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6 octobre 2015 2 06 /10 /octobre /2015 07:57

Dossier Pour la Science N 86 – Janvier-Mars 2015

Les chimpanzés : des grands singes pétris de culture

Christophe BOESCH

La culture a toujours été un domaine réservé aux humains et serait l'exclusivité de notre espèce, nous différenciant du règne animal. Buffon, après Descartes, plaçait l'homme à distance des autres animaux, s'en différenciant, qualitativement (?) par ses facultés intellectuelles. Montaigne en revanche préférait une approche plus continue, aujourd'hui on dirait : évolutive. L'humain appartenant au règne animal en aurait hérité de beaucoup de ses facultés intellectuelles, lesquelles seraient partagés avec nos plus proches parents biologiques : les grands singes.

L'évolution darwinienne est généralement acceptée pour les aspects liés à nos morphologie et nos capacités physiques et physiologiques. Les opinions sont plus partagées pour nos facultés intellectuelles. D'aucuns virent dans cette réticence l'influence de notre culture judéo-chrétienne.

Difficile aussi, et surtout, pour les humains d'être ''juges et partie''. Impossible d'être impartial. Bertrand Russell écrivait en 1918 : ''Si on propose à un homme un fait allant à l’encontre de ses instincts, il va le scruter de près et, sauf si les preuves sont accablantes, il refusera d'y croire. Si, en revanche, on lui présente quelque chose qui va dans le sens de ses instincts, il l'acceptera avec le minimum de preuve. L'origine des mythes s'explique de cette façon''.

Dans Le Singe Nu, Desmond Morris l'approuve : ''L'histoire de notre parcours évolutif est une histoire de nouveau riche, et comme tel, nous sommes susceptibles quand à nos origines''. Bref, de nombreux scientifiques sont prisonniers d'une logique comparative égoïste plaçant l'homme à part et reniant notre parenté en survalorisant des études défavorables aux autres espèces animales. Beaucoup des réponses données aujourd'hui ne s'appuient pas sur une approche comparative avec nos plus proches parents mais sur un a priori sur nous mêmes.

Les cartésiens [mais que penserait Descartes aujourd'hui?] ont bloqué les progrès qui nous permettraient de révéler la spécificité de la ''culture humaine''. Sans oublier les perceptions différentes, encore une séquelle ''judéo-chrétienne'' qui fait qu'une preuve de culture au Japon est réfuté en oxidant. La véritable question est de savoir quels aspects du phénomène culturel sont particuliers aux humains par rapport aux autres primates en général, et aux chimpanzés, en particulier. Neuf populations de chimpanzés sont suivis, en Afrique de l'Ouest, Centrale, de l'Est, configuration permettant de mettre les observations en commun. Les observateurs furent surpris de comportements n'étant pas induits par l'environnement et qui, par conséquent, ne pouvaient être que culturels. Les chimpanzés les avaient appris en copiant les membres de leur groupe. De nombreux exemples (à découvrir dans le magazine) montrent la flexibilité du comportement des chimpanzés. La question n'est plus aujourd’hui d'attribuer ou non une culture aux chimpanzés mais de comprendre précisément quelles sont leurs capacités culturelles, et en quoi se distinguent-elles des facultés culturelles de l'humain.

Encore une fois l'humain semblait le seul à accumuler des innovations pour améliorer une même technique. Faculté unique fondée sur nos compétence en termes d’imitation, d'enseignements, de conformité et de normes sociales. Pourtant plusieurs chaînes cumulatives de techniques ont été observées chez les chimpanzés qui suivaient un schéma d'accumulation culturelle ou une technique est compliquée par l'accumulation d’éléments en augmentant l'efficacité et la spécialisation.

Autre aspect distinguant la culturelle humaine de celle des chimpanzés : l'importance de la culture symbolique à travers les langues, les mythes, les croyances, l'art... [pour autant qu'il s'agisse là d'avantages ou de preuves de supériorité!].

Une approche intégrative tenant compte des nouvelles observations obtenues auprès de plusieurs populations de chimpanzés a mis en évidence une complexité de la culture chez cette espèce qui était insoupçonnée il y a quelques années. Toute nouvelle population de chimpanzés étudiée nous surprend en montrant des comportements inconnus révélant de nouvelles facettes des capacités des chimpanzés. Cette approche nous oblige à réévaluer nos visions simplistes des animaux. La science a souvent souffert d'approximations, de théories fondées sur des anecdotes ou des faits inexacts. Les statistiques ont pris de l'importance pour éviter la subCjectivité. Parallèlement les expérimentations animales ont aussi gagné en popularité car elles représentent un progrès pour tester les facteurs qui influencent le comportement. D'autre part comment considérer que des études dirigés (dans tous les sens du mot) sur des individus captifs puissent éclairer les capacités de populations libres ? Sans omettre les handicaps générés par la vie en captivité !

Une étude plus complète des chimpanzés sauvages nous aidera à comprendre ce qui nous rapproche d'eux, et ce qui nous en différencie. Eux seuls peuvent nous aider à comprendre ce qu'est le ''propre de l'homme''.

Encore faut-il qu'ils survivent, l'homo sapiens agit comme s'il voulait effacer son propre passé. Espérons qu'il s'efface lui-même plus rapidement encore !

 

Dans le même registre, ne manquez pas de lire l'intervieux passionnante de Shelly Masi : La culture chez les gorilles et les différences qu'elle présente avec celle des chimpanzés.

 

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2 octobre 2015 5 02 /10 /octobre /2015 07:09

Dossier Pour la Science N 86 – Janvier-Mars 2015

L'homme : un singe à un poil près

Nina JABLONSKI

L'orang-outan est doté d'une belle toison cuivrée. Les gorilles, les chimpanzés et les bonobos sont parés d'une fourrure brune ou noire. Et nous ? Des cheveux et quelques régions pileuses bien localisées. L'humain est le seul primate à avoir une peau presque glabre.

Pourquoi ? Le registre fossile n'apporte pas d'explication, il ne recèle aucune trace de peau humaine.

Une découverte récente, dans un fossile, mit à jour les preuves de la transformation de la peau humaine. Glabre, elle favorisa l'évolution d'autres caractéristiques, notamment un cerveau très développé.

Avec l'allaitement les poils, fussent-ils temporaires, définissent les mammifères. Ceux-ci sont de bons isolants thermiques et protègent contre l'abrasion, l'humidité, les rayons du soleil, les parasites et les microbes pathogènes. Ils servent aussi de camouflage et de moyen de communication, sauf pour les plus grands mammifères, les espèces souterraines ou marines. En revanche les animaux semi-aquatiques ont une fourrure dense étanche qui emprisonne l'air pour améliorer la flottaison.

La peau de l'homme n'est pas une adaptation à la vie souterraine ou aquatique, elle n'est pas davantage le résultat d'une grande taille. Elle est devenue glabre parce que l'homme a acquis un système de régulation efficace de sa température corporelle. Chez l'homme l'absence de fourrure améliore l'efficacité de la sueur. Ses glandes eccrines peuvent produire jusqu'à 12 litres de sueur aqueuse par jour et libèrent la sueur à travers de minuscules portes. La combinaison d'une peau presque nue et d'une sueur fluide permet à l'homme d'éliminer la chaleur en excès. Système si performant que lors d'un marathon, un jour de forte chaleur, l'homme gagnerait contre un cheval.

Un changement climatique est à la base de l'apparition de ce système, devant quitter les environnements boisés pour la prairie nos ancêtres durent rechercher de la nourriture, la viande en particulier, et de l'eau en parcourant des trajets de plus en plus longs. Cette augmentation de l'activité causait une élévation de la température corporelle contre laquelle la perte de la pilosité était la meilleure solution.

Reste à élucider le mystère de l'évolution de la chevelure humaine.

L'apparition d'une peau quasi glabre eut des répercussions sociales, le maquillage et les expressions faciales complexes ont peut-être évolué après que l'homme ait perdu la capacité de communiquer au moyen de sa fourrure. Les décorations de la peau existent parce qu'ils véhiculent l'appartenance à un groupe.

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25 septembre 2015 5 25 /09 /septembre /2015 07:18

Dossier pour la science N 86 – Janvier – Mars 2015

Après avoir économisé, Jane Goodall s'embarqua pour l'Afrique et y rencontra le paléo-primatologue Louis Leakey qui lui proposa d'étudier les chimpanzés dans le parc national de Gombe, en Tanzanie. Par la suite, et soutenu par son mentor, Jane s'inscrivit en doctorat à Cambridge alors qu'elle ne disposait pas de l'équivalent du baccalauréat.

Au début des années 1960 le comportement des animaux, sauf ''l'animal humain'' n'était qu'un ensemble de réactions codées génétiquement, aux stimulus sensoriels. Toute velléités de sortir de ce raisonnement relevait de l'anthropomorphisme. Pas question d'évoquer personnalité, esprit ou émotion, caractéristiques réservées à l'humain [si ça ce n'est pas de l'anthropomorphisme!]. Elle était convaincue du contraire, grâce à l'enseignement de son maître d'école, celui de son chien Rusty et refusait les explications réductionnistes des comportements complexes. Son professeur de thèse, Robert Hinde, lui appris à exprimer ses idées révolutionnaires. Elle fut, par exemple la première à donner un nom plutôt qu'un numéro aux chimpanzés.

Malgré l'hostilité [des vieux c...] elle obtint son diplôme et mit en place un centre de recherche à Gombe. Ces travaux en sont à leur 55e années, la plus longue étude jamais conduite sur un animal vivant. Les chimpanzés vivant plus de 60 ans il était important de mener des observations sur le long terme.

Cette persévérance lui permit d'apprendre beaucoup sur nos plus proche cousin, les chimpanzés et nous avons plus de 98 % d'ADN en commun et des similitudes dans la composition du sang, le fonctionnement du système immunitaire et l'anatomie du cerveau. Ils disposent d'un répertoire complexe d'appels, de postures et de gestes leur permettant de communiquer des informations sur ce qu'ils ressentent ou leur environnement. Ils s'embrassent, s'enlacent, se tiennent la main, rient... comme des humains et souvent dans des contextes comparables. Ils élaborent même des outils, capacité longtemps réservée aux être humains amenant Leakey à conclure ''Nous devons redéfinir l'homme, l'idée d'outil, ou accepter que les chimpanzés soient des êtres humains.''

selon les régions ils montrent des comportements et des usages qu'ils transmettent de génération en génération via un processus d'observation, d'imitation et de mise en pratique. En outre ils font preuve de compassion, d'altruisme et, parfois, de violence ; ils comprennent et utilisent des symboles abstraits pour communiquer. Ils peuvent apprendre la langue des signes et mémoriser 400 mots et phrases. S'ils pouvaient développer ce genre de communication à l'état sauvage Janes GOODALL est sûre qu'ils nous demanderaient de les respecter, de ne pas en faire des sujets de divertissements ni d'expérimentation, et de les protéger. Malheureusement, poursuit-elle, notre arrogance nous conduit à mettre l'homme au-dessus de tout, d'en faire une espèce à part alors que les chimpanzés pourraient nous apprendre que nous ne sommes qu'une partie du règne animal.

Des études ont été engagées concernant les différentes populations de chimpanzés dans d'autres régions d'Afrique mais également sur les gorilles et les bonobos, ainsi que, en Asie, sur les orangs-outans. Il est clair que nous ne sommes pas les seuls êtres capables d'amour et de haine, de joie et de tristesse, de peur et de désespoir. Ni les seuls dotés d'un esprit apte à résoudre des problèmes ou à ressentir douleur et souffrance. La frontière entre nous et le reste du règne animal devient de plus en plus floue.

Malheureusement alors que la science nous en apprend toujours davantage sur le comportement des grands singes ceux-ci sont menacés de disparition [pour éviter une remise en cause?]. D'un million d'individus en 1960 la population de chimpanzés est probablement inférieure à 300 000 aujourd'hui. La prolifération humaine, ses besoins grandissant rongent leur habitat, sans oublier les diverses maladies [comme ce fut le cas en Amérique du Sud, quand les envahisseurs européens apportèrent des virus contre lesquels ils étaient immunisés, ce qui n'était pas le cas des populations indigènes] se répandent. Ebola ne se contente pas de frapper les humains, il touche également les gorilles.

Vu du ciel le parc national de Gombe semble une oasis tant la déforestation a fait des ravages autour, les populations humaines tentant de survivre en tentant de cultiver des pentes érodées. Petit à petit cependant les populations locales comprennent que la forêt est leur amie et la déforestation une mise en cause de leur propre survie. Ils participent également à la lutte contre le braconnage alors que les gardes forestiers alimentent un programme de surveillance en direct des forêts.

L'auteur conclue en citant [elle n'est pas la première] le célèbre proverbe indien ''Nous n'avons pas hérité la Terre de nos ancêtres mais nous l'empruntons à nos enfants.'' À regarder ce que nous avons fait de cette Terre, je dirais plutôt que nous l'avons volée...

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21 septembre 2015 1 21 /09 /septembre /2015 07:54

Dossier pour la Science N 86 – Janvier-Mars 2015

Anne-Marie BACON

Il y a 2 millions d'années plusieurs espèces de grands singes vivaient en Chine, dont la plus grande ayant jamais vécu. Il est probable que les premiers humains arrivés en Asie les aient rencontrés.

Moult contes, légendes et mythologies évoquent des créatures ni homme, ni singe, mais mélangeant les deux : le Yéti, Big Foot, Sasquatch en sont quelques exemples. Jusqu'au début du vingtième siècle ces récits passaient pour de totales élucubrations, depuis a été découvert la trace du Gigantopithecus blacki, ce singe pouvait mesurer jusqu'à 2,50 m et pesait 300 kgs. Il peuplait le Sud de la Chine jusqu'au Viêt Nam. À cette époque la région est couverte d'une forêt tropicale. Y vivent les ancêtres de grands carnivores, hyènes, panthères, chiens, sauvages, pandas et félins à dents de sabre mais également des ongulés, des bovidés... les fouilles mirent au jour des restes d'animaux dont nul descendant n'est arrivé jusqu'à nous. Les primates étaient nombreux, gibbons, macaques, rhinopithèques et autres. De cette diversité seul le premier est encore présent.

Blacki n'est pas le seul gigantophithèque ayant vécu, nous lui connaissons deux cousins, bilaspuresis qui l'aurait précédé et giganteus, découvert dans le Nord de l'Inde et en Chine. Mais c'est Gb qui retient notre attention.

Au pléistocène inférieur l'habitat des gigantopithèques s'étalait entre le Yangtsé et les montagnes du Chongzuo. Suite à une modification climatique ils durent descendre plus au sud.

Les sédiments conservèrent des dents de mammifères et quelques restes osseux d'amphibiens et de reptiles. C'est ce qui nous est parvenu du Gigantophithecus blacki dans une douzaine de sites connus. Trois mandibules furent également retrouvés qui permirent d'estimer la stature des individus, leur différence est interprétée comme preuve d'un fort dimorphisme sexuel.

Tout concorde pour indiquer qu'il était frugivore, se nourrissait aussi de graines, de noix et de bambou. L'étude des phytolithes (particules siliceuses présentes dans les plantes et retrouvés sur la surface des dents) permet d'identifier les végétaux consommés. Depuis dix ans, grâce à de nouvelles fouilles menées à Longgupo, une industrie faite d'artefacts rudimentaires en os et en pierre a mise en évidence, attestant de la coexistence des hommes et des gigantopithèques entre 1,8 et 1,4 million d'années à proximité du Yangtsé. La présence dans cette région d'Homo ergaster ou Homo erectus africain est possible, ceux ci ayant quitté l'Afrique il y a 2 millions d'années. Ceux-ci seraient donc retourné vivre en forêt.

Problème : survivre dans ce milieu nécessite des techniques de chasse que n'auraient pu pratiquer ces premiers hommes.

Cette rencontre advint-elle, put-elle générer des mythes qui seraient arrivés jusqu'à nous. C'est peu probable, ceux-ci perdurent pourtant et indiquent que des rencontres purent avoir lieu plus récemment engendrant un effet de mimétisme qui pourrait expliquer que de nombreuses régions possèdent ces légendes.

Les questions sont posées, manquer des réponses n'empêche pas de les imaginer.

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19 septembre 2015 6 19 /09 /septembre /2015 07:23

Dossier pour la Science N 86 – Janvier – Mars 2015

L'homme descend du singe, dit-on, la femme aussi par conséquent, et certaines eurent la bonne idée de consacrer leur vie à s'intéresser à nos cousins. Un brelan de dames influencé par le primatologue Louis Leakey et ainsi surnommées les ''Anges de Leakey''.

Dian Fossey, assassinée le 27 12 1985 qui dédia sa vie aux gorilles des montagnes dans le massif des Virunga, au Rwanda. Jane Goodall qui vécu plus de 50 ans en compagnie des chimpanzés du parc de Gombe en Tanzanie et Birutė Galdikas qui étudie les orangs-outans, principalement à Bornéo depuis 1970. Leurs travaux nous permirent de mieux connaître les grands singes jusqu'alors considérés comme stupides, violents, cruels... bref, comme des homo sapiens banals. D'autres leur succédèrent pour améliorer encore la connaissance que nous avons de nos cousins.

Pourtant ils ne furent jamais plus menacés, le braconnage, la déforestation et le trafic continuent et mettent leur survie en danger. Si rien n'est fait ils pourraient avoir disparu en 2050.

La frontière nous séparant des grands singes, principalement des chimpanzés, se dilue.

L'histoire des grands singes

Jean-Jacques JAEGER

Autrefois les grands signes vivaient sur toute a Terre à l'exception de l’Amérique. L’Europe en abrita plusieurs espèces, en Asie un grand signe de près de trois mètres fut peut-être à l'origine du Yéti. Si trois espèces subsistent les fossiles nous en présentent 40. La parenté entre singes et homos fut longtemps refusée, elle l'est encore par quelques idéologies obsolètes mais les arguments scientifiques à l'appui de cette relation sont écrasants en nombre et en qualité. De fait, les taxonomistes regroupent au sein des hominidés, les hommes, les chimpanzés et les gorilles, la comparaison de leur ADN permit de retracer leur chemin commun.

L'un des défis de la paléoprimatologie est de trouver l'ancêtre commun au sapiens et au chimpanzé. Chercher des caractéristiques anatomiques intermédiaires est tentant mais l'évolution en mosaïque condamne cette idée. Il est aussi possible de s'inspirer de l'anatomie des formes phylogénétiques plus éloignées, gorilles, orangs-outans, gibbons, mais cette piste ne mène nulle part.

Reste l'analyse de la documentation paléontologique de ces grands singes pour reconstituer leur histoire et celle de leurs caractères anatomiques !

Toumaï (Saheloanthropus tchadiensis) est le premier homininés. Âgé de 7 millions d'années il témoigne de l'ancienneté de la séparation humains chimpanzés et d'une probable bipédie. Aucun fossile de ces derniers n'est venu aider à reconstituer leur histoire, sinon quelques dents identiques à celles des chimpanzés d'aujourd'hui. L'absence d'ancêtres de chimpanzés et de gorilles reste une énigme. En revanche l'évolution de nos cousins asiatiques, les orangs-outans est bien documentée et avec les fossiles d'autres grands singes disparus peut nous aider à en découvrir davantage. Le registre fossile africain témoigne d'une différenciation progressive des premiers grands singes entre 30 et 25 millions d'années. Ces primates, les proconsulidés ont été découverts en Afrique de l'Est et représentent les premiers grands singes dépourvus de queue, les hominoïdes, vivant dans la forêt tropicale et ses lisières et se nourrissant de fruits. Les proconsulidés vont se distinguer par une plus grands flexibilité des membres et une meilleure capacité de préhension des mains et des pieds. Essaiment en Afrique pendant au moins 10 millions d'années ils vont donner naissance à de nombreuses formes de singes, des plus petits aux plus grands mais furent-ils les ancêtres des hominidés ? Rien n'est moins sûr, comme il semblent qu'ils ne soient pas davantage à l'origine des grands singes africains actuels. Force est donc de chercher ailleurs !

Les changements géographiques et climatiques conduisirent à la dispersion hors d'Afrique des premier hominoïdes. La plaque africaine emboutit la plaque eurasiatique, fermant une branche de la Téthys, produisant de nombreuses chaînes de montagnes et ouvrant une voie terrestre entre l'Afrique et l'Eurasie. Venant d'Asie de nombreux immigrants colonisèrent l'Afrique pour la première fois : des ruminants, girafidés, cochons, félidés et les premiers grands singes représentés aujourd'hui par deux groupes distincts, les hylobatidés et les pongidés. Les premiers sont petits, adaptés à la suspension et la locomotion arboricole avec un faible dimorphisme sexuel, mais aucun fossile n'a encore été découvert en Asie, les autres, les orangs-outans, de grands tailles, avec un dimorphisme sexuel important et une évolution qu'il est possible de retracer depuis le Sivapithecus.

Les autres Sivapithecus ont disparu au moment de la forte diminution des milieux forestiers il y a, environ, 8 millions d'années. Parmi les branches éteintes de Sivapithecus, le Gigantophithecus, évolution différente d'une espèce de Sivapithecus acquit les dimensions d'un géant, le Khorapithecus, plus proche des orangs-outans, le Lufengpithecus, des hauts plateaux de Chine du Sud. La découverte en Turquie de l'Ankarapithèque témoigne de l'expansion des pongidés au Miocène supérieur.

En revanche les grands singes qui vinrent en Europe sont d'origines africaine. Comme le Dryopithecus, le singe des chênes, mis au jour dans une carrière proche de Saint-Gaudens, en Haute-Garonne. La plupart des fossiles de grands singes européens a été trouvé en France, en Espagne, en Hongrie et en Grèce. Outre le Dryopithecus trois formes ont été identifiées : l'Anoiapithecus, le Pierolapithecus et l'Hispanopithecus. Toutes pourraient être réunies dans l'ordre des dryopithécidés.

La modification du climat en Europe, occidentale et centrale, entraîna la disparition des forêts tropicales et des grands singes, en Europe orientale quelques grands singes purent s'adapter à un milieu plus ouvert et saisonnier. Comme l'Ouranopithecus, rattaché au groupe des dryopithécidés mais possédant des caractères que l'on retrouve chez l'homme.

Rien n'indique un lien avec la lignée humaine débutant avec Toumaï.

Dernière forme, l'oréopithèque qui vécu en Italie (alors une île) entre huit et neuf millions d'années.

Ces dryopithécidés sont-ils frères des hominidés africains ou des pongidés asiatiques ? Le débat reste ouvert.

2 autres formes, mal connues, de grands singes peuvent prétendre au statut d'ancêtre potentiel des hominidés. Le Griphopithécus, connu en Turquie, Allemagne et Slovaquie, dont les dents présentent des similarités avec celles des hominidés et le Kenyapithecus, mis au jour sur le site de Fort Ternan, au Kenya et en Turquie dont certains caractère le rapprochent des hominidés. Sa présence en Eurasie renforce l'hypothèse selon laquelle l'ancêtre commun des hominidés africains aurait évolué hors d'Afrique avant d'y retourner pour donner naissance aux hominidés actuels.

Diverses hypothèses s'affrontent, reposant sur des éléments fossiles épars, autant d'indices mais aucune preuve. Il en est sans doute qui, dormant au cœur de sédiments ou de roches, attendent d'être découverte. Peut-être pour réfuter les idées avancées jusque-là.

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14 septembre 2015 1 14 /09 /septembre /2015 07:57

Science et vie N° 1166 – Novembre 2014

                                       Trous noirs

Un article d'Emmanuel Monnier

Nous avons tous entendus dire, sans que nul ne l'ait jamais vu, que les trous noirs aspiraient tout et que leur forte densité retenait même la lumière. Une nouvelle théorie, basée sur des calculs associant quantique et relativité, suggère qu'elle ressurgirait sous forme d'immenses ''fontaines blanches''.

L'incapacité de la lumière d'en sortir nous rendrait aveugle à la réalité de ce qui se passe au cœur des trous noirs, l'un après l'autre ils pourraient libérer la matière et la lumière qu'ils avaient engloutis.

Pour surprenant que cela puisse paraître les calculs de Carlo Rovelli, chercheur au Centre de physique théorique de l'université Aix-Marseille, donnent de la crédibilité à cette possibilité.

La relativité générale nous a décrit la genèse d'un trou noir : étoiles qui après avoir consommé leur énergie s'effondrèrent sur elles-mêmes, concentrant leur matière en une boule si petite que l'espace-temps se courbe autour d'elle.

La question posée par Rovelli est donc : Tout tombe dedans, mais pour aller où ? Densité et courbure de l'espace-temps devenues infinies vont-elles finir par annihiler la matière. Carlo Rovelli propose son explication, matière et lumière exploseraient, transformant le trou noir en trou blanc.

Ce prodige est interdit par la relativité générale, hors ici ce n'est plus elle qui a la parole mais sa rivale, la mécanique quantique, qui régit l'infiniment petit et qui est formelle : il n'est pas possible de concentrer la matière au-delà d'un certain point. Lorsque la masse de l'étoile initiale est réduite à un volume inférieur à celui d'une petite molécule, elle atteint la limite de Planck. Les théories de la gravitation quantique prédisent qu'alors apparaît ''l'étoile de Planck'', une force s'opposant à toute nouvelle compression, créant un mur quantique infranchissable contre lequel la ''boule'' rebondit comme un ballon. ''Facile de calculer comment une balle va remonter : il suffit de prendre l'inverse de sa chute'' explique Carlo.

Un peu comme si on repassait le film à l'envers.

L'idée est plaisante mais un astrophysicien ne peut s'en satisfaire, il a besoin d'en démontrer mathématiquement la véracité en réunissant l'effondrement et le rebond. ''À notre grande surprise nous nous sommes aperçu que c'était possible'' explique Rovelli, les équations de la mécanique quantique prennent un court instant et sur une région limitée le relais de la relativité générale. La métrique du trou noir devient alors celle d'un trou blanc ; le tour est joué !

Maintenant direz-vous : pourquoi n'a-t-on encore jamais surpris de trou blanc en plein jaillissement ? La question est justifiée et l'explication est simple : le temps à l'intérieur du trou noir et celui à l'extérieur sont différents. Une milliseconde d'un côté, plusieurs milliards de l'autre côté.

''Reste à décrire ce qui se passe au niveau microscopique en se basant sur une théorie de la gravitation quantique. Ce modèle n'y parvient pas encore'' précise Iosif Bena. La possibilité existe de détecter de telles explosions venues de mini-trous noirs, ceux-ci perdent constamment une partie de leur masse à cause du phénomène d'évaporation de Hawking. ''Le modèle de Carlo Rovelli implique que cette évaporation soit arrêtée par une explosion qui va en libérer la masse'' explique Aurélien Barrau. Laquelle libérerait un flot de photons dont l'énergie serait accessible aux instruments actuels.

Cela reste encore à prouver, mais quand je lève les yeux pour regarder l'Univers je me dis que je pourrais surprendre ce phénomène. S'il faut patienter quelques milliards d'années je suis d'accord.

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11 septembre 2015 5 11 /09 /septembre /2015 07:41

   Science et Vie N° 1166 – Novembre 2014

De la vie sous la glace

                                                                          Boris Bellanger

John Priscu, professeur de microbiologie à l'université du Montana, revint en 1984 de l'Antarctique avec la certitude que ce continent ne pouvait être stérile. ''Pour moi cela n'avait pas de sens, il devait y avoir de la vie au cœur de cet enfer blanc !''

Il attendit trente ans avant d'en apporter la preuve.

Jusque-là les recherches de vie dans les profondeurs de la calotte glaciaire avaient vu se succéder annonces éclatantes et cruels démentis. Priscu lui-même y participant avant d'atteindre son but. Ainsi en 1999 il avait affirmé avoir trouvé des bactéries dans de la glace prélevée au-dessus du lac Vostok, enfoui sous 4km de glace, la suite avait prouvé qu'elle venait d'une contamination des échantillons par le fluide de forage.

Apprenant de cet échec il passa six années à mettre au point une technique de forage ultrapropre à base d'eau chaude stérilisée et en choisissant une cible plus facile que Vostok, le lac Whillans, lentille d'eau de 60 km2 et de moins de 10 m de profondeur.

4 jours suffirent pour percer les 800 m de glace dominant le lac Whillans, et quelques heures pour remonter des échantillons d'eau liquide et de sédiments des entrailles de l'Antarctique.

Les premières analyses démontrèrent que cette eau abritait bien de la vie, et même une vie abondante, 130 000 cellules par millilitre d'eau. Une densité équivalente à celle que l'on observe dans les grands fonds océaniques.

Cette fois les précautions semblent avoir été suffisantes pour ne pas connaître de désillusion dans le futur. Cette fois, confirme Jean-Robert Petit, du laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement de Grenoble, le signal est net, il n'y a pas de contestation possible : la vie est bien là !

Une vie nombreuse et diverse, le séquençage génétique des micro-organismes découverts met en évidence près de 4000 espèces différentes de bactéries et d'archéobactéries proches de celles que l'on peut trouver dans les grands fonds. À 800 m sous la glace, comme au fond des océans, il est impossible de bénéficier de l'énergie du soleil. ''Dans cet écosystème sous-glaciaire, il faut des organismes qui occupent le rôle fondateur joué à la surface par des organismes photosynthétiques'' explique Brent Christner.

Quid de l'origine de cette vie ? Est-elle venue par le haut ou vint-elle de bactéries présentes dans les sédiments tapissant le fond du lac ?

La réponse viendra peut-être de l'exploration des autres lacs. Ils permettront de dresser un portrait de ces écosystèmes. La quête de la vie sous l'Antarctique ne fait que commencer.

Un jour cette technique pourrait être utilisé pour explorer les lunes de Jupiter à un milliard de kilomètres de la Terre. Non seulement le monde est petit mais l'Univers aussi.

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7 septembre 2015 1 07 /09 /septembre /2015 07:34

Science et Vie N° 1166 – Novembre 2014

CRISPR/Cas9

La thérapie génique est une promesse faite il y a quelques années mais qui se heurtait à la difficulté de débusquer au cœur du génome d'un individu les gènes défectueux et de pratiquer une ''chirurgie réparatrice'' de l'ADN. C'est bien le meilleur moyen de guérir enfin les maladies génétiques mais aussi certains cancers, des maladies auto-immunes ou cardio-vasculaires, affections encore impossible à soigner par la thérapie génique d'aujourd'hui.

Depuis un an et demi pourtant cela semble possible et certaines réussites sont déjà enregistrées : des chercheurs ont rendu des cellules indestructibles face au sida et purent corriger les mutations en cause dans la mucoviscidose et la bêta-thalassémie, une anémie héréditaire, d'autres purent corriger la myopathie de Duchenne chez des embryons de souris atteints ou une maladie du foie chez le rat !

Tout cela grâce à un seul outil : CRISPR/Cas9. C'est lui qui permet de modifier à l'envi le génome d'un organisme avec précision et facilité.

Emmanuelle Charpentier précise : ''Il faut dire que ce qui freinait la thérapie génique, c'était l'absence de moyen précis et facile d'accès pour modifier le génome''. Il permet de scanner un génome entier pour y repérer une séquences d'ADN pour la sectionner. Il suffit ensuite de la remplacer. ''CRISPR/Cas9 démocratise la manipulation du génome. N'importe quel laboratoire peut l'utiliser et, en quelques jours, cibler ou modifier un nouveau gène'', continue Emmanuelle Charpentier, remarquée par l'Académie Nobel pour cette découverte.

Vous l'avez deviné, CRISPR est l'acronyme de ''clustered regularly interspaced short palindromic repeats'', il désigne de courtes séquences répétées présentes dans le génome de nombreuses bactéries. Découvertes en 1987 par des chercheurs japonais qui ne savent pas quoi en faire elle tombe dans l'oubli. Il faudra attendre qu'une entreprise agro-alimentaire danoise voulant améliorer ses ferments lactique comprenne qu'il s'agit d'un système de défense des bactéries contre les virus. Identiques entre elles les séquences CRISPR sont entrecoupées de morceaux d'ADN variables d'une bactérie à l'autre. En 2011 Emmanuelle Charpentier comprend le mécanisme et ouvre la voie à une véritable révolution. Avec une chercheuse américaine, Jennifer Doudna, elle découvre que les ADN viraux archivés par la bactérie sont recopiés sous forme de petites molécules, des ARN qui sont autant de sentinelles et qui, alliées à une grosse molécule, Cas9, ils forment des attelages efficaces. Quand un virus connu pénètre dans la bactérie l'ARN sentinelle le débusque et s'apparie à l'ADN viral complémentaire. Cas9 se charge de le découper.

''C’était la première fois qu'on observait une molécule 'découpeuse' guidée par un ARN.par la suite nous avons montré qu'il était possible en utilisant un ARN de notre choix de couper de façon précise n'importe quelle séquences d'ADN in vitro'' raconte la microbiologiste dont le travail est publié dans Nature en août 2012.

George Church, généticien à Harvard, sera le premier à utiliser ces ''ciseaux moléculaires'' dans des cellules humaines.

CRISPR/Cas9 offre également la possibilité d'agir simultanément sur plusieurs gènes en injectant différents ARN guides en même temps. Modifiée elle peut se fixer sur l'ADN sans le sectionner, stimuler ou réprimer l'expression du gène cible. Elle peut également rechercher des virus présent à l'état latent dans les cellules, dénicher et sectionner leur ADN. Des chercheurs de l'université de Philadelphie ont ainsi éradiqué le VIH de cellules infectées, CRISPR/Cas9 repèrent l'ADN viral au sein des chromosomes de l'hôte.

Les espoirs représentés par cette découverte sont immenses et si elles doit encore être améliorée, son efficacité et sa précision accrue. Les essais cliniques commenceront dans quelques années, le temps de s'assurer de l'innocuité de la protéine Cas9 mais la thérapie génique a fait un grand pas avec ce banal mécanisme bactérien.

État-unis oblige, il est vite question de transformer une découverte médicale en pognon, des ''investisseurs'' se sont déjà mis sur les rang pour l'exploiter, quitte à ''oublier'' Emmanuelle Charpentier qui en détient pourtant la propriété intellectuelle (un mot qui n'a pas de sens de l'autre côté de l'Atlantique!) et travaille avec l'entreprise CRISPR Therapeutics pour proposer au plus vite des thérapies fiables.

Des malades en profiteront, des financiers aussi, malheureusement !

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Publié par Lee Rony - dans j'ai lu Science
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25 août 2015 2 25 /08 /août /2015 07:15

Science & vie 1167

Mammatocumulus

(Alexandra Pihen)

Le 23 décembre 2008 apparaît pour la première fois au large du Japon un colosse glacé perché au-dessus d'une masse orageuse monumentale à environ 13 km d'altitude et s'étalant sur plus de 700 km de longueur. Nicolas Ferlay, du laboratoire d'optique atmosphérique de Lille, fut le premier à le remarquer devant son ordinateur. Six années seront pourtant nécessaires pour confirmer l'existence du phénomène. C'est désormais chose faite, la grande famille des nuages vient de s'agrandir, la décision finale restant à l'organisation mondiale de météorologie.

L'intérêt serait de pouvoir observer à l’œil nu ce nuage mais sa situation, au-dessus de tous les autres, de nuit, rend la chose quasiment impossible. Pour faire le portrait du nouveau venu il fallut une constellation de satellites météorologiques, puis le radar de CloudSat qui permit de vérifier sa taille et sa position, quand u radar laser Caliop, il attesta la régularité des structures qui apparaissent au sommet, et qui se répètent sur des centaines de kilomètres. Ce qui à première vue, sur un écran d'ordinateur, ressemblant à des poils s'est avéré être des montagnes arrondies gigantesques, 20 km de large et 4 km de hauteur. Ces structures ressemblant à un autre nuages, bien plus petit, appelé mammatus, celui-ci fut donc nommé mammatocumulus. Sa température oscille entre -43°C et -68°C !

reste à démontrer l'influence du mammatocumulus sur le climat terrestre. Il pourrait engendrer des échanges de vapeur d'eau entre la troposphère et la stratosphère, celle-ci ayant une influence non négligeable sur le climat.

 

La domestication des cochons, vaches, chevaux, chiens...

(Vincent Nouyrigat)

Depuis longtemps il apparaissait que les mammifères domestiqués affichaient sur leurs corps des stigmates incompréhensibles que les biologistes appellent ''syndrome de domestication''.

Regardez un épagneul et un loup, un cochon et un sanglier, une vache laitière et un aurochs... Les premiers majoritairement montrent des oreilles tombantes, ou réduites, un pelage couvert de taches blanches, une mâchoire et des dents raccourcies, parfois une queue recourbée et une morphologie juvénile, un cerveau plus petit et des cycles de reproduction plus fréquents.

Les animaux domestiqués seuls affichent la combinaison de ces traits atypiques dans la nature. Ces caractéristiques ne semblent pas liées entre elles et sont trop généralisées pour être le fruit de mutations génétiques aléatoires ou résultant d'une sélection par l'homo sapiens.

Le premier Darwin en 1868 aborda la question dans ''La Variation des animaux et des plantes sous l'effet de la domestication''.

Diverses hypothèses cherchaient à expliquer ces phénomènes, des études se concentrèrent sur le phénotype lié à la coloration d'un animal mais cela n'expliquait pas l'ensemble des traits domestiques.d'autres explication furent proposées, l'absence de prédateurs permettant une coloration du pelage plus visible, la réduction du stress qui aurait modifié l'expression des gènes. Ces traits venaient-ils d'un choix fait par nos ancêtres du Néolithique ? Rien ne vient étayer ces suppositions.

En 1959 Dmitri Beliaïev entrepris de domestiquer des renards, choisissant les plus dociles à partir de tests d'agressivité et de capacité à accepter la proximité de l'homme. En dix générations apparurent '' les traits de domestication''. Aujourd'hui ils se sont affirmés et les descendants de ces renards ont le comportement de n'importe quel chien.

L'origine de ces altérations viendraient du choix de nos ancêtres de choisir les spécimens les moins craintifs et les plus dociles pour en faire leurs compagnons. Attitude qui aurait eu des conséquences sur le développement embryonnaire de nos compagnons !

Pour comprendre ce phénomène il faut savoir qu'en cas de stress face à un danger la glande surrénale libère des catécholamines, molécules augmentant le métabolisme, ainsi l'animal a-t-il plus de chance de pouvoir fuir ou se battre. Les spécimens domestiqués présentent une glande surrénale petite et de faible activité, témoignage d'une déficience de la crête neurale, intégré au système nerveux primitif, qui participe au développement embryonnaire.

Choisir des animaux peu craintifs c'était sélectionner des animaux dotés d'une crête neurale déficiente dont les cellules participent à la formation des cellules de pigmentation ainsi que de nombreux tissus et cartilages. Les traits domestiques divers auraient donc une cause commune.

Tous les spécialistes ne sont pas d'accords sur cette proposition qui n'explique pas tout, elle reste néanmoins une avancée pour comprendre un phénomène curieux. Reste à comprendre notre besoin de domestication, notre envie (besoin?) de vivre en compagnie d'autres animaux, je ne suis pas le dernier dans ce cas.

Reste à faire un bilan global, nos compagnons ont profité de leur proximité avec nous, ils ont sûrement perdus aussi. La ''civilisation'' est à ce prix.

Et pour nous ?

Je crains que l'étude ne reste à faire mais que personne ne soit désireux de s'y risquer.

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Publié par Lee Rony - dans J'ai lu Science
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