appelée “gène du super athlète”, et on vient de soupçonner qu’il est hérité des . Ce gène limite la production de globules rouges ce qui leur évite les problèmes d’hypertension et associés mentionnés plus haut. Pour s’adapter, les Sherpas ont surtout un système circulatoire plus développé, notamment au niveau du cerveau. En plus, leur sang contient près du double de monoxyde d’azote que la moyenne, ce qui favorise la dilatation des vaisseaux sanguins. Ces caractéristiques font que les Tibétains se sentent parfaitement bien à toutes les altitudes, ce qui n’est pas le cas des Chinois notamment. Peut-être que la sélection naturelle va avoir raison de l’invasion, avec le temps…
Chez les Éthiopiens, ce sont des modifications de gènes tout à fait différents ( CBARA1, VAV3, ARNT2 et THRB ) qui semblent liés à leur adaptation beaucoup plus ancienne (25000 ans au moins). Ces gènes sont liés aux et font apparemment en sorte que le corps produise plus d’hémoglobine sans produire plus de globules rouges.

Voilà, c’est avec ce multipack d’exotisme alpestre et de jolis exemples d’ humaine à asséner à votre prochain créationniste que je vous souhaite une excellente reprise, dans la joie et la bonne humeur.

Note* : tiens, étonnante similitude des noms / …

Références:

LG Moore, M. Shriver et al “ ",2004, Placenta, vol. 25, p. 60-71 ( )
A. Bigham A, M. Bauchet et al. . 2010, PLOS Genetics 6 (9): e1001116. : . . .
Mark Prigg “ ”, 2 juilet 2014, Daily Mail

Les requins sont-ils attirés par le sang ?

Sat, 19 Apr 2014 00:00:00 +0000

Dans le (d’avril ou pas), une majorité des participants a répondu “vrai” à la question 6: “Les requins sont attirés par une goutte de sang humain à des kilomètres”. Or la réponse, ou plutôt ma réponse puisque c’est moi qui ai proposé cette question, était “Poisson d’Avril : les requins détectent bien le sang de poisson, mais très mal le sang humain. Voici extraite de l’émission des qui le prouve.”

Certains ne sont pas satisfaits par cette réponse, et trouvent à raison que la démonstration des MythBusters n’est pas suffisamment scientifique. Alors j’ai un peu approfondi les références plus scientifiques que j’avais trouvé pour étayer la réponse, et voici l’état des connaissances sur ce sujet.

Selon certaines études, le sens de l’odorat des requins semble effectivement très développé :

La sensibilité olfactive des requins en général est presque légendaire, favorisé par d’innombrables histoires stupéfiantes de ces prédateurs suivant une traînée de sang de 400 mètres ou plus à sa source. Les tests en laboratoire de l’acuité olfactive des requins ont révélé que ces anecdotes font pâle figure en comparaison de la réalité soigneusement mesurée. Des expériences sur des lamelles olfactives isolées de certaines raies ( famille Rajidae) ont montré des seuils de réaction étonnamment faibles à des stimuli chimiques: elles répondent à des concentrations aussi faibles que 10-14 moles par litre d’eau pour des acides aminés comme la , soit environ 1 molécule de sérine pour 1015 molécules d’eau. En termes de volume relatif, c’est comparable à la détection d’une balle de golf dans le Loch Ness .

Ceci correspond approximativement à l’histoire populaire de la goutte de sang dans une piscine olympique, qui date probablement des premières études anatomiques sur les “nares” des requins dans les années 1910 , époque où on bouchait les nares des requins pour mesurer leur capacité à retrouver une proie .

Des mesures effectuées récemment par electro-olfactogramme sur des animaux vivants ont montré que les requins ne réagissent en réalité qu’à des concentrations beaucoup plus élevées d’acides aminés, de l’ordre de 10-9 à 10-7 moles par litre, ce qui correspond environ à leur présence normale dans l’eau de mer. Les mêmes chercheurs ont montré que d’autres poissons comme les thons ont une sensibilité de l’odorat tout aussi élevée . Ils relèvent en outre que l’odorat ne sert pas uniquement à détecter des proies, mais aussi pour trouver des partenaires sexuels et aide probablement à se localiser dans l’océan grâce aux odeurs transportées par les courants.

On en arrive à un point important : les odeurs sont principalement transportées par les courants. La dans l’eau est trop lente et il faudrait des quantités de sang trop importantes pour créer un gradient de concentration suffisant sur des centaines de mètres pour qu’un requin puisse remonter à la source. Il faut qu’un courant transporte le sang de la source aux “nares” du requin assez vite pour que le sang ne se dilue pas trop. Au pif, je dirais que si vous saignez assez dans un courant de 4 km/h pour qu’un requin vous sente à 1km (donc 15 minutes plus tard), vous allez probablement mourir d’hémorragie avant d’être croqué…

Jusqu’ici aucune expérience scientifique n’a vérifié ceci en pleine mer, mais j’ai trouvé un témoignage plein de bon sens sur le blog d’une entreprise sud-africaine qui propose de voir des de près :

Est il vrai que les Grands Blancs peuvent sentir une goutte de sang humain à 100 km? En tant qu’opérateurs de plongées en cages, nous aimerions que ce soit vrai! Si c’était le cas nous pourrions économiser beaucoup d’argent en n’achetant plus d’appâts (“chum”?) mais ce n’est simplement pas vrai. Nous appâtons les requins blancs avec de l’huile de poisson très concentrée. Même avec cette puissante mixture, si la tache d’huile ne va pas dans la bonne direction, celle où les requins se regroupent, vous ne verrez aucun requin.

L’équipe de la a suivi des requins blancs dans ces zones et a découvert que si les requins ne sont pas proches de la tache d’huile, ils n’approchent pas du bateau. Ils ont aussi trouvé des requins qui n’ont pas réagi du tout en traversant la tache d’huile. Donc même dans une baie pleine de requins, si le courant ne va pas dans la bonne direction, vous attendrez longtemps avant d’en voir un!

A ce propos je me rappelle avoir vu un reportage expliquant que la que l’on constate parfois lors de plongées organisées ne correspond pas à un comportement naturel. En conditions normales, il n’y a jamais de poisson haché menu et saignant abondamment, ou alors il est déjà à moitié dans la gueule d’un prédateur. En inondant l’eau d’appâts dégoulinants de jus, les requins ont probablement l’odorat complètement saturé et se sentent aussi à l’aise que vous dans une manif gazée aux lacrymogènes…

Donc je maintiens : la réponse à “Les requins sont attirés par une goutte de sang humain à des kilomètres” est “poisson d’avril”, ou plutôt “mythe hollywoodien à oublier” .

Références

" " sur ReefQuest Centre for Shark Research
Sheldon, R. E. , “The reactions of the dogfish to chemical stimuli”, 1909 J. Comp. Neurol. Psychol. 19, 273-311
Parker, G. H. “The directive influence of the sense of smell in the dogfish”, 1913, In Bulletin of the United States Bureau of Fisheries, Vol. 33 (ed.Smith, H. M., Commissioner), pp. 63-68. \[[pdf](http://fishbull.noaa.gov/33-1/parker.pdf)\]
and S. M. Kajiura, “Olfactory morphology and physiology of elasmobranchs” J. Exp. Biol., vol. 213, no. Pt 20, pp. 3449–56, Oct. 2010. \[[pdf](http://www.science.fau.edu/sharklab/pdfs/mk10b.pdf)\]
" ", 2012, SharkWatch SA Blog
Devin Powell, “ ”, 2010 sur Inside Science

Poisson d'Avril, ou pas ?

Mon, 31 Mar 2014 00:00:00 +0000

Les vrais poissons sont parfois aussi étonnants que des Poissons d’Avril. Sauras-tu faire la différence ?

Les blogueurs du C@fé des Sciences ont réuni leurs forces pour te proposer ce quizz que nous espérons amusant et instructif. Les bonnes réponses seront publiées le 8 avril sur et il y aura des prix pour les meilleurs détecteurs de poissons d’avril.

( Le concours est , on ne peut plus jouer mais voici les questions pour mémoire)

1. On vient de trouver un Coelacanthe à 2900 m d’altitude en Suisse *

Vrai
Poisson d’Avril

2. Quel est ce drôle de poisson ? *

un poisson dont le crâne est transparent.
un Poisson d’Avril

Ca va le bocal ?

3. Le poisson d’argent est la preuve que les poissons descendent des insectes *

Vrai
Poisson d’Avril

4. Les poissons volants peuvent voler plus de 40 secondes à 70 km/h, sur une distance de plus de 400 mètres *

Vrai
Poisson d’Avril

5. Il existe des poissons qui vivent dans l’anus des concombres de mer *

Vrai
Poisson d’Avril

6. Les requins sont attirés par une goutte de sang humain à des kilomètres *

Vrai
Poisson d’Avril

7. Un poisson peut attraper et manger un oiseau en plein vol *

Vrai
Poisson d’Avril

8. Il y a des poissons qui vivent à 13000 mètres de profondeur *

Vrai
Poisson d’Avril

9. Ce poisson reste tellement immobile qu’on peut lui mettre du rouge à lèvres *

Vrai
Poisson d’Avril

Parce que je le vaux bien

10. Si un poisson remonte trop vite vers la surface, il peut exploser. *

Vrai
Poisson d’avril

11. Des poissons peuvent chanter si fort qu’ils empêchent des centaines de personnes de dormir. *

Vrai
Poisson d’avril

12. Les poissons mâles choisissent des amis laids pour paraître plus séduisants aux yeux des femelles. *

Vrai
Poisson d’avril

13. Il existe des poissons de plus de 15m de long *

Vrai
Poisson d’avril

14. La mémoire des poissons rouges (carassins) n’excède pas une minute. *

Vrai
Poisson d’avril

15. Certains poissons marchent et respirent sur la terre ferme *

Vrai
Poisson d’Avril

16. Le poisson dracula suce le sang de ses victimes *

Vrai
Poisson d’Avril

17. Les piranhas utilisent leurs cordes vocales pour aboyer *

Vrai
Poisson d’Avril

Ouah ! ouah !

18. Des crustacés peuvent remplacer la langue de certains poissons *

Vrai
Poisson d’Avril

19. Les dragons de mer existent *

Vrai
Poisson d’Avril

20. Les thons possèdent un 3ème oeil *

Vrai
Poisson d’Avril

21. La peau du poisson blob est plus dense que l’eau, c’est pourquoi il vit dans les fonds marins *

Vrai
Poisson d’Avril

Qu’est-ce qu’elle a ma gueule ?

22. Les murènes possèdent deux machoires *

Vrai
Poisson d’Avril

et toi, t’as combien de mâchoires ?

23. Le poisson lune laisse des oiseaux picorer les parasites sur sa peau *

Vrai
Poisson d’Avril

Poisson lune et homme poisson

24. On a récemment péché un requin ouvre boite *

Vrai
Poisson d’Avril

Acanthaspis Petax, CC et Wikipédia

Sat, 26 Jan 2013 00:00:00 +0000

de la RTS est toujours marrante et souvent intéressante. Dans le classement des ” je connaissais grâce à SSAFT la et les , mais pas leur hyperparasite “ ” ni les autres bestioles citées. Et surtout je n’arrivais pas à visualiser , cette punaise malaise qui se colle les cadavres de ses victimes formiques sur le dos.

Comme des millions d’internautes chaque jour je me suis rué sur la Wikipédia, et j’ai découvert que la page consacrée à Petax , quoique sommaire, était pour une fois plus complète que celle , mais qu’à la place de la photo se trouvait la mention “Une illustration sous licence libre serait la bienvenue”.

C’est là que j’ai réalisé l’un des problèmes rencontrés par la Wikipédia actuellement : convaincre les photographes et autres créateurs de mettre gratuitement à disposition une partie de leurs oeuvres. Les quelques 15 millions d’images “librement réutilisables” stockées dans la ne couvrent pas les besoins des ~ de toutes les wikipédias, surtout sur des sujets un peu pointus.

Je me suis donc mis en quête d’une et j’ai trouvé du monstre, mais soumise à copyright. L’auteur, photographe professionnel ( ) vend des de ses photos, par exemple . Je l’ai alors contacté pour lui demander s’il voulait bien mettre à disposition sa photo sur la Wikipédia en lui citant l’exemple de dont l’auteur . Et ça a marché : Kurt a ajouté un discret filigrane sur la version “Creative Commons” de sa photo, qu’on peut désormais voir sur dans toutes les langues, et ci-dessous en toute légalité:

"Assassin bug nymph with ant prey and ant carcasses on its back…" par Kurt (Hock Ping Guek) orionmystery.blogspot.com (version CC)

En effet, Kurt a choisi de distribuer cette photo sous licence “ ”:

CC signifie “ ” : c’est l’organisation qui a rédigé un ensemble de licences permettant de reproduire, distribuer et communiquer l’œuvre, avec :
BY signifie “attribution” : le nom de l’auteur doit être cité, ce que j’ai fait.
ND signifie “pas de modification”. Comme Kurt ne l’a pas spécifié, chacun est libre de modifier sont image comme il le souhaite, mais …
SA signifie “mêmes conditions” : une fois l’image modifiée, elle doit rester disponible aux mêmes conditions BY et SA, donc personne ne peut s’approprier ou figer cette oeuvre
NC pour “non commercial” n’étant pas spécifié, la photo ci-dessus pourrait en principe être incluse dans un journal ou un site à but lucratif.
3.0 est la version de la licence la plus récente, qui a ajouté un “droit moral” à l’auteur de demander le retrait d’une adaptation de son oeuvre qu’il jugerait outrageante

Ce qui n’est absolument pas le cas, vous en conviendrez, de ce dessin fait tout exprès pour cet article par , illustratrice dont vous pouvez voir les dessins dans des albums pour la jeunesse, l’excellent journal “ ” ainsi que sur . Ayant rejoint en indiquant “J’aime dessiner les animaux, tous, et surtout les méconnus et mal aimés”, je l’ai prise au mot et voilà le résultat. Merci Emilie !

"Petax souriant aux CC" par Emilie Vanvolsem

Sur son site, Emilie mentionne une licence CC-BY-NC-ND, donc vous avez le droit d’utiliser cette image, mais pas de la modifier (ND) ni d’en tirer profit (NC). Et bien sur, il faut l’attribuer clairement à Emilie (BY).

Pour ma part, après mure réflexion j’ai décidé de clarifier la licence des textes de ce blog en les plaçant sous . Je vais voir si ça décourage certains vautours …

Comment contribuer à la Wikipédia

Le titre de ce paragraphe était initialement celui de l’article, dont le plan était:

Ré-expliquer que de la Wikipédia. Pour de petites corrections ou ajouts, c’est très facile et il n’y a même pas besoin de créer un compte. Pour de plus grosses interventions il faut tenir compte de pas mal de choses, mais si 137'000 utilisateurs actifs anglophones et 17'000 francophones ( ) y arrivent, pourquoi pas vous ?
Il est tout aussi utile de mettre vos photos, dessins et autres créations sous une licence “libre” ou CC pour qu’ils puissent être intégrés dans la Wikipédia. Par défaut, les sites comme Flickr ou Picasa les protègent par un copyright, mais il est facile d’attribuer une licence CC à tout ou partie de vos oeuvres. Vous pouvez aussi les mettre directement sur .
Vous pouvez aussi convaincre des photographes professionnels de jouer le jeu en leur expliquant que les licences CC conservent leurs droits intacts : ils peuvent continuer à vendre leurs photos à haute résolution tout en se faisant de la pub en mettant à disposition des versions “écran” gratuitement.
Terminer en disant que si vous n’êtes pas motivé par ce qui précède mais que vous voulez que la Wikipédia vive, vous pourriez au moins …

Si vous voulez vous y mettre, voici quelques tâches à faire pour documenter correctement sur la Wikipédia les 5 insectes cités par Pentagruel:

Etoffer le texte d’ , ou convaincre Le Guru de faire don de à la Wikipédia
Etoffer et illustrer celui sur que je viens de créer à partir de la ) et créer et illustrer ceux sur et qui existent respectivement et (cette dernière est intéressante car elle utilise historique tombé dans le domaine public, par manque de photo “libre”). Il faudrait d’ailleurs aussi décrire correctement l’ soit dans une page spécifique , soit dans un .
Créer aussi un article pour la fourmi esclavagiste , sur laquelle il existe un bon
Rien à faire pour : l’article semble bien fait et illustre à mes yeux d’entomolonéophyte.
Tout est à faire pour le scarabée squatteur, pique-assiette et fainéant dont il n’y a aucune trace sur la Wikipédia. Pourtant le suite à .

Voilà, si vous attendiez une occasion de vous lancer comme contributeur de la Wikipédia c’est le moment : je vais surveiller ces articles et vous coacher au besoin pendant les prochaines semaines. Go !

Divers d'été

Sun, 12 Aug 2012 00:00:00 +0000

Billet vite fait en forme de pot-pourri de découvertes estivales.

Les Seychelles

Ce pays est bien plus qu’une destination de vacances de rêve. L’archipel est un “micro-continent” granitique peuplé d’espèces endémiques surprenantes, préservées de toute présence humaine jusque vers 1750. Actuellement, ce micro-état de 90'000 habitants seulement traverse des crises importantes mais m’a semblé sur la bonne voie pour les résoudre : bon niveau de formation, ouverture, dialogue social et politique, conscience écologique.

"Dr. Goulu et la coco fesse" (sur flickr)

On trouve aux Seychelles des , “Aldabrachelys gigantea”, plus grosses que celles des Galapagos. Charles Darwin était d’ailleurs intervenu en faveur de leur protection, car elles étaient menacées à la fin du XIXème siècle. Les autorités avaient alors eu une excellente idée pour tenir les braconniers à l’écart de Curieuse, une île affectionnée par les tortues : y construire une léproserie!

Il y a le “Lodoicea maldivica” qui n’est ni de mer, ni des Maldives mais produit bien les plus grosses graines du monde, les magnifiques “coco fesses”. De la même que “ ”, il n’est de loin pas autant répandu puisqu’il n’en existe que quelques milliers d’arbres, pour la plupart à la sur l’ile de Praslin. prétendent d’ailleurs que la “coco de Praslin” a donné l’expression “ ”, mais c’est douteux. Pour ma part, je me demande toujours quel est l’ de produire si peu de graines si grosses qu’il leur faut 7 ans pour mûrir.

A part ça, les “fruit bats” des Seychelles sont de “[ ]( qui se nourrissent exclusivement de fruits. J’ai été étonné par leur vol en ligne droite, de jour, mais je ne les ai pas trouvées aussi goûteuses que vantées par les Seychellois…

Tau Zéro Poul Anderson; Editions Le Bélial' 2012WorldCat • Open Library • LibraryThing • Google Books • BookFinder

Ayant découvert ce livre grâce à , je l’ai dévoré en me demandant comment j’avais pu ignorer son existence pendant 42 ans. Il faut dire que “Tau Zéro” est bien mieux que ma nouvelle “ ” sur le même thème…

Ce roman de “hard science fiction” raconte un voyage interstellaire à vitesse relativiste d’une manière très précise et bien documentée, tout en maintenant un suspense par plusieurs rebondissements. Je l’ai trouvé excellent car j’y ai retrouvé l’optimisme de la conquête spatiale des années 1970 et la liberté des moeurs de cette époque bénie de ma jeunesse ;-) J’ai un peu moins aimé la fin, mais cette lecture reste un must pour les amateurs de s-f.

“C’est maintenant” et l’île de Pâques

Par contre je n’ai pas aimé du tout Jean-Marc Jancovici (2009). C'est maintenant: 3 ans pour sauver le monde. Seuil. Ou plutôt j’ai été très déçu par ce pamphlet politique commis par Alain Grandjean, économiste simpliste, et Jean-Marc Jancovici dont je pense pourtant toujours beaucoup de bien depuis que j’ai découvert son site .

Comme ma critique de ce bouquin prend de la place, je vais y consacrer un prochain article. Ici je ne m’attaquerai qu’à l’allégorie utilisée par les auteurs tout au long de leur argumentation : l’ de l’ . Selon l’hypothèse du développée entre autres par dans “ ”, cette île initialement paradisiaque aurait été déforestée par ses habitants sous l’influence des monarques obsédés par l’édification des fameux , au point de la rendre quasi inhabitable.

Or ceci apparaît de plus en plus comme une . En particulier, après avoir montré en 2006 que la colonisation de l’île de Pâques était bien plus tardive qu’on ne l’imaginait , Hunt et Lipo viennent de prouver que les moaïs pouvaient être déplacés sans nécessiter de bois, en marchant !

Le “Pour la Science” d’Août

Deux articles au moins justifient l’achat de ce numéro

D’abord un article très complet sur les neutrinos . Vous savez, ces particules qui ne vont pas plus vite que la lumière… Emis en grand nombre par les , ils sont également produits par les réactions nucléaires du Soleil et celles, naturelles ou artificielles sur Terre. De nouveaux détecteurs comme sont désormais assez sensibles pour mesurer ces derniers. On peut par exemple détecter lorsque le combustible nucléaire est rechargé dans un réacteur. Et si c’est fait souvent, c’est un signe de production militaire… Et on peut aussi mieux quantifier le fonctionnement du réacteur nucléaire sur lequel nous vivons : La radioactivité naturelle est due à 20% au , à 40% au et à 40% à l’ 238 dont la quantité estimée dans le manteau et la croûte terrestre est estimée à 8.1016 kg, soit 80'000 milliards de tonnes. ( Et on a peur d’en manquer ou de polluer en chaque année un milliardième de ce stock…)

Ensuite , Jean-Paul Delahaye nous explique comment combiner des pertes pour gagner . En effet, selon le très contre-intuitif il est possible d’élaborer une stratégie gagnante en combinant des jeux dans lesquels on est statistiquement perdants ! Mais attention, on ne peut hélas pas jouer à “qui perd gagne” avec une roulette et un black-jack : les deux jeux doivent être en interaction d’une manière bien précise. Donc ça intéresse plutôt nos amis traders. Un de plus pour la en vue ?

Sinon, mes collègues C@fetiers de expliquent pourquoi le ciel n’est pas bleu , et leurs articles dans Pour la Science sont vraiment bien. Vas-y Jean-Michel, donne-nous en plus en ligne !

Références :

Terry L. Hunt et Carl P. Lipo, “Late Colonization of Easter Island”, 2006, Science, Vol. 311 no. 5767 pp. 1603-1606 ,
William McDonough, John Learned et Stephen Dye, “ ", Pour la Science, N°418, août 2012, p 42-49
Jean-Paul Delahaye, “ ", Pour la Science, N°418, août 2012, p 82-87
Jean-Michel Courty et Eduard Kierlik “ ", Pour la Science, N°418, août 2012, p 90-91

Magnifique caféine

Sat, 07 Jul 2012 00:00:00 +0000

(article repris dans Collectif (2013). Les meilleurs blogues de science en français: Sélection 2013. Editions MultiMondes. )

Caféine, je t’aime. Comme l’a dit (et pas ), tu es une matière première des mathématiques :

“Un mathématicien est une machine qui transforme le café en théorèmes.”

mais aussi des informaticiens, ingénieurs et autres penseurs. Et tu es si belle:

Photo Annie Cavanagh et David McCarthy

Cette image obtenue par microscopie électronique à balayage montre environ 40 microns de la pointe de tes cristaux, en fausses couleurs. Elle vient de remporter un

Je savais que tu étais une molécule assez simple et qu’on t’appelle aussi théine, mais j’ignorais que tu pouvais cristalliser. J’ai découvert comment le faire sur le et plein d’autres choses intéressantes sur . Par exemple qu’un café contenant environ 80 milligrammes de toi, je devrais en boire environ 200 en avant que tu ne me tues.

Car certains te traitent d’ , mais tu es plutôt une . Les biologistes pensent que les plantes te synthétisent pour éloigner les insectes et les araignées, qui ne t’aiment pas du tout, et aussi que ta présence dans les graines empêchent les autres graines proches de germer.

, tu es un “inhibiteur compétitif” de l’ , à laquelle les chimistes disent que tu ressemble assez pour te fixer sur les récepteurs cellulaires de l’adénosine, mais sans les activer.

Or l’adénosine ralentit mon activité cérébrale lorsque je suis stressé, et en limitant son action tu me permets de rester concentré. De plus, mon organisme réagit à ton antagonisme en produisant de l’adrénaline et de la dopamine, tu es donc indirectement un psychostimulant : mon cerveau travaille plus vite et mieux. Merci !

Evidemment que tu empêches de dormir ! Mais comme dans un corps humain n’est que de quelques heures, on peut aussi t’utiliser comme le préconise :

“Le café est un breuvage qui fait dormir quand on n’en prend pas.”

Tu accélères aussi le rythme cardiaque et améliore les échanges gazeux et l’oxygénation des muscles, ce qui intéresse particulièrement mes amis sportifs. Plusieurs études ont montré que les cyclistes pédalaient mieux après quelques cafés ou boissons au , la plante qui te contient en plus grande quantité, mais qui a un goût de chiottes, je trouve…

D’ailleurs à ce propos, tu es aussi très diurétique, ce qui peut être un avantage ou un inconvénient, ça dépend. J’avais lu quelque part que certaines armées disposent de pilules te contenant à forte dose pour éviter à leurs soldats de dormir, mais que certains, comme les pilotes de chasse, n’apprécient pas trop tes conséquences liquides…

Evidemment, tu as aussi de vrais inconvénients. D’abord, ton nom chimique est affreux : “3,7-dihydro-1,3,7-trimethyl-1H-purine-2,6-dione”. Ensuite, je m’ . Je le constate très bien : j’ai besoin de plus en plus de cafés pour que tu me fasse le même effet jour après jour. D’après les études, cette accoutumance est complète lorsqu’on absorbe environ 1000 mg de toi, soit plus de 10 cafés par jour pendant 18 jours. Après ça tu peux causer une dépendance car l’organisme produit un excès de récepteurs de l’adénosine et réduit les récepteurs de dopamine pour s’adapter à ta présence, et si on ne te prends plus tu nous provoques une vraie crise de manque. Honoré de Balzac était l’une des personnes que tu as ainsi rendus caféinomanes.

Mais pas moi, car je t’aime trop pour abuser de toi. Chaque week-end je ne te consomme qu’occasionnellement, et en vacances plus du tout, sauf éventuellement dans une bonne glace. Alors prépare toi à quelques semaines de séparation.

Acanthamoeba, voire pire

Fri, 03 Feb 2012 00:00:00 +0000

(article soumis au concours du 500ème article de “Strange Stuff and Funky Things”, qui l’a )

(article repris dans Collectif (2013). Les meilleurs blogues de science en français: Sélection 2013. Editions MultiMondes. )

est un genre d’amibes extrêmement communes. On en trouve partout : dans l’eau douce y compris potable, dans le sol, et même dans l’air sous forme de kystes volants. Les Acanthamoeba mangent des bactéries et contribuent ainsi aux premières étapes de la chaîne alimentaire qui transforme le carbone dissous dans l’eau en steaks, ce qui les classe définitivement dans la catégorie “animaux utiles” de mon premier cours de catéchisme.

De plus les biologistes cultivent des quantités de l’espèce A. Castellanii à raison d’environ 10¹² bestioles par kilo comme “ ” utilisé dans toutes sortes de recherches en biochimie, biologie moléculaire etc. Catégorie “animaux inoffensifs” a priori.

Acanthamoeba sous microscope électronique

Mais a_canthos_ signifiant épineux en grec (à ne pas confondre avec _, qui veut dire épine en grec…) , vous vous attendez certainement à ce que ces microbes méritent leur place dans un article de ce blog en causant un problème. Gagné! En fait ils en causent même plusieurs.

Acanthamoeba ne dérange pas trop notre système digestif qui a du s’y habituer depuis le temps, mais aime bien grignoter de la bactérie bien fraîche à la surface de nos yeux. Une baignade dans un étang un peu tiède et hop, c’est quasiment sur, quelques amibes croissent et multiplient sur vos cornées. Une petite douche plus tard, elles s’en vont comme elles sont venues, dans une goutte d’eau.

Sauf si vous ne vous douchez pas, ou avec l’eau du même étang. Ou si vous mettez vos lentilles de contact. Quelques espèces d’Acanthamoeba adorent les lentilles de contact : ça les protège de l’air qui pourrait les dessécher ou de vos doigts qui pourraient les essuyer, et ça maintien un petit film humide juste à la température où les bactéries peuvent profiter de la lumière pour devenir des proies facile à lyser. Et quand il n’y a plus de bactéries ou qu’elle n’a plus faim, Acanthamoeba s’enkyste, mais comme le plastique de la lentille est un peu dur à creuser, elle préfère se planquer dans la cornée…

Au début, ça pique les yeux comme une conjonctivite, mais les collyres ne soulagent que très temporairement. Et puis on va voir un ophtalmo qui va prescrire des antibiotiques “pour voir”, le temps de faire des analyses assez longues. Il ne veut pas effrayer le patient en lui parlant de “ ” tellement c’est rare. Et on perd un temps préc-yeux, parce qu’un diagnostic rapide permet de bien limiter les dégâts. Vous voulez voir à quoi ressemble un oeil infecté par des amibes au bout de quelques temps ? Vous êtes surs ? Sinon, vous pouvez aussi scroller vite d’une page vers le bas, c’est permis. Prêt ? alors voilà:

Perforation de la cornée secondaire à une kératite amibienne dramatique. crédit photo Dr. Jean-Louis Bourges (Hôtel-Dieu Paris)

Bon, là c’est le stade irréversible qui nécessite une . En osant cliquer sur l’image vous verrez des stades moins avancés où un traitement médicamenteux est encore possible, et si ça ne marche pas seule une greffe de cornée permet de sauver l’oeil, à condition que l’oeil n’ait pas produit trop de vaisseaux sanguins dans la cornée pour essayer d’y amener plus de globules blancs à la rescousse. On se tient les pouces pour Caroline qui attend une cornée depuis plusieurs mois, et on remercie (d’avance…) tous les futurs donneurs d’organes, y compris les yeux.

Après ça ai-je encore besoin d’insister sur l’importance de l’hygiène pour les porteurs de lentilles de contact ? Non ? Vous avez compris le message ? Je coupe/colle quand même les recommandations du Syndicat National des Ophtalmologistes de France (SNOF), on ne sait jamais:

Bien se laver les mains et les sécher convenablement avant toute manipulation de lentilles

Utiliser un oxydant pour nettoyer les lentilles souples

Nettoyer régulièrement le boîtier des lentilles avec le liquide de conservation des lentilles, l’essuyer et le laisser sécher ouvert. Le changer fréquemment

Ne pas mettre de lentilles sous une douche, dans les piscines ou en eau douce (jacuzzi, lac…)

Ne jamais nettoyer des lentilles avec l’eau du robinet

En cas de gêne ou de douleur (même augmentant au dépôt des lentilles):ôter les lentilles , consulter un ophtalmologiste en urgence

Toujours posséder une paire de lunettes correctrices adaptée en complément des lentilles

Regardez encore cette vidéo (supprimée…) qui explique pourquoi a désormais un look de pirate, et on pourra passer à la suite…

Il arrive que certaines amibes parviennent par un mécanisme encore pas très bien compris jusqu’à notre cerveau. C’est extrêmement rare, quelques dizaines cas par an dans le monde, mais le résultat est très bien documenté : la mort en quelques jours. L’ causées par Acanthamoeba étant à la due à dont , on n’en dira pas plus ici à ce sujet.

Reste encore une belle épine que les Acanthamoeba nous plantent bien profond par un mécanisme bien tortueux. Depuis 1994 on sait que se propage en utilisant Acanthamoeba castellanii et en 2006 une équipe de l’Université de Bath a démontré que les “MRSA” plus connus sous le nom de arrivent à survivre à l’intérieur d’ Acanthamoeba polyphaga et à s’y reproduire pendant que ces amibes omniprésentes leur servent d’omnibus entre les chambres d’hôpital.

vue d’artiste d’une Acanthamoeba polyphaga avec des MRSA. C’est presque mignon…

Plus embêtant encore : comme les amibes essaient de transformer ces bactéries en miam-miam à l’aide de substances qui sont par définition des , les bactéries que Dame Evolution préserve des dites substances (dont Elle essaie plein de combinaisons par ailleurs…) en ressortent plus résistantes encore. Ces bactéries sont donc nietzschéistes : “ce qui ne nous tue pas nous rend plus fort”, mais pour nous c’est la variante “ce qui les rend plus fort nous tue” qu’on a favorisé en récurant nos hôpitaux avec des antibiotiques.

Maintenant qu’on a compris, on va aussi viser ces sales bêtes nuisibles d’amibes. Mais juste dans les hopitaux, hein ? Et à la rigueur dans les étangs, parce que dans le sol je les aime bien, moi, les Acanthamoeba faiseuses de steaks.

Références

sur le site du SNOF
Naveed Ahmed Khan (2009). Acanthamoeba: biology and pathogenesis. Caister Academic Press.
(kératoplastie transfixiante) sur le site du SNOF
S. Carrette et al “ ", Bull. Soc. belge Ophtalmol., 275, 49-53, 2000.
Cirillo JD, Falkow S, Tompkins LS “Growth of Legionella pneumophila in Acanthamoeba castellanii enhances invasion.” Infect Immun. 1994 Aug;62(8):3254-61.
, University of Bath,Press Release - 28 February 2006
sur le blog “Travelling small with a nucleus”

Quel trématode a infecté METI ?

Sun, 28 Aug 2011 00:00:00 +0000

Vu l’autre jour cet excellent cartoon du “Saturday Morning Breakfast Cereal” qui associe l’émission de signaux à destination des extraterrestres ( ) à un comportement suicidaire de poissons infectés par des :-)

Hélas, il manque de références.

Il est relativement facile de trouver des documents sur les risques de METI et l’échec de SETI (les civilisations réellement intelligentes n’émettent surtout pas de signaux permettant de les localiser), à partir de par exemple.

Mais pour trouver des références sur le trématode illustré dans le cartoon, il faut chercher plus. Le terme “ ” qu’on y trouve correspond à une étape du cycle de vie des trématodes en général. Ce n’est qu’après avoir cherché “trématode poisson cerveau comportement” dans tous les sens que je suis tombé sur un cours de parasitologie où sont mentionnés plusieurs trématodes qui “manipulent” le poisson en le rendant plus vulnérable aux prédateurs:

produit des taches blanches sur le dos du poisson, ce qui le rend plus visible par les oiseaux
handicape ses nageoires
attaque les yeux du poisson, qui détecte moins bien l’oiseau qui l’attaque…

Mais celui qui nous intéresse semble être :

Les métacercaires d’Euhaplorchis californiensis envahissent (jusqu’à 3000 par hôte) la boîte crânienne du poisson marin Fundulus parvipennis.

L’adulte du parasite se développe chez des oiseaux marins qui se contaminent en ingérant les poissons.

Les poissons parasités ont un comportement très différent de celui des poissons sains : ils font des séjours fréquents près de la surface et ont des mouvements désordonnés.

Notamment, ils exposent fréquemment leur ventre clair vers la surface.

Les expériences en bassins extérieurs de K. Lafferty et K. Morris démontrent que les poissons parasités sont 30 fois plus nombreux à être capturés par les oiseaux que les poissons sains.

C’est pas une bonne idée pour un bouquin de S.F. ou un épisode de ça ? Envoyer dans l’espace des nano-robots qui infectent le cerveau des physiciens en leur suggérant l’idée d’envoyer des signaux “coucou on est là, sur une chouette planète habitable” dans l’espace ?

Références:

“Concepts de base en parasitologie”, 2005 \[[format PowerPoint PPT](http://www.edu.upmc.fr/sdv/desdevises/master_sduee/PDFs/Combes05.ppt)\]

La vie à faible nombre de Reynolds

Sat, 30 Apr 2011 00:00:00 +0000

A la fin de l’article “ ”, j’avais lancé un appel à l’aide pour traduire la référence principale

E.M. Purcell. “ ”, 1977, American Journal of Physics vol 45, pages 3-11*

L’appel a été entendu par Christopher Couchman, qui m’a donné un très sérieux coup de main pour traduire en français cet article surprenant et passionnant. Le voici, également au si vous préférez:

NDLR d’époque: Il s’agit d’une réimpression d’un document (légèrement modifié) portant le même titre paru dans le livre Victor Frederick Weisskopf, Kerson Huang (1976). Physics and our world: a symposium in honor of Victor F. Weisskopf (Massachusetts Institute of Technology-1974). American Institute of Physics. . Le ton personnel de l’exposé d’origine a été conservé dans le document, qui est lui-même une transcription légèrement modifiée d’un enregistrement. Les figures reproduisent les transparents utilisés dans la présentation. La démonstration utilisait un grand réservoir rectangulaire transparent rempli de sirop de maïs, éclairé par un rétroprojecteur tourné sur le côté. Certains mouvements de mains essentiels n’ont pas pu être reproduits.

En toute autre circonstance, je crains que je n’aurais pas eu le culot de vous tenir ce discours. C’est une histoire que je gardais pour la raconter à Viki. Comme beaucoup d’entre vous, j’ai apprécié de temps en temps l’expérience merveilleuse d’explorer avec Viki certains domaines de la physique, ou quelque chose auquel nous pouvons appliquer la physique. Nous errons comme de stricts amateurs, équipés seulement de quelques notions de physique élémentaire, même si nous n’apportons pas beaucoup de lumière sur les autres sujets. Voici un de ces sujets; mais j’ai encore une autre raison de vouloir, pour ainsi dire, harceler Viki, parce que je vais vous parler pendant quelque temps de la viscosité. La viscosité dans un liquide sera le thème dominant et vous connaissez le programme de Viki de tout expliquer, y compris la hauteur des montagnes, avec les constantes élémentaires. La viscosité d’un liquide est un de ces sujets difficiles, comme il le sait bien, parce que quand la substance est refroidie de seulement 40 degrés, sa viscosité peut varier d’un facteur d’un million. J’ai été vraiment surpris par la viscosité des fluides dans les premiers jours de la RMN, quand il s’est avéré que la glycérine était exactement ce dont nous avions besoin pour explorer le comportement de la relaxation de spin. Et pourtant, si vous étiez un petit être vivant à l’intérieur de la glycérine en regardant autour de vous, vous ne verriez pas beaucoup de changement dans votre glycérine lorsqu’elle se refroidit. Viki dira qu’il peut au moins prévoir le logarithme de la viscosité. Et cela, bien sûr, est correct parce que la raison pour laquelle la viscosité change est qu’elle dépend d’une énergie d’activation et que ce qu’il peut prédire c’est l’ordre de grandeur de l’exposant. Mais c’est encore plus mystérieux que cela, Viki, parce que si vous regardez dans le tableau du , vous trouverez qu’il n’y a pratiquement pas de liquide avec une viscosité beaucoup plus faible que celle de l’eau. Les viscosités balayent un grand domaine, mais elles s’arrêtent au même endroit. Je ne comprends pas cela. Je lui laisse cette question.

Maintenant, je vais parler d’un monde auquel, en tant que physiciens, nous ne pensons presque jamais. Le physicien entend parler de la viscosité à l’école secondaire quand il reproduit l’expérience de la goutte d’huile de Millikan et il n’en entend jamais plus parler, du moins pas dans ce que j’enseigne. Et le nombre de Reynolds, bien sûr, est pour les ingénieurs. Et la plupart des ingénieurs ne s’intéressent pas au domaine des bas nombres de Reynolds - sauf peut-être les ingénieurs chimistes, dans le cadre de , un sujet fascinant dont j’ai entendu parler par ami de génie chimique au MIT. Mais je veux vous emmener dans le monde du très faible nombre de Reynolds - un monde qui est habité par l’écrasante majorité des organismes dans cette salle. Ce monde est assez différent de celui dans lequel nous avons développé nos intuitions.

Je devrais dire ce qui m’a fait aborder ce sujet. Pour introduire quelque chose qui viendra plus tard, je vais parler en partie sur la façon dont les micro-organismes nagent. Ce ne se révèlera pas, cependant, être la seule question importante à leur sujet. J’ai abordé ce sujet grâce au travail d’un de mes anciens collègues à Harvard, Howard Berg. Berg a fait sa thèse avec Norman Ramsey, en travaillant sur un Maser à hydrogène, puis il retourna à la biologie, qui avait été son premier amour, et à la physiologie cellulaire. Il travaille maintenant à l’Université du Colorado à Boulder, et a récemment participé à ce qui me semble être l’une des découvertes les plus étonnantes sur les questions dont nous allons parler. Ainsi, ça a été en partie le travail de Howard, étudiant E. Coli et découvrant cette chose étrange à leur sujet, qui a commencé à me faire penser à ce genre de physique élémentaire.

Eh bien voilà. Dans la figure. 1., Vous voyez un objet qui se déplace dans un fluide à une vitesse v. Il est de dimension a. Dans la loi de Stoke, l’objet est une sphère, mais ici, c’est de n’importe quelle forme; η et ρ sont la viscosité et la densité du fluide. Le rapport des forces d’inertie aux forces visqueuses, comme l’a montré il y a un peu moins de 100 ans, est donné par a.v.ρ / η ou a.v/ν, où ν est ma viscosité cinématique. Il est plus facile de se rappeler de sa grandeur pour l’eau : ν ≈ 10-2cm2/s. Ce ratio s’appelle le et quand il est petit, les forces visqueuses dominent. Maintenant il y a un moyen simple auquel je n’avais pas initialement pensé, de savoir qui devrait être concerné par le petit nombres de Reynolds. Si vous prenez la viscosité η au carré et que vous le divisez par la densité, vous obtenez une force (Fig. 2). Il n’y a aucune autre grandeur qui intervient, η2/ρ est une force. Pour l’eau, considérant que ν ≈ 10-2 et que ρ ≈ 1, η2/ρ ≈ 10-9 Newtons. Ça c’est la force qui tirera n’importe quoi de petit ou grand, avec un nombre de Reynolds de l’ordre de 1. En d’autres mots, si vous voulez remorquer un sous-marin avec un nombre de Reynolds de 1 (ou plus précisément de pi/6 s’il s’agit d’un sous-marin sphérique) remorquez le avec10-9 Newtons dans l’eau. Alors il est clair dans ce cas que vous êtes intéressés par les petits nombres de Reynolds si vous êtes intéressés par les faibles forces au sens absolu. Les seules autres personnes intéressés dans les petits nombres de Reynolds, bien qu’ils n’ont pas habituellement besoin de l’invoquer, sont les géophysiciens. La croûte terrestre est supposée avoir une viscosité de 1021 . Si vous calculez η2/ρ, la force est de 1036N. Ceci représente plus que 109 fois la force d’attraction gravitationnelle que la moitié de la terre exerce sur l’autre ! La conclusion est donc, bien entendu, que dans l’écoulement de la croûte terrestre, le nombre de Reynolds est en effet très petit.

Maintenant, considérons les choses qui se déplacent dans un liquide (Fig. 3). Le nombre de Reynolds pour un homme nageant dans un liquide pourrait être 104, si l’on prend en compte des dimensions raisonnables, pour un poisson rouge ou un petit guppy il pourrait descendre à 102. Pour les animaux dont nous allons parler, comme nous le verrons dans un instant, il est d’environ 10-4ou 10-5. Pour ces animaux l’inertie est totalement hors de propos. Nous savons que F = m.a, mais ils s’en fichent comme de leur première chemise. Je vais vous montrer une photo de l’animal réel un peu plus tard, mais nous allons parler d’objets qui ont une taille de l’ordre du micron (Fig. 4). Ceci est une échelle d’un micron, pas un fil de suture, chez l’animal dans la Fig. 4. Dans l’eau où la viscosité cinématique est de 10-2 cm/s ces choses se déplacent avec une vitesse d’environ 30 microns/s. Si je dois pousser l’animal pour le faire avancer, et soudain j’arrête de pousser, quelle distance parcourra-t-il avant de ralentir? La réponse est: environ 0,1 angström. Et il met environ 0,6 microsecondes à ralentir. Je pense que cela montre clairement ce que “faible nombre de Reynolds” signifie. L’inertie ne joue aucun rôle. Si vous êtes à un très faible nombre de Reynolds très faible, ce que vous faites en ce moment est entièrement déterminé par les forces qui s’exercent sur vous en ce moment, et par rien dans le passé.

Cela aide d’imaginer dans quelles conditions un homme nagerait, par exemple, au même nombre de Reynolds qu’un spermatozoïde. Eh bien vous le mettez dans une piscine pleine de mélasse, et vous lui interdisez de déplacer quelque partie de son corps à plus de 1 cm / min. Maintenant, imaginez-vous dans cet état, vous êtes dans la piscine dans la mélasse, et vous ne pouvez vous déplacer que comme les aiguilles d’une horloge. Si en vertu de ces règles de base vous êtes en mesure de vous déplacer de quelques mètres en quelques semaines, vous pourriez vous qualifier comme nageur à faible nombre de Reynolds.

Je veux parler de la natation aux faibles nombres de Reynolds d’une manière très générale. Qu’est-ce que nager veut dire? Eh bien, cela signifie simplement que vous êtes dans un liquide et que vous êtes autorisés à déformer votre corps d’une manière ou d’une autre. C’est tout ce que vous pouvez faire. Déplacer le liquide et le pousser derrière vous. Bien sûr, vous choisissez une sorte de déformation cyclique parce que vous voulez continuer à nager, et il ne sert à rien d’utiliser un mouvement qui tend asymptotiquement vers zéro. Vous devez continuer à avancer. Donc, de manière générale, nous nous intéressons aux déformations cycliques d’un corps sur lequel il n’y a pas de couples ou de forces extérieures, sauf celles exercées par le fluide environnant. La figure 5 montre un objet qui a une forme représentée par la ligne continue, il change sa forme pour prendre celle du contour en pointillé, puis il reviens à la forme initiale. Quand il est enfin de retour à sa forme initiale, le contour formé des petits points, elle s’est déplacée et réorientée un peu. Il a nagé. Un déplacement à résulté du cycle exécuté. S’il répète le cycle, il sera, bien sûr, affecté du même déplacement, et en 2 dimensions, nous le verrions progresser en cercle. En trois dimensions la trajectoire la plus générale est une hélice composée de petits entortillements, chacun d’entre eux est le résultat d’un cycle de changement de forme.

Il y a une chose très étonnante sur le mouvement à bas nombre de Reynolds. Un type particulier de mouvement de nage est ce que j’appelle un mouvement réciproque. C’est-à-dire, je change mon corps en une certaine forme et puis je retourne à la forme originale en passant par la séquence dans le sens inverse. A bas nombre de Reynolds, tout s’inverse très bien. Le temps, en fait, importe peu — seule la configuration compte. Si je change rapidement ou lentement, le type de mouvement est exactement le même. Si vous prenez l’équation de Navier-Stokes et vous jetez les termes d’inertie, tout ce que vous avez à gauche est $s.nabla^2.v = p/ eta$, où p est la pression (Fig. 6). Donc, si l’animal essaie de nager par un mouvement réciproque, il ne peut aller nulle part. Rapide ou lent, il retrace exactement sa trajectoire et il est de retour au point de départ. Un bon exemple de cela est une coquille Saint Jacques. Vous savez, une coquille Saint Jacques ouvre sa coquille lentement et la referme rapidement, éjectant de l’eau. La morale de ceci est que la coquilles Saint Jacques n’est pas bonne à faible nombre de Reynolds.

Elle ne peut pas nager, car elle n’a qu’une seule articulation, et si vous avez un seul degré de liberté dans l’espace de configuration, vous êtes tenu de faire un mouvement réciproque. Il n’y a rien d’autre que vous pouvez faire. L’animal le plus simple qui peut nager de cette façon est un animal à deux charnières. Je ne sais pas si un tel animal existe, mais la figure 7 en montre un hypothétique. Cet animal est comme un bateau avec un gouvernail à la fois avant et arrière, et rien d’autre. Cet animal peut nager. Tout ce qu’il a à faire est de passer par la séquence de configurations présentées, et de retourner à l’original une fois à S5. Son espace de configuration, bien sûr, est à deux dimensions avec des coordonnées θ1,θ2. L’animal décrit un cycle dans cet espace de configuration, et cela lui permet de nager. En fait, j’ai cet exemple juste pour le plaisir et vous pouvez prouver à partir de la symétrie que l’animal se déplace dans le sens indiqué sur la figure. En guise d’exercice pour un étudiant, quel est l’élément qui permet de déterminer cette direction ?

Vous pouvez inventer d’autres animaux qui n’ont pas de problèmes pour nager. Nous ferions mieux d’être en mesure de les inventer, car nous savons qu’ils existent. Celui auquel on pense d’abord en tant que physicien, est un tore. Je ne sais pas si il y a un animal torique, mais quelque soient les autres problèmes physiologiques auxquels il devrait faire face, il pourrait sûrement nager à bas nombre de Reynolds (Fig. 8). Un autre animal pourrait se composer de deux cellules collées et qui seraient capables de rouler l’une sur l’autre en ayant une sorte d’attraction en un point tout en libérant une attraction ailleurs. Cette chose nagerait en roulant. Je l’ai décrite une fois comme une combinaison d’un tracteur à chenilles et d’un vélo tandem, mais ce n’est pas la façon dont il fonctionne vraiment Dans le règne animal, il y a au moins deux autres solutions plus communes au problème de la nage aux faibles nombres de Reynolds (Fig. 9). L’une pourrait être appelée la rame flexible. Voyez-vous, vous ne pouvez pas ramer à bas nombre de Reynolds dans la mélasse, si vous êtes submergé, parce que les rames rigides ne font qu’un mouvement réciproque.

Mais si la rame est flexible, ce n’est pas vrai, car alors elle se tord dans un sens pendant la première moitié de la course et dans l’autre au cours de la seconde moitié. C’est assez pour résoudre le théorème de la coquille Saint Jacques. Une autre solution, celle dont nous allons surtout parler, est ce que j’appelle un tire-bouchon. Si vous continuez à le tourner, ce qui, bien sûr, n’est pas un changement réciproque dans l’espace de configuration et ceci vous propulsera. À ce stade, je voudrais pouvoir vous persuader que la direction dans laquelle cette hélice se déplacera n’est pas évident. Remettez-vous dans cette piscine de mélasse et bougez très, très lentement. Votre intuition d’essayer de pousser l’eau vers l’arrière ne sont pas pertinents. Ce n’est pas ce qui compte. Maintenant, malheureusement, il s’avère que la chose se déplace effectivement comme votre argument naïf, inculte, et en fait incorrect semble indiquer, mais c’est juste une malchance pédagogique que nous rencontrons régulièrement.

Bien, étudions des animaux réels (Fig. 10). J’ai tiré cette figure d’un article de Howard Berg qu’il m’a envoyé. Voici trois vrais nageurs. Celui dont nous allons parler le plus est le célèbre animal, , en A, qui est une très petite chose. Ensuite, il y a deux animaux plus grands. J’ai noté leurs noms latins et il se pourrait qu’ils soient de vieux amis pour certains d’entre vous ici. Cette chose (volutans S.) nage en agitant son corps ainsi que sa queue et grosso modo, une onde en spirale descend le long de la queue. La bactérie E. coli sur la gauche mesure environ 2 microns de long. La queue est la partie qui nous intéresse. C’est le flagelle. Certaines cellules de E. coli ont le leur qui sort par les côtés, et ils peuvent en avoir plusieurs, mais quand ils en ont plusieurs, ils ont tendance à se regrouper. Certaines cellules sont immobiles et n’ont pas de flagelles.

Ils vivent très bien, donc la nage n’est pas une nécessité absolue pour cet animal, mais celui de la figure nage. Le flagelle est seulement d’environ 130 angströms de diamètre. Il est beaucoup plus mince que le cil qui est un autre type très important de machine de propulsion. Il y a un bel article sur les cils dans le numéro d’Octobre 1974 de Scientific American. Les cils ont un diamètre d’environ 2000 angströms, avec un appareil assez complexe à l’intérieur. Il n’y a pas assez de place pour un tel appareil au cœur de ce flagelle.

Pendant longtemps, on s’est intéressé à la façon dont les flagelles fonctionnent. La recherche classique dans ce domaine a été faite autour de 1951, comme je suis sûr que certains d’entre vous se souviendront, par , le célèbre dynamicien des fluides de Cambridge. Une fois, je l’ai entendu donner une conférence passionnante à l’Académie Nationale. Pendant la conférence, il a tiré de sa poche son modèle de travail, un corps cylindrique avec une queue hélicoïdale entraîné par un moteur à élastique situé à l’intérieur du corps. Il l’avait testé dans de la glycérine. Pour confectionner la queue, il n’avait pas simplement fait un tire-bouchon tournant, car à cette époque presque tout le monde s’était persuadé que la queue ne tournait pas, mais ondulait. Parce qu’après tout, pour tourner vous devriez avoir un joint rotatif à l’arrière de l’animal. Alors il avait gainé l’hélice tournante avec un tuyau en caoutchouc attachée au corps. Le corps avait une quille. Je me souviens de Sir Geoffrey Taylor disant dans sa conférence qu’il avait été gêné de ne pas avoir prévu la quille au début et il avait dû découvrir qu’il en avait besoin. Il y a eu depuis une vaste littérature sur ce sujet, mais il n’y a qu’une petite partie avec laquelle je suis familier. Mais ce papier de G.I. Taylor dans les Proceedings of the Royal Society ne pouvait conclure qu’avec seulement trois références: H. Lamb, Hydrodynamics; G.I. Taylor (son précédent papier); G.N. Watson, Les fonctions de Bessel. C’est ce qu’on appelle rentrer par le rez de chaussée.

Pour en venir maintenant aux temps modernes, je veux vous montrer une image de ces animaux nageant ou de leur trajectoire. C’est le travail d’Howard Berg, et je vais d’abord décrire ce qu’il a fait. Il a commencé à construire l’appareil quand il était à Harvard. Il s’intéressait non pas à l’étude de la mécanique même de la nage, mais à une question beaucoup plus intéressante, à savoir pourquoi ces choses nagent et où ils nagent. En particulier, il voulait étudier la chimiotaxie chez E. coli - observer comment ils se comportent dans des gradients de nutriments et des choses comme ça. Donc, il a construit un “traqueur”, une petite machine qui permettrait de suivre une seule bactérie en x, y, z - juste se verrouiller sur elle optiquement et la suivre. Il était alors en mesure de suivre l’une de ces bactéries alors qu’elle se comportait de façon normale, peut-être soumis à l’influence des gradients d’une chose ou une autre. Un grand avantage de travailler avec une chose comme E. coli, c’est qu’il y a tellement de souches mutantes qui ont été bien étudiés que vous pouvez utiliser différents mutants pour des choses différentes. L’image suivante (Fig. 11) est l’une de ses trajectoires. Elle montre une projection sur un plan de la trajectoire d’une bactérie. Les petits points sont distants de 0,1 s de sorte qu’elle courrait effectivement sur l’une des étapes pendant une ou deux secondes et la vitesse est typiquement de 20 à 40 microns/s. Notez qu’elle nage pendant un certain temps, puis s’arrête et repart dans une autre direction. Nous verrons plus tard ce que cela pourrait suggérer. Il y a un an, Howard Berg a pris une position courageuse et a écrit un article dans Nature dans lequel il a fait valoir que, sur la base des preuves disponibles, E. coli doit nager en tournant leurs flagelles, et non pas en les agitant.

Dans la même année, une expérience très élégante et cruciale par Silverman et Simon à UC-San Diego a montré que ce fait était avéré. Leur expérience a utilisé une souche mutante de la bactérie E. coli qui ne fait pas de flagelles, mais seulement ce qu’on appelle le crochet proximal auquel les flagelles aurait été attachées. Ils ont constaté qu’avec des anticorps anticrochet ils pouvaient faire coller ces choses ensemble. Et de temps en temps l’une des bactéries collait son crochet à la lame de microscope, auquel cas l’ensemble du corps entrait en rotation à vitesse angulaire constante. Et quand les deux crochets se collent ensemble, les deux corps entraient en contre-rotation, comme vous vous y attendez. C’est une belle technique. Howard était prêt avec son traqueur et l’image suivante (Fig. 12) montre son l’enregistrement du bout d’un de ces E. coli collé sur la lame de microscope par les anticorps à l’endroit où le flagelle aurait dû être. Les deux composantes de la vitesse Vx,Vy sont représentées. Les deux composantes de vitesse sont déphasées de 90°. Le point suivi se déplace selon un cercle. Au milieu de la figure, vous voyez un changement de phase de 90° d’une composante qui indique une inversion du sens de rotation. Ils peuvent faire des centaines de tours à vitesse constante, puis faire demi-tour et tourner dans l’autre sens. l’autre sens. De toute évidence, l’animal a un joint tournant et un moteur à l’intérieur quiun flagelle dans un sens ou dans l’autre, une machinerie remarquable.

Je me suis intéressé à la façon dont un tire-bouchon rotatif peut propulser quelque chose. Examinons la propulsion dans une seule direction, parallèle à l’axe de l’hélice. L’hélice peut se translater et tourner, vous pouvez y appliquer une force et un couple. Il a une vitesse v et une vitesse angulaire Ω. Et maintenant, rappelez-vous, à faible nombre de Reynolds tout est linéaire. Quand tout est linéaire, vous vous attendez à voir des matrices. Force et couple doivent être liés par des matrices à coefficients constants, à la vitesse linéaire et angulaire. J’appelle cette petite matrice 2x2 la matrice de propulsion (Fig. 13). Si je connaissais ses éléments A, B, C, D, je pourrais alors savoir a quel point cette hélice rotative est efficace pour propulser quelque chose.

Et bien, essayons de progresser en faisant quelques hypothèses. Si deux tire-bouchons ou autres dispositifs sur le même arbre sont assez loin les uns des autres de sorte que leurs champs de vitesse n’interagissent pas, leurs matrices de propulsion s’ajoutent. Si vous me permettez cette hypothèse, alors il y a une très belle manière, que je n’ai pas le temps d’expliquer, de prouver que la matrice de propulsion doit être symétrique (Fig. 14). Donc en fait le mouvement est décrit par trois constantes, et non quatre, et elles sont très faciles à mesurer. Tout ce que vous avez à faire est de faire un modèle de cette chose et de l’immerger dans un fluide qui vous intéresse ou non, parce que ces constantes sont indépendantes du fluide. Et donc je l’ai fait et c’est ma seule démonstration. Je pensais que cette série de présentations devrait avoir une expérience et la voici. Nous regardons à travers un réservoir, non pas de glycérine, mais pas de sirop de maïs, qui est moins cher, assez uniforme, et a une viscosité d’environ 50 P ou 5000 fois la viscosité de l’eau. La coté sympathique de ceci est que vous pouvez simplement lécher le fluide expérimental de vos doigts.

Les mouvements à faible nombre de Reynolds sont très majestueux, lents et réguliers. Vous remarquerez que le modèle tourne sur lui même, mais assez peu. Si c’était un tire-bouchon se déplaçant à travers un bouchon de liège, bien sûr, le motif en projection ne changerait pas. Il est très très loin de cela, il glisse, de sorte qu’il coule de plusieurs longueurs d’onde pendant qu’il fait un tour sur lui même. Si la matrice était diagonale, la chose ne tournerait pas du tout. Donc tout ce que vous avez à faire est de voir de combien il tourne quand il coule et vous aurez une idée de l’élément hors diagonale. Une façon simple de déterminer les autres éléments est de fabriquer deux de ces animaux, l’une avec une spirale et l’autre avec deux spirales, en série, vissant en sens contraire l’une de l’autre. Les matrices s’ajoutent et avec deux spirales vissant en sens contraire, les matrices de propulsions doivent être diagonales (Fig. 14). Cela ne tournera pas, il vaudrait mieux.

L’efficience de la propulsion est plus ou moins proportionnelle au carré de l’élément hors diagonale de la matrice. L’élément hors diagonale dépend de la différence entre la trainée d’un fil se déplaçant perpendiculairement à sa longueur et la trainée d’un fil se déplaçant parallèlement à sa longueur (Fig. 15). Ils sont censés différer dans une certaine limite d’un facteur 2. Mais pour les modèles que j’ai testé ce facteur est plus proche de 1.5. Puisque c’est ce facteur moins 1 qui compte, c’est très mauvais pour l’efficience. Nous avons pensé que si vous voulez quelque chose qui tourne plus pendant qu’il coule, il serait préférable de ne pas utiliser un fil rond. Quelque chose comme un ressort Ondomania (de section rectangulaire) devrait être mieux. J’en ai fait un j’ai mesuré ses éléments non diagonaux. Surprise, surprise, il n’était pas meilleur du tout ! Je ne comprends pas vraiment ce résultat, parce que la mécanique des fluides de ces deux situations n’est pas simple du tout.

Dans chaque cas, il y a une divergence logarithmique que vous devez prendre en compte, et les deux ont un comportement un peu différent. Alors le ratio théorique de 2 dont j’ai parlé est sans doute faux.

Lorsque vous prenez tout en compte et calculez l’efficience, vous trouvez qu’elle est vraiment assez faible, même lorsque les différents paramètres du modèle sont optimisés. Pour une sphère qui est entraînée par une de ces hélices hélicoïdales (Fig. 16), je vais définir l’efficience comme le rapport entre le travail que j’aurais à fournir juste pour faire avancer cette chose et le travail que l’homme à l’intérieur doit fournir en tournant la manivelle. Et cette efficience s’avère être d’environ 1%. Je me suis inquiété de ce résultat pendant un certain temps et j’ai essayé d’intéresser Howard à ce problème. Il n’y a pas fait beaucoup attention, et il a eu raison parce qu’il s’avère que l’efficience n’est pas vraiment le problème principal du déplacement de l’animal. Nous verrons pourquoi lorsque nous regarderons les besoins en énergie.

Combien de puissance faut-il pour faire avancer l’une de ces choses avec un système de propulsion à 1% d’efficience, à cette vitesse et dans ces conditions ? Nous pouvons trouver cela très facilement. Avancer à 30 micron /s, à 1% d’efficience nous coûtera environ 2 fois 10-8 ergs / s au moteur. Réduit à le masse, cela représente 0.5 W/kg, ce qui n’est vraiment pas beaucoup. Nous consommons 30 ou 40 fois plus d’énergie juste à déplacer des choses dans nos moyens de transport. Cet animal fonctionne 24 heures par jour et n’utilise que 0.5 W / kg. C’est une petite proportion de son métabolisme et de sa réserve énergétique. Contrairement à nous, ils ne gaspillent pas leur énergie pour se déplacer. Donc, ils ne se soucient pas de savoir si elles ont un flagelle 1% d’efficience ou un flagelle 2% d’efficience. Cela ne fait pas vraiment une grande différence. Ils conduisent une Datsun en Arabie Saoudite.

Donc, la question intéressante n’est pas comment ils nagent. Faites tourner n’importe quoi - si ce n’est pas parfaitement symétrique, vous nagerez. Si l’efficience n’est que de 1%, qui s’en soucie. Une meilleure façon de le dire, c’est que l’animal peut recueillir, par diffusion à travers le milieu environnant, suffisamment de molécules énergétiques pour continuer à avancer lorsque la concentration de ces molécules est de 10-9 M. J’ai maintenant introduit le mot diffusion. La diffusion est importante à cause d’une autre caractéristique très particulière du monde à faible nombre de Reynolds, et qui est que remuer ne sert pas à grand chose. Le problème de l’animal n’est pas son approvisionnement énergétique, son problème est son environnement. A faible nombre de Reynolds vous ne pouvez pas vous débarrasser de votre environnement. Si vous vous déplacez, vous l’emmenez avec vous, ce n’est que peu à peu qu’il reste dans votre sillage. Nous pouvons utiliser des notions élémentaires de physique pour étudier ceci d’une manière très simple. Le temps nécessaire à transporter quelque chose d’une distance l par agitation, est d’environ l divisé par la vitesse d’agitation v. Alors que, pour le transport par diffusion, il est de l² divisé par D, la constante de diffusion. Le rapport de ces deux temps est une mesure de l’efficience de l’agitation par rapport à celle de la diffusion pour une distance et constante de diffusion donnée.

Je suis sûr que ce ratio porte le nom de quelqu’un mais je ne connais pas la littérature et je ne sais pas quel nom il porte. Appelons le S pour “nombre d’agitation”, c’est juste lv/D. Vous noterez par la même occasion que le nombre de Reynolds est lv/ η, η est la viscosité cinématique en cm²/s, et D est la constante de diffusion dans cm²/sec, pour ce qui nous intéresse de suivre - disons une molécule d’éléments nutritifs dans l’eau. Dans toutes les molécules de taille raisonnable, quelque chose comme 10-5 cm²/s. dans l’ordre de grandeur de distances qui nous intéresse, le micron, nous constatons que le nombre d’agitation S est de 10-2, pour les vitesses dont nous parlons (Fig. 18).

En d’autres termes, cet animal n’arrivera à rien en agitant son environnement local. Il pourrait simplement attendre que les choses diffusent, vers lui ou vers l’extérieur. Le transport des déchets loin de l’animal et de la nourriture vers l’animal est entièrement contrôlé localement par la diffusion. Vous pouvez vous agiter beaucoup, mais celui qui attend tranquillement que la diffusion agisse pourra en recueillera tout autant.

A un moment j’ai pensé que la raison pour laquelle la chose nage, c’est que si elle nage elle peut avoir plus de choses, parce que l’environnement est plein de molécules que l’animal aimerait avoir. Tous mes instincts en tant que physicien disent que vous devriez bouger si vous voulez récolter toutes ces choses. Vous pouvez facilement résoudre le problème de la diffusion dans le champ de vitesse représentée par l’écoulement de Stokes autour d’une sphère — par exemple, par une méthode de relaxation. Je l’ai fait et j’ai découvert à quelle vitesse la cellule devrait avancer pour accroître - son approvisionnement alimentaire. L’approvisionnement alimentaire si elle ne bouge pas est de 4πaND, où a est le rayon de la cellule (Fig. 19) et N est la concentration en molécules de nutriments. Pour augmenter son approvisionnement alimentaire de 10%, elle devrait se déplacer à une vitesse de 700 microns/sec, ce qui est 20 fois plus rapide qu’elle ne peut nager. L’augmentation de l’approvisionnement varie comme la racine carrée de la vitesse de la cellule de sorte que nager ne sert pas à grand chose à cet égard. Mais ce qu’elle peut faire est de trouver des endroits où la nourriture est meilleure ou plus abondante. Donc, elle ne se déplace pas comme une vache qui broute un pâturage - elle se déplace pour trouver des pâturages plus verts. Et de quelle distance doit-elle se déplacer? Eh bien, il doit se déplacer assez loin pour devancer la diffusion. Nous avons déjà dit que l’agitation ne ferait pas grand chose d’utile localement, par rapport à la diffusion. Mais supposons qu’elle veuille aller voir là-bas pour voir si il y en a plus. Alors il doit devancer la diffusion, et comment faire ça ? Eh bien, il suffit de parcourir cette distance magique, D/v. Donc la règle est alors que pour distancer la diffusion vous devez parcourir une distance supérieure ou égale à ce nombre que nous avions dans notre constante S. Pour des D et v typiques, vous devez vous déplacer de plus de 30 microns et c’est exactement ce que les bactéries faisaient. Si vous ne nagez pas aussi loin, vous n’avez rien changé du tout, parce que c’est seulement à cette distance que vous trouverez une différence dans votre environnement eu égard aux molécules d’une constante de diffusion D (Fig. 20).

Retournons voir une des sections des traces de Berg (Fig 11.) Vous remarquerez qu’il y a de petits déplacements linéaires, mais vous pourriez vous demander pourquoi s’est elle arrêtée après un trajet donné. Pourquoi est-elle repartie en arrière ? Mes suggestions sont, et j’avance ceci en pure hypothèse, que la raison pour laquelle elle fait ceci est pour distancer la diffusion. Autrement, elle aurait tou intérêt à ne rien faire, comme les mutants dépourvus de flagelle. Maintenant, il y a une autre hypothèse encore plus risquée, dans la mesure ou je n’ai pas encore essayé ceci expérimentalement avec Howard. Quand il a fait ses expériences de chimiotaxie, il a découvert un comportement très intéressant. Si ces créatures sont placées dans un environnement ou il y a un gradient d’une substance qu’elles apprécient, elles progressent graduellement vers l’amont. Mais si vous observez comment elles y parviennent et vous demandez quelles règles elles utilisent, quelle est l’algorithme pour utiliser le langage courant, pour trouver leur chemin vers l’amont, il se trouve que c’est très simple. L’algorithme est : Si les choses s’améliorent, ne vous arrêtez pas encore. Si, en d’autres mots, vous tracez, comme Berg l’a fait dans certaines de ses publications, la distribution des longueurs de trajet entre les runs et les petits arrêts qu’il appelle « twiddles », la distribution des longueurs de trajet si elles remontent le gradient rallonge. C’est une règle très simple pour trouver votre chemin vers des environnements meilleurs. Si elles progressent vers l’aval cependant, elles ne raccourcissent pas. Et ceci semble un peu étrange. Pourquoi est-ce que si les choses s’empirent ne changent-elles pas plus tôt ? Ma suggestion est qu’il n’y a aucun intérêt à s’arrêter plus tôt, il y a une sorte de longueur plancher qui distance la diffusion et est utile pour échantillonner un environnement. Des distances plus courtes seraient une manière ridicule d’échantillonner. Il se peut que cela soit quelque chose comme cela, mais comme je l’ai dit, je ne le sais pas. Le résidu d’éducation que j’ai tiré de ceci est pour une partie ces notions sur la mécanique des fluides, pour une autre partie le fait de comprendre que le mécanisme de propulsion n’est vraiment pas important mis à part, bien sur, pour la physiologie très mystérieuse de ce moteur, ce dont des physiciens ne sont même pas compétents pour en conjecturer.

Je reviens un instant à Osborne Reynolds. Il était un très grand homme. Il était en fait un professeur en sciences mécaniques. Il était non seulement celui qui à inventé le nombre de Reynolds, mais il aussi été celui qui à montré ce que signifiait la turbulence et qu’il y avait une instabilité dans les écoulements et tout le reste. Il est aussi celui qui a résolu le problème de la lubrification des roulements, qui est un problème vraiment subtil que je recommande à tous ceux qui ne s’y sont pas encore penchés. Mais j’ai découvert récemment en lisant un recueil de ses travaux que vers la fin de sa vie, en 1903, il a publié un très long article sur , et qu’il avait toute une théorie qui faisait intervenir des petites particules d’un diamètre de 10-18 cm. Cela devient assez farfelu à partir de là. C’est un modèle mécanique, les particules interagissent les unes avec les autres et remplissent tout l’espace. Mais je pensais que, aussi incongru que cela puisse paraitre de mettre ce genre de sujets parmi nos travaux sur l’univers sub mécanique aujourd’hui, Je pense qu’Osborne Reynolds n’aurait pas trouvé cela incongru, et je suis certain que Viki non plus.

Molécules d'été et divers

Sun, 01 Aug 2010 00:00:00 +0000

représentation 3D de la molécule de menthol (wikipedia)

Il fait chaud et vous appréciez le goût rafraîchissant de la menthe ? Dites merci au , la molécule contenue dans ces plantes, et désormais également synthétisée par l’industrie chimico-alimentaire. Le menthol a la propriété d’agir chimiquement sur les récepteurs de notre bouche normalement sensibles à la température des aliments, en particulier via un , le TRPM8 qui nous signale qu’un aliment est agréablement frais.

Il y a quelque temps on nous annonçait l’arrivée d’un “super menthol” 200 fois plus rafraîchissant : l’ . En attendant l’apparition de crèmes glacées chaudes un de ces jours, l’iciline est utilisée dans la recherche sur les canaux TRP .

les 6 TRP thermo sensibles

A l’inverse, la contenue dans les piments excite TRPV1, un canal sensible au chaud, voire : il provoque la douleur et des réactions physiologiques associées à la brûlure comme la transpiration. Evidemment, tout dépend de la concentration de capsaïcine dans les piments consommés, mesurée par l’ qui s’applique aussi au poivre et au gingembre. Par contre, la cannelle, l’ail et le raifort de la moutarde japonaise agissent sur TRPA1, le canal du “trop froid”. Etonnant non ? Pourtant on apprécie ces condiments l’été et les picotements qu’ils provoquent ne nous font pas transpirer.

En passant, la capsaïcine est une molécule vraiment étonnante: elle provoque de l’euphorie en stimulant la production d’endorphines, en réaction à la sensation de brûlure j’imagine. Elle est utilisée dans les armes non létales comme les sprays d’autodéfense “au poivre”, mais est pourtant assez toxique pour vous tuer si vous avez la mauvaise idée de vous en injecter quelques dizaines de milligrammes. A part ça, certains utilisent la capsaïcine pour le dopage des chevaux !

Vous pouvez admirer la et en profiter pour découvrir et , ce qui ouvre le chapitre “divers”.

Aimez-vous les asperges ? Si oui, vous avez peut-être remarqué que vous en “profitiez” une deuxième fois en urinant après en avoir consommé. L’odeur caractéristique est du produit par la digestion de l’ , un acide aminé soufré abondant dans les asperges. Ce qui est surprenant, c’est le “peut-être”, car il est très possible que vous n’ayez jamais remarqué cette odeur particulière, alors que d’autres personnes y sont extrêmement sensibles car c’est un gène qui confère cette faculté particulière de l’odorat.

Enfin, si vous avez une processeur à plus de 2 coeurs, vous n’avez plus aucune excuse pour ne pas , et au projet en particulier, qui étudie la structure en 3D de protéines. Avec un peu de chance, vous aussi vous deviendrez célèbre pendant 24 heures :

Bon, et maintenant : vacances !

Références

Daniel Abegg, “les thermo TRP - des canaux ioniques sensibles à la température”, 2009, Université de Genève ( )
David D McKemy, “How cold is it? TRPM8 and TRPA1 in the molecular logic of cold sensation”, Molecular Pain 2005, 1:16
M Lison, S H Blondheim, and R N Melmed “A polymorphism of the ability to smell urinary metabolites of asparagus.",Br Med J. 1980 December 20; 281(6256): 1676–1678

La forme du coeur

Mon, 24 May 2010 00:00:00 +0000

Enfin une explication rationnelle de la forme du cœur. Pas celle de l’organe mais celle du symbole de l’amour, celle que les filles aiment en bijou, les garçons en gâteau et qui ne ressemble que très vaguement à une

Symbole de l’amour : la graine de silphium sur une pièce d’argent de 700 av JC

Une des représentations les plus anciennes de ce symbole figure sur les pièces en argent de datant de 700 av JC et représente des graines de . Cette plante de la famille de la aujourd’hui disparue ne poussait que dans cette région de la Libye actuelle et était l’un de ses principaux produits, cité dans plusieurs textes anciens. Certains historiens vont jusqu’à penser que cette plante a justifié à elle seule la colonisation et la fondation de Cyrène par les Grecs.

Et à quoi donc servait cette plante si recherchée ? A beaucoup de choses assez habituelles pour des plantes “médicinales”, mais surtout au contrôle des naissances. Ses vertus contraceptives étaient reconnues dans tout le monde antique et semblent bien avoir été réelles puisque dès la domination romaine sur Cyrène en 96 av JC, la natalité de la Rome antique pourtant à son apogée a baissé. A cette époque le médecin Soranus écrivit:

“les femmes doivent boire le jus de silphium avec de l’eau une fois par mois car il empêche non seulement la conception, mais détruit aussi tout ce qui existe.”

Récemment, des parents de la silphium été soumis à des tests de laboratoire. a réduit d’environ 50% la fécondité des rats et Jaeschikaena Ferula a été efficace à près de 100% lorsqu’ administrée dans les trois jours suivant la copulation.

Symbole de l’Amour s’il n’y avait pas eu la silphium …

Durant le premier siècle av JC, la silphium était un produit très recherché, mais les tentatives de la cultiver ou la replanter ailleurs qu’en Cyrénaïque ont échoué. Selon Pline, les derniers plants de silphium ont été offerts à l’empereur Néron, donc vers l’an 60 de notre ère. Il n’est pas certain que la surexploitation soit la cause unique de la disparition de silphium, mais les fabricants de pilules contraceptives peuvent remercier les Romains de ne pas nous en avoir laissé quelques graines bien au sec…

Références

Pline l’Ancien " "
Alan Bellows “ ”, 2007, damninteresting.com

Le Génome de Genève

Sun, 21 Feb 2010 00:00:00 +0000

Si j’ai un regret à propos de l’exposition “ ” , c’est de ne pas l’avoir visitée plus tôt et de ne pas vous en avoir parlé avant. Visitable encore quelques jours sur l’ile Rousseau, en plein centre de Genève, c’est vraiment une très bonne exposition de vulgarisation scientifique. J’espère vivement que l’Université de Genève aura la bonne idée de la faire voyager et que vous pourrez la voir (ou la faire venir!) à Paris, Bruxelles, Montréal …

L’exposition tient dans un dôme de 15 m de diamètre et se visite en 30 minutes environ. Elle parvient à expliquer à un public non averti les bases de la génétique (ADN, gènes, chromosomes, génome humain) par des panneaux explicatifs illustrés par des animations lumineuses, notamment une molécule d’ADN géante et un devant une “tête de lecture” comptant les bases.

On y voit aussi des videos, notamment qui m’émerveille à chaque fois que je la revois. Pour ma part, j’ai été surpris d’apprendre que le génôme de la vache est plus proche de celui du dauphin que du cheval. Etonnant, non ? Ah, et j’ai aussi soudain réalisé que pouvait s’écrire en bases d’ADN. M’étais toujours demandé d’où venait cet étrange nom de ce très bon film…

Liens

De depuis le site de l’exposition
, et encore

Comment palper les molécules de la vie

Sat, 24 Oct 2009 00:00:00 +0000

Excellente présentation vendredi passé au par Sandor Kasas, du (LPMV) de l’EPFL. Il nous a expliqué comment les microscopes à force atomique permettent d’observer, de filmer voire de palper les “briques de la vie” (protéines, enzymes, ADN) en plein action.

Il a commencé par nous expliquer comment fonctionne un , AFM pour les intimes. C’est une évolution du (STM) inventé (en Suisse) en 1981 par et . Ils ont obtenu pour ça le prix Nobel 5 ans plus tard seulement (un record récemment battu par Obama).

Le principe du STM consiste à promener une pointe ultra fine au dessus d’une surface à observer, et à mesurer le “courant tunnel” produit par les électrons passant de l’échantillon à la pointe, ce qui permet de mesurer la distance entre les deux et de produire des images avec une résolution sub atomique. Plus fort encore : en appliquant une plus forte tension entre la pointe et l’échantillon, on parvient à coller un atome à la pointe, puis aller le déposer à un endroit précis, pour réaliser des choses incroyables comme celle-ci:

cercle de 48 atomes de fer déposés sur du cuivre chez IBM. Diamètre = 14 nanomètres. les vagues au centre sont produites par la superposition des fonctions d

Le STM souffre toutefois de quelques limitations: il ne fonctionne que dans un vide très poussé, avec des échantillons conducteurs d’électricité refroidis bien en dessous de 0°C.

poutre flexible de microscope à force atomique, et sa pointe

Ces inconvénients n’existe pas avec l’AFM, qui “palpe” la surface en mesurant avec un laser la nanométrique flexion d’une minuscule poutre portant la pointe, sous l’effet combiné des (attractive) et électrostatique (répulsive). Avec un AFM, on peut observer des échantillons dans l’eau, à température ambiante. On peut observer de la matière vivante !

Sandor Kasas nous a ainsi montré de spectaculaires images de brins d’ADN comme celle-ci, qui sera expliquée en détail plus bas:

image LVPM-EPFL

Mieux encore : on arrive à appliquer des forces très précises sur l’échantillon, en appuyant les quelques atomes de l’extrémité de la pointe dessus. Après avoir déposé des sur un substrat percé, l’équipe du LPMV est ainsi parvenue à mesurer les modules d’élasticité et de cisaillement de ces constituants de la paroi cellulaire !

ADN Topoisomérase II (image : Wikipedia)

Plus fort encore : l’AFM permet de mesurer la force avec laquelle des protéines se lient entre elles, et de mieux comprendre des phénomènes biochimiques inaccessibles jusqu’ici. Sandor Kasas nous a ainsi présenté une étude sur le “complexe snare” , la membrane cellulaire du bout des axones où les neurotransmetteurs sont libérés pour transmettre l’influx nerveux entre les neurones. En mesurant les forces d’adhésion entre les protéines syntaxin 1 (sx1), SNAP-25 (S25) et VAMP 2 (V2), les chercheurs sont parvenus à comprendre comment elles étaient agencées et comment la perturbe le fonctionnement de ces protéines. Wow !

Mais la recherche qui m’a le plus excité est celle qui a produit les images d’ADN plus haut. L’ADN est une très longue molécule : chacune de nos cellules en contient environ 1 mètre, super enroulée en une minuscule pelote, ce qui cause inévitablement des noeuds. Mais des “têtes de lecture” se promènent le long des brins d’ADN pour les décoder ou les , et les noeuds risquent de bloquer ce mécanisme vital.

Heureusement, il y a la . C’est la présence de cette enzyme qui permet à la pelote de la première photo de se dénouer complètement en un petit quart d’heure. On n’est pas encore certains de comment elle fait, mais les chercheurs du LPMV aimeraient bien poursuivre leurs travaux et prouver qu’elle triche en coupant un brin et en le raccommodant après avoir croisé l’autre! Un biologique ! incroyable, non ?

Cette présentation fait partie des 10 meilleures auxquelles j’aie assisté, toutes catégories confondues. Merveilleusement multidisciplinaire, on naviguait en toute confiance entre mécanique quantique et biologie, entre chimie, optique et dynamique. Un régal. Merci Dr. Kasas !

Références:

S Kasas, “ ”, (pdf des slides avec encore plus d’images)
A Yersin et al “ ”, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), July 22, 2003 vol. 100 no. 15, p 8736-8741
A. Kis, S. Kasas et al “Nanomechanics of Microtubules”, Physical Review Letter, 2002, Vol. 89, Nr 24
Erika Ercolini “Scaling Properties of DNA Knots Studied by Atomic Force Microscopy”, EPFL , 2008

Neurologie du Temps

Sat, 27 Jun 2009 00:00:00 +0000

Dans son excellent blog “ ”, Sean Carroll aborde souvent la passionnante question de la nature du temps et m’a inspiré plusieurs . Son récent article “ ” est un peu moins cosmologique que d’habitude, mais tout aussi excitant.

Grâce à l’imagerie médicale, on sait aujourd’hui que les zones du cerveau activées lorsqu’on imagine une situation future sont les mêmes que celles utilisées lorsqu’on se rappelle une situation du passé.

L’idée selon laquelle notre capacité à faire un “voyage dans le temps” mental en nous projetant dans le futur reposerait sur notre mémoire du passé date de 1985, où D.H. Ingvar publia “Memory of the future” . En 2005, Tulving publia le résultat de nombreuses expériences astucieuses effectuées sur les animaux : seuls les humains sont capables de voyager dans le temps mentalement. De nombreuses autres études indiquent que les amnésiques ont plus de difficultés que la moyenne des gens à se projeter dans le futur, difficultés rencontrées aussi par les personnes atteintes de certaines maladies mentales comme la schizophrénie.

Toutes ces informations sont détaillées dans un article de Daniel L. Schacter et de son équipe à Harward , qui ont franchi une étape de plus en soutenant que notre cerveau est un “organe prospectif”, dont une des fonctions essentielles est justement de nous permettre d’envisager des situations futures, et que que notre mémoire du passé est un élément essentiel de cette fonction. En effet, à quoi bon se souvenir du passé si nous étions incapables d’utiliser ces informations pour prendre des décisions influant sur notre futur ?

Selon Schacter, il est de ce point de vue normal que notre mémoire ne fonctionne pas comme celle d’un ordinateur qui se remplit progressivement, mais en étant plutôt capable de relier entre eux des morceaux de souvenirs avec une extrême flexibilité. Si je suis en présence d’un objet brûlant, je me rappelle instantanément des nombreuses occasions où je me suis brûlé (y compris la fameuse fois où j’ai marché pieds nus sur un fer à souder…) et je suis capable d’interpoler et d’extrapoler à la fois pour agir de façon à ne pas me brûler cette fois-ci. De plus, les scénarios imaginés rejoignent les souvenirs, parfois même en s’y confondant, mais ceci nous permet d’améliorer encore notre comportement futur.

Ainsi, le cerveau nous donnerait un avantage adaptatif important en nous permettant de “simuler” les futurs possibles, et en les intégrant au même rang que nos souvenirs.

Références:

Ingvar, D. H. ,“Memory of the future : an essay on the temporal organization of conscious awareness”, 1985. Human neurobiology, 4(3), 127–36.
Tulving, E. (2005). Episodic Memory and Autonoesis: Uniquely Human? In H. S. Terrace & J. Metcalfe (Eds.), The missing link in cognition: Origins of self-reflective consciousness (pp. 3-56). New York, NY, US: Oxford University Press.
Daniel L. Schacter, Donna Rose Addis and Randy L. Buckner, “Remembering the past to imagine the future: the prospective brain”, Nature Reviews, Neuroscience volume 8, september 2007, 657 ( )

Pourquoi les bébés sont plus jeunes que leurs parents

Sat, 21 Mar 2009 00:00:00 +0000

Cette question étrange a été abordée hier par Antoine Danchin dans une séquence de l’émission scientifique “ ” de la Radio Suisse Romande sur la “biologie synthétique”.

Vous pouvez écouter cette séquence . Si vous êtes pressé, sautez à 7 minutes où Danchin décrit le parallèle entre biologie et informatique. Le passage qui inspire cet article commence après 14:30 minutes. Je l’ai trouvé vraiment passionnant.

Danchin dit que “le vieillissement est inéluctable, mais la vie a trouvé la solution : produire un autre, mais qui soit jeune”. Mais ceci provoque un dilemme si on vise l’utilisation industrielle d’organismes vivants:

soit les jeunes ne se comportent pas comme leurs parents, car selon lui “les organismes vivants sont construits comme des pièges à information”.
soit les organismes se répliquent exactement, mais dans ce cas ils vieillissent et se dégradent (peut-être parce qu’ils ?) . C’est entre autres un problème des OGM : en bloquant leur évolution naturelle, on est “condamnés” à les produire en continu alors que les organismes non modifiés s’adaptent et se reproduisent…

Danchin parle ensuite de son sujet de recherche, les gènes qui contrôlent justement que les bébés soient jeunes, et dont la présence ou l’absence décide si le bébé est un vieux clone ou un jeune autonome. Et apparemment, ce n’est pas demain qu’on sera capable de résoudre ce dilemme biologico-informatico-éthique.

Liens:

Quand Darwin invente le télescope

Thu, 26 Feb 2009 00:00:00 +0000

2009 est l’année Darwin, et aussi l’année de l’Astronomie. Et voici qu’une découverte toute récente

\[1\]

rapproche en quelque sorte ces domaines sous la forme d’un poisson des profondeurs : .

Ce poisson de 18 cm vit vers 1000m de profondeur connu depuis 1888, mais ce n’est que récemment que Hans-Joachim Wagner a réussi à en capturer un exemplaire vivant. Il a ainsi pu examiner de plus près les étranges yeux de cet animal et a fait une découverte stupéfiante :

illustration de l’article (1)

La lumière n’est pas focalisée par réfraction par un cristallin comme tous les yeux des vertébrés connus, mais par réflexion sur un miroir concave, comme dans un télescope !

Il semblerait bien que l’évolution ait trouvé là encore une solution originale à un problème de survie : détecter la luminescence émise par certains habitants des profondeurs mieux que ceux-ci, qu’ils soient proies ou prédateurs.

\[altmetric doi="10.1016/j.cub.2008.11.061" float="right"\]Hans-Joachim Wagner et al. “A Novel Vertebrate Eye Using Both Refractive and Reflective Optics”, Current Biology, Volume 19, Issue 2, 108-114, 24 December 2008,
Jean Etienne, “ Futura-Science, 10 janvier 2009
“ ” sur fishbase.org

Pourboires et cycle menstruel

Fri, 03 Oct 2008 00:00:00 +0000

Comme cette année à lister les lauréats du prix igNobel 2008, je me contente de traduire en français pour vous l’abstract de l’article “Effets du cycle ovulatoire sur les pourboires des strip-teaseuses: une preuve économique de l’œstrus humain ?” lauréat en “économie” :

\[altmetric doi="10.1016/j.evolhumbehav.2007.06.002" float="right"\]

Geoffrey Miller, Joshua M. Tybur, & Brent D. Jordanie (2007). Ovulatory cycle effects on tip earnings by lap dancers:economic evidence for human estrus? Evolution and Human Behaviour, 28 (6), 375-381 DOI:

"strip-tease" par puss-in-boots sur flickr

Pour voir si vraiment l’ a été «perdu» au cours de l’évolution humaine (comme des chercheurs le prétendent souvent), nous avons examiné les effets du cycle ovulatoire sur les pourboires de strip-teaseuses professionnelles travaillant en night-clubs.

Dix-huit danseuses ont enregistré leurs périodes menstruelles, heures de travail, et pourboires pendant 60 jours sur le site Web de l’étude. Une analyse statistique par modèle mixte (? mixed-model ?) de 296 périodes de travail (soit environ 5300 danses) a montré une interaction entre la phase du cycle et l’utilisation de contraception hormonale.

Les participantes avec un cycle naturel gagnent environ US$ 335 sur 5h au cours de l'œstrus, US$ 260 sur 5h au cours de la phase lutéale, et US$ 185 sur 5h pendant les menstruations. En revanche, les participants utilisant la pilule contraceptive ne présentaient aucun pic de gains.

Ces résultats constituent la première preuve directe économique de l’existence et l’importance de l’œstrus chez la femme contemporaine, dans le cadre du monde du travail. Ces résultats ont des implications claires pour l’évolution humaine, la sexualité, et l’économie.

Mots-clés: oestrus, sexualité féminine, économie comportementale, industries de services sexuels, la contraception hormonale

C’est pas beau la science ?

couleurs + vision + sexe = espèces

Thu, 02 Oct 2008 00:00:00 +0000

Les sont une famille regroupant environ 1200 espèces de poissons d’eau douce aux formes et couleurs très variées, très appréciées des aquariophiles.

L’équipe de Ole Seehausen, biologiste à l’Institut de recherche de l’eau et à l’Université de Berne et vient de publier un article dans “Nature”

\[1\]

montrant que les femelles de cichlidés du lac Victoria dont les yeux perçoivent mieux le bleu recherchent plutôt des mâles bleus pour l’accouplement, et que les femelles dont les récepteurs sont plus sensibles à la partie rouge du spectre choisissent des mâles arborant une parure nuptiale à dominante rouge.

Or la sensibilité des yeux des poissons varie en fonction de la profondeur d’eau à laquelle ils évoluent : les femelles d’eau profonde voient mieux le rouge que leurs cousines de surface, qui perçoivent mieux le bleu.

De ce fait, les mâles ont évolué dans le même sens: les eaux profondes sont dominées par ceux qui arborent des couleurs nuptiales rouges tandis que les mâles à couleur bleue prennent l’avantage près de la surface.

Ainsi, lorsque le spectre lumineux ne se modifie que lentement avec la profondeur, le long d’une berge en pente douce par exemple, il y a ainsi suffisamment de place pour qu’une “niche écologique” permette à des poissons de se distinguer de leurs voisins suffisamment pour définir une nouvelle espèce !

pundamilia pundamilia

pundamilia nyererei

En bref, cette étude montre comment quelques gènes liés à la perception des couleurs peut s’amplifier au point de générer une grande variété d’espèces multicolores et magnifiques.

Sources:

Seehausen O., Y. Terai, I.S. Magalhaes, K.L. Carleton, H. Mrosso, R. Miyagi, I. van der Sluijs, M.V.Schneider, M.E. Maan, H. Tachida, H. Imai & N. Okada: Speciation through sensory drive in cichlid fish. Nature, 2008, doi:10.1038/nature07285.
( )

Si on jouait à plier des protéines ?

Wed, 21 May 2008 00:00:00 +0000

Si vous aimez les casse-tête et les jeux bien fichus, dépêchez-vous d’essayer . C’est génial, 100% gratuit et ça peut rapporter gros. Il s’agit de déformer une molécule affichée en 3D à l’écran pour qu’elle prenne une forme bien compacte :

Après quelques molécules simples où on vous explique le principe et les diverses manipulations possibles, vous pourrez commencer à affronter les autres joueurs pour tenter d’obtenir le meilleur score sur des molécules de plus en plus complexes. Le jeu est très prenant et devient progressivement très difficile.

Exemple : situation de départ et d’arrivée du Pro Peptide no 48

De plus, jouer à ce jeu est utile à la science. En effet l’étude de la géométrie des protéines et de leur “pliage” en différentes formes est la clé de la compréhension des plusieurs maladies et de la conception de nouveaux médicaments. Mais cette étude demande des puissances de calcul colossales pour simuler les mouvements et déformations possibles. Outre des fonctionnant sur ce sujet, il existe plusieurs projets de comme auquel vous pouvez contribuer en installant sur votre ordinateur un programme qui va faire quelque chose d’utile pendant que vous ne l’utilisez pas.

FoldIt va plus loin en : l’être humain est capable de “voir” en 3D et d’ “imaginer” des solutions beaucoup plus facilement qu’un ordinateur, qui lui est bon pour calculer et simuler. L’idée derrière FoldIt est donc que des humains assistés et interconnectés pourraient arriver à plier “pour le plaisir” des protéines qui ont un intérêt scientifique à être étudiées en détail. .

Alors, Erika et les millions d’autres, par pitié arrêtez de jouer au Solitaire de Windows et ne perdez plus votre temps quand vous voulez passer le temps : jouez à FoldIt !

Si vous devenez accro, rejoignez le groupe de l’ , j’y suis.

source : Rémi Sussan “ ” sur internet actu

Le Prix Templeton à Michael Heller

Thu, 13 Mar 2008 00:00:00 +0000

Dans la série “ ”, voici une nouvelle intéressante:

Le de $1.6 millions vient d’être décerné à Michael Heller, un prêtre catholique romain de 72 ans qui a passé sa vie à (tenter de) répondre à des questions comme “L’Univers a-t-il besoin d’avoir une Cause ?”

Heller a tenté de réconcilier les connaissances scientifiques du monde avec les dimensions inconnaissables de Dieu. Il s’est battu contre la stratégie du “Dieu des failles” qui consiste à utiliser Dieu pour expliquer ce que la science n’arrive pas à expliquer. Heller dit par exemple que l’objection religieuse à l’enseignement de l’évolution “est l’une des plus grandes incompréhensions, car elle introduit une contradiction ou une opposition entre Dieu et le hasard’’. (Bien dit, mon Père!)

Heller résumé sa pensée dans , un document très intéressant citant Leibniz et sa recherche de la cause première “pourquoi y’a-t-il quelque chose plutôt que rien”, et Einstein, qui estimait que la science sert à décoder la pensée de Dieu. Le passage crucial sur le créationnisme est :

” Les adhérents à la théorie appellée “Dessein Intelligent (Intelligent Design) commettent une grave erreur théologique. Ils prétendent que les théories scientifiques, qui assignent un grand rôle au hasard et aux événements aléatoires dans le processus de l’évolution, doivent être remplacées ou complétées par des théories reconnaissant la conception intelligente de l’univers. Ces vues sont théologiquement erronnées. Elles ravivent implicitement la vieille erreur manichéiste qui postule l’existence de deux forces opposées : Dieu et la matière inerte; dans ce cas le hasard et le “dessein intelligent”. Il n’y a pas d’opposition ici. Dans la “Pensée de Dieu”, ce que nous appellons le hasard ou les événements aléatoires est bien intégré dans la symphonie de la création.

La n’a de loin pas la rigueur scientifique d’un Nobel, elle a même souvent été . Espérons que son soutien a une pensée un peu plus profonde et nuancée contribuera à faire avancer le débat.

Sources:

Michael Heller “ ”, The Templeton Prize News Conference, March 12, 2008
(sobre… et en polonais)
(anglais)

Quand les dauphins écrasent les fumeurs

Thu, 13 Mar 2008 00:00:00 +0000

On verra moins souvent les amateurs de cigares faire des ronds de fumée, mais la relève est assurée :

J’avais déjà lu un article sur la fantastique capacité des dauphins à faire des “ronds d’air” dans l’eau, illustré par quelques photos, mais cette video est absolument extraordinaire !

Quelles sont les chances ...

Sun, 09 Mar 2008 00:00:00 +0000

Quelles sont les chances que vous buviez de l’eau déjà bue à un moment précis par une personne précise, disons dans le premier café pris par le Président Abraham Lincoln après son élection ?

C’est le genre de question abordée dans l’excellente émission du que je regarde grâce à la .

Alors, quelles sont les chances ? aucune ? 1% ? plus ?

Pour y répondre, il faut savoir 2 choses et en supposer une (je vous aide) :

soit 1.4 . 1021 litres
une mole d’eau contient le de molécules d’eau. Une mole d’eau c’est 18g, et le nombre d’Avogadro = 6 . 1023, donc il y a environ 3.3 . 1025 molécules H2O dans 1 litre d’eau
hypothèse : Il faut supposer que l’eau ait bien le temps de se brasser entre les deux événements, c’est pourquoi on choisit l’eau du café de Lincoln, il y a un siècle, et pas celle d’Eva Longoria à sa séance de gym la semaine passée.

Alors, quelles sont les chances ? Et bien en faisant simplement la division du nombre de molécules dans un litre par celle du nombre de litres d’eau sur la terre, on trouve combien de molécules tirées d’un litre bu par Lincoln (ou Einstein, ou Jésus) dans un litre d’eau tiré au robinet chez vous : 3.3 . 1025 / 1.4 . 1021 = 20'000. Dans un déci de café : 2000. Bien sur c’est une moyenne, il n’y en a peut-être “que” 100, mais la probabilité qu’il n’y en ait aucune est si faible qu’on peut la considérer comme nulle.

Il est donc absolument certain que chaque fois que vous buvez un verre d’eau, vous ingérez des milliers de molécules d’eau bues en de grandes occasions par des gens célèbres, car le nombre de molécules dans un verre d’eau est incroyablement grand. Voilà le raisonnement en vidéo et en anglais :

Quelques petites remarques additionnelles:

20000 molécules dans un litre, donc sur 3.3 . 1025 molécules, ça fait 0.6 . 10-21 , donc 0.6 millièmes de milliardième de milliardième, ou encore 0.6 millièmes de ppm de ppm de ppm ( ). Les instruments les plus sensibles sont capables de détecter des substances diluées à une fraction de ppm, mais en aucun cas des quantités si faibles.
Donc quand on vous dit que votre eau contient des “traces” de polluants, ça signifie que vous n’en absorbez que quelques milliards de molécules à chaque gorgée. En fait il est impossible d’obtenir de l’eau hyper pure car c’est un excellent solvant : le simple fait de la mettre dans un verre hyper propre arrache des molécules de la paroi de verre et les dilue.
Seul l’ considère que des dilutions si élevées ont encore un effet : un café de Lincoln est dilué dans votre eau à environ 10 CH “seulement” selon leur système de notation. Donc quand vous prenez un “médicament” homéopathique à 10 CH, il contient moins de molécules actives que d’eau bue par Jésus Christ en personne. Reste à savoir ce qui vous soigne le plus ;-)

OGM : les insectes s'adaptent vite

Mon, 18 Feb 2008 00:00:00 +0000

Lors d’un débat sur les Organismes Génétiquement Modifiés (OGM) il y a environ dix ans, un professeur italien dont je n’ai malheureusement pas retenu le nom avait développé un argument très intéressant. En substance il disait:

La modification génétique d’un organisme est un événement très brutal du point de l’évolution, mais ensuite l’évolution de l’organisme est figée, souvent pour des impératifs de production.
Les plantes modifiées n’évoluent donc plus au rythme naturel d’une génération par année, mais n’ont qu’une “génération” tous les 10 ans voire plus.
Par contre, les parasites continuent d’évoluer à leur rythme habituel de plusieurs (nombreuses) générations par année. Selon le professeur, l’issue ne faisait aucun doute : en quelques années les parasites s’adapteront à la modification génétique, supprimant l’avantage des OGM mais produisant des parasites plus tenaces…

Helicoverpa zea

Il avait raison : des “Bollworms” (Helicoverpa zea) résistants au [ ]( ) ont été . Or le coton “Bt” a précisément été développé et cultivé dès 1996 pour repousser le “Bollworm”, principal parasite du coton

Malgré cela, un des chercheurs impliqués dans cette découverte estime que quelques insectes résistants découverts au bout de 7 ans parmi 162 millions d’hectares de plantations “Bt” est un mal acceptable et indique quelques solutions:

une nouvelle variété de coton “Bt” produit 2 toxines au lieu d’une seule, pour éliminer les Bollworms résistants (à moins qu’ils ne s’adaptent aussi…)
Planter des . Que voilà une idée intéressante : utiliser les champs des agriculteurs “Bio” pour que les champs OGM produisent plus !

Référence : University of Arizona, “ .” ScienceDaily. February 8, 2009

Plongée profonde

Sun, 27 Jan 2008 00:00:00 +0000

Gaz

Dès quelques dizaines de mètres de profondeur la pression permet à l’azote, qui compose 75% de l’air, de traverser les parois pulmonaires en même temps que l’oxygène et de se dissoudre dans le sang. En remontant trop vite, l’azote fait des bulles lors de la décompression, et ce n’est pas bon du tout pour la santé. De plus, à partir de 30m déjà mais surtout dès 60m, l’azote devient un narcotique.

Pour plonger plus profond, il faut remplacer l’azote par de l’hélium. Mais dès 120m, l’hélium provoque le “syndrome nerveux des hautes pressions” et il faut se mettre à respirer un mélange d’hydrogène et d’oxygène, qui a permis aux plongeurs très professionnels de la Comex de travailler une semaine à 500m, et d’atteindre l’équivalent de 700m dans un caisson hyperbare de laboratoire.

Peut-on aller plus bas sans devoir s’enfermer dans un sous-marin ? et remonter sans passer des semaines en paliers de décompression ?

Liquide

Dans le superbe film , un plongeur descend à plus de 3000m en respirant un liquide, ce qui lui permet d’être insensible à la pression. Est-ce possible ? Et bien oui, d’ailleurs la scène du film dans laquelle un rat est immergé dans ce produit n’est pas truquée, et le rat n’est pas mort des suites de cette expérience.

D’après le forum “ ” le liquide est du perfluorooctylbromure (PFOB) . Il appartient à la famille des perfluoroalcanes, et on peut y dissoudre beaucoup d’oxygène (52.7 ml dans 100ml de liquide). Selon une récente , ce produit a même été testé sur un prisonnier américain plus ou moins volontaire. Le PFOB est maintenant envisagé pour des applications médicales, entre autres sous le nom de , mais officiellement, l’armée US a cessé de s’intéresser à ce liquide pour la plongée profonde… Pourquoi donc ?

Sources:

“ ” sur Wikipedia
forum “ ” sur Futura-Sciences, avec infos très complètes de “fafapas”

Réplication de l'ADN

Sun, 06 Jan 2008 00:00:00 +0000

Vu l’année passée sur que je viens de retrouver, pas tout à fait identique, sur YouTube :

Je croyais que les 2 brins de l’ADN s’ouvraient simplement comme une fermeture éclair et que chaque brin était complété par les bases complémentaires (vous savez : Adénine - Thymine et Cytosine - Guanine …) en séquence.

Et bien c’est beaucoup plus compliqué que ça, en tout cas pour l’un des 2 brins qui est reconstruit “à l’envers” grâce à un incroyable mécanisme créant des boucles successives de ce brin.

En synthèse, il y a une polarisation structurelle des brins et de l’enzyme qui assure la reconstruction, qui fait que ce dernier est comme une voiture qui devrait toujours conduire sur la voie de droite, ainsi il doit parcourir le deuxième brin dans le sens opposé. Ceci garantit une meilleure stabilité de la reconstruction en minimisant le risque de rupture qui serait présent en parcourant la chaine (à l’endroit).

Je commence à comprendre comment ça marche après avoir regardé attentivement la vidéo une dizaine de fois et ça me fait vraiment rêver. Imaginez que des milliards de milliards de ces merveilleuses machines fonctionnent en permanence dans les cellules de tous les êtres vivants, du microbe à la baleine bleue en passant par le platane! wow !

Oiseaux, merveilleux oiseaux

Fri, 09 Nov 2007 00:00:00 +0000

d’Hubert Reeves parle de physique, d’astrophysique, de cosmologie et de Big Bang. Mais, comme dans “ ” et “ ” c’est surtout la description de la fantastique tendance de l’Univers vers la complexité qui émerveille.

Reeves parvient à décrire d’une manière imagée mais magnifiquement claire les très abstraites “transitions de phases” survenues au moment du Big Bang et les “ruptures de symétrie” qu’elles ont causé et qui sont à l’origine de la fertilité de l’Univers. Ce chapitre sur le “fine tuning” des lois de la physique, et en particulier le passage relatif à la durée de vie du proton m’ont décidé à me procurer “la Première Seconde”, un des derniers livres d’Hubert Reeves que je n’aie pas encore lus.

A l’autre extrémité de la complexité, “Oiseaux, merveilleux oiseaux” soutient aussi une idée très importante relative à l’Evolution : la Vie développe plusieurs solutions distinctes et parallèles au même problème. Par exemple, la mouche, l’albatros et la chauve-souris volent tous, mais n’ont pas d’ancêtres communs volants : chaque espèce à développé le vol indépendamment, en développant des techniques distinctes.

Mais c’est le passage sur les sens de l’orientation des animaux migrateurs, en particulier des oiseaux qui montre ceci de la manière la plus surprenante:

il est maintenant clair que certains oiseaux captent le champ magnétique. Certaines espèces captent le champ “horizontal” Nord/Sud, d’autres l’angle du champ par rapport au sol. Certains tiennent compte de déviations locales du champ et certains .
d’autres se repèrent apparemment par le plan de polarisation de la lumière solaire, “visible” même lorsque le Soleil est caché par les nuages
mais le plus spectaculaire vient des oiseaux volant de nuit. Placés dans un Planétarium, on a pu démontrer:
- qu’ils se repèrent par rapport aux étoiles et non par rapport au champ magnétique
- qu’on peut éteindre de nombreuses étoiles, dont Polaris , sans gêner les volatiles
- que si on fait tourner le ciel autour d’une autre étoile que Polaris, là les oiseaux se déroutent
- donc qu’il est très probable que les oiseaux s’orientent donc par rapport au point autour duquel les étoiles tournent, ce qui signifie qu’ils perçoivent la rotation du ciel de 0.25° par minute en volant, alors que nous ne sommes pas capables de le faire à l’oeil nu, bien immobiles couchés dans l’herbette…

Pourquoi les différentes espèces d’oiseaux migrateurs ont-elles développé des sens de l’orientation différents, si ce n’est parce qu’ils l’ont fait indépendamment ?

Références

Hubert Reeves (1998). Oiseaux, merveilleux oiseaux: les dialogues du ciel et de la vie. Editions du Seuil.
Hubert Reeves (1981). Patience dans l'azur: l'évolution cosmique. Seuil.
Hubert Reeves (1992). Heure de s'enivrer : l'univers a-t-il un sens ?. Seuil.

Il faut s'abstenir de faire le moindre léchage de crapaud !

Fri, 28 Sep 2007 00:00:00 +0000

La nouvelle émission scientifique est vraiment excellente, du niveau du regretté “Télescope” de la TSR.

Hier, le professeur y a parlé d’hallucinogènes naturels en prononçant notamment la perle servant de titre au présent article. Il a aussi décrit une utilisation de l’amanite tue-mouche aussi “stupéfiante” que peu ragoutante…

S’il faut encore vous persuader que cette planète est vraiment pleine de surprise et ses habitants prêts à tout,

\[audio mp3="/wp-content/uploads/2007/09/20070927-les-hallucinogenes-naturels.mp3"\]\[/audio\]

Principe de Saturation Cubique

Sat, 23 Oct 1999 00:00:00 +0000

Enoncé :

‘‘Aucun système physique ne peut croître exponentiellement indéfiniment, car les ressources nécessaires à sa croissance ne peuvent croître que selon une fonction cubique du temps en raison de la finitude des vitesses."

à partir d’un certain point, la croissance exponentielle (e^{x en vert) est limitée par une fonction cubique (x}3 en rouge)

Exemples

Des organismes vivants ayant à disposition toute la nourriture voulue se reproduisent exponentiellement, puis leur croissance est limitée par une quadratique ou cubique de la vitesse à laquelle ils sont capables de se propager dans leur milieu.
La puissance des ordinateurs, qui augment exponentiellement selon la Loi de Moore, sera un jour contrainte de ne dépendre plus que de la taille de l’ordinateur.
Si l’Humanité se mettait à conquérir l’espace à la vitesse de la lumière en maintenant une croissance de doublement en un siècle, au bout de 5000 ans déjà on n’arriverait plus à découvrir de nouvelles planètes en périphérie de la sphère occupée par le Humains. En fait la saturation deviendrait rapidement quadratique au lieu de cubique car la Galaxie est un disque et que la sphère occuperait toute l’épaisseur.

Conséquences :

Les extra-terrestres sont forcément agressifs

Les êtres vivants se reproduisent selon une exponentielle lorsque les ressources nécessaires à la vie sont disponibles.
Une espèce à croissance limitée est vulnérable par rapport à une autre en croissance.
Pour accroitre leur nombre, les êtres vivants doivent s’étendre dans le milieu qui leur est accessible, ce qui ne peut se faire qu’à vitesse limitée, dans le meilleur des cas par une conquête spatiale à la vitesse de la lumière.
Ils doivent également consommer de l’énergie pour leur existence et pour leur reproduction, donc pour leurs voyages intersidéraux.
A l’intérieur de la sphère de systèmes qu’ils contrôlent, ils ne peuvent pas s’offrir le luxe de laisser d’autres êtres leur faire concurrence pour ces ressources.
S’ils ont délibérément choisi une croissance zéro, ils doivent se faire extrêmement discrets pour ne pas être détectés par une expèce en expansion.

Conséquence de la conséquence : le programme SETI est une stupidité : les extraterrestres réellement intelligents font très attention de ne pas être détectés, par contre nos signaux sont carrément sucidaires : car ils révèlent notre position à nos concurrents futurs.

Cubic Saturation Principle

Statement:

“No physical system can indefinitely grow exponentially, since ressources needed for this growth are available only as a cubic function of time because of the limitation in propagation velocity.”

Examples:

A nuclear chain reaction is exponential only for a very short time. Then, the reaction goes on as a cubic when the neutrons front wave propagates in the fissile material at its own speed..
Living organisms having all the feed they need grow exponentially, then their growth is limited by a cubic function (or even quadratic if they live on a surface) of the velocity they’re able to propagate in their living space.
One day, the power of computers which grows exponentially according to Moore’s Law will only depend on the computer size.
Let’s suppose Mankind conquers space at lightspeed and keeps growing by doubling each century. In about 5000 years, we could no more find new planets to conquer at a sufficient rate. In fact, the saturation would be quadratic, because the thickness of the Galaxy would already be occupied and the propagation would occur only on a cylindric surface.

Consequences:

Extra-terrestrial life forms are aggressive:

Life forms grow exponentially when the required ressources are available.
A species with limited growth is threatened by any other with a faster growth rate.
To increase their numbers, living beings must propagate in their environment, which can be done only at limited velocity, in the best case at speed of light.
They also need energy for their own life and for their reproduction, and for their interstellar travels.
Inside the sphere of stellar systems thez control, they cannot afford living beings who compete for these ressources.
If they deliberately chose a zero growth, they must be extremely discreet to avoid being detected by an expanding species…
Consequence of the consequence : the SETI program is stupid : intelligent extra-terrestrial life is very careful not to be detected and our own signals are suicidal.