Une étude, dont les résultats intitulés «High reactivity of deep biota under anthropogenic CO₂ injection into basalt» ont été publiés dans la revue Nature communications, a permis d'analyser la réactivité des micro-organismes présents dans de profondes coulées basaltiques islandaises lors d’injections de dioxyde de carbone (CO2).

Soulignons tout d'abord qu'à l’heure «où les solutions alternatives de géo-ingénierie se multiplient pour pallier les émissions trop importantes de dioxyde de carbone (CO₂) dans l’atmosphère dues à l’utilisation massive des combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz)», cela fait assez longtemps que «la faculté naturelle des basaltes à minéraliser le CO₂ en carbonates solides» a été considérée «comme une voie attractive et prometteuse, permettant un stockage pérenne de ce gaz à effet de serre qui limiterait les risques environnementaux».

Récemment, cette capacité de minéralisation du CO₂ «a été évaluée in situ au sein de coulées basaltiques profondes dans le cadre du projet CarbFix1 (https://www.or.is/carbfix) mené en Islande sur le site pilote associé à la centrale géothermique d’Hellisheidi où 2 injections de gaz acides (CO₂ ± H2S) ont été menées en 2012».

Cependant, comme «les basaltes de basse température (< 120°C), tels que ceux étudiés en Islande, hébergent des communautés microbiennes abondantes et diverses, à tel point qu’ils sont désormais reconnus comme l’un des habitats microbiens les plus importants sur Terre» et comme «ces communautés restent méconnues pour la plupart et sont dès lors rarement prises en compte dans ces technologies visant à utiliser la sub-surface comme lieu de stockage géologique», il s'avérait très utile de s'intéresser à elles.

C'est pour cela que «la réactivité de ces écosystèmes microbiens profonds» à «des injections de gaz acides menées en Islande» a été suivie à partir de 2008 et fait l'objet du rapport de recherche ici présenté. Il est ainsi apparu «que ces écosystèmes profonds répondaient très rapidement (en quelques semaines) aux injections de CO₂ dissous dans les eaux souterraines»: ces eaux acides ont ainsi dissout les basaltes et «libéré les nutriments et sources d'énergie (dont en particulier fer, magnésium, calcium et composés aromatiques) nécessaires à la croissance microbienne et à l’assimilation du CO₂ par les micro-organismes».

La prolifération «de bactéries chimiolithoautotrophes (utilisant le CO₂) et ferroxydantes ainsi que de bactéries dégradant les composés aromatiques complexes» a pu être mise en évidence et ces activités microbiennes ont, à leur tour, «influencé le devenir du CO₂ injecté, une partie du carbone ayant été convertie en biomasse moins stable dans le temps que les carbonates solides».

De plus, ces activités microbiennes «ont également modifié l'état redox * de l'aquifère en oxydant le fer notamment ainsi que la disponibilité des éléments nécessaires à la carbonatation, avec de probables conséquences sur les réactions de dissolution des silicates et de précipitation des carbonates et donc l’efficacité du stockage minéral dès lors amoindrie».

En résumé, il a été établi que la dissolution du basalte provoque «un développement biologique accru qui n'est pas sans conséquence sur le devenir du gaz injecté et la capacité de la roche à convertir ce gaz à effet de serre sous forme minérale en carbonates solides».

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* Réaction redox ou réaction d'oxydoréduction

Une étude, dont les résultats intitulés «Trunk dental tissue evolved independently from underlying dermal bony plates but is associated with surface bones in living odontode-bearing catfish» sont publiés dans la revue Proceedings of the Royal Society B, indique, en se basant sur le cas des poissons-chats denticulés, que les dents ne poussent que sur un os, quel que soit son type, même en l'absence de plaque osseuse.

Les dents, dont «l'apparition chez les premiers vertébrés à mâchoire a permis l'émergence de super-prédateurs capables de mordre, d'agripper et de déchiqueter leurs proies», ne se développent, «chez la plupart des vertébrés actuels» que dans la bouche. Parmi les rares exceptions, qui concernent des animaux «chez lesquels des dents existent aussi sur le corps, comme observé sur certaines espèces fossiles», il y a les poissons-chats dits denticulés qui n'ont pas d'écailles et «ont 'réinventé' une dentition corporelle au cours de l'évolution».

Les dents, capables de régénération, des poissons-chats denticulés, dont certaines espèces «possèdent une armure de plaques osseuses revêtues de dents fines (pulpe, émail et dentine comprises)», jouent «un rôle dans la défense contre les prédateurs, dans les relations entre individus et peuvent s'allonger chez les mâles pendant la période de parade amoureuse».

En vue de franchir une étape dans la compréhension des mécanismes, tant stimulateurs qu'inhibiteurs, à l’œuvre chez tous les vertébrés, l'étude ici présentée a été entreprise pour découvrir «comment ces dents extra-orales, appelées odontodes, sont réapparues au cours de l'évolution et comment elles se développent».

Pour cela, l'histoire évolutive des poissons-chats a été reconstruite «en comparant certains gènes des différentes familles denticulées à ceux d'autres familles dépourvues d'odontodes. On peut d'abord dire que «les odontodes sont apparus il y a près de 120 millions d'années chez les denticulés, bien avant l'émergence des plaques osseuses», ce qui fait que celles-ci ne constituent pas «un prérequis pour activer le développement des dents présentes sur le corps».

Le prérequis, lui-même, a été découvert «en analysant les différentes localisations d'odontodes»: comme «chez les espèces dépourvues de plaques osseuses, ces dents se développent toujours sur une structure osseuse, par exemple sur un rayon de nageoire ossifié», c'est l'os qui vraisemblablement possède «un rôle-clé dans l'induction du tissu dentaire».

Désormais en partant de cette conclusion, il reste à «déchiffrer le dialogue moléculaire qui s'établit lors de la formation de l'os et celle de la dent pour permettre à cette dernière de se développer, puis de se régénérer» et à «identifier les gènes liés au développement des odontodes en comparant l'expression des gènes chez les espèces denticulées ou non».

Une étude, dont les résultats intitulés «Detection of intact lava tubes at Marius Hills on the Moon by SELENE (Kaguya) Lunar Radar Sounder» sont publiés dans la revue Geophysical Research Letters, révèle qu'une immense cavité souterraine de 50 km de long et de 100 mètres de large a été localisée sur la Lune sous la zone des collines Marius*, grâce à des données prises par la sonde japonaise d'observation lunaire SELENE.

Cette cavité lunaire, qui serait «un ancien tunnel de lave volcanique vieux de 3,5 milliards d'années», pourrait «protéger des astronautes des fortes variations de température et de dangereuses radiations auxquelles ils seraient exposés à la surface lunaire» et servir un jour «d'abri pour une base spatiale»: en fait, elle apparaît «suffisamment grande pour abriter une ville de la taille de Philadelphie, selon les estimations de l'université de Purdue».

Alors que les États-Unis veulent retourner sur la Lune, dans le cadre d'un programme «visant à envoyer des astronautes sur Mars dans les années 2030, avec le concours d'autres agences spatiales», le Japon, pour sa part, «a annoncé en juin 2017 son intention d'envoyer un astronaute sur la Lune vers 2030».

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* Marius (cratère)

Une étude, dont les résultats intitulés «Taxon-restricted genes at the origin of a novel trait allowing access to a new environment» ont été publiés dans la revue Science, a permis de découvrir comment des patineuses d'eau (les Rhagovelia) ont pu développer des structures en forme d'éventail à l'extrémité de leurs pattes pour remonter le courant des rivières, prouesse dont sont incapables d'autres espèces de punaises d'eau.

Indiquons tout d'abord que les Rhagovelia «appartiennent à un groupe de punaises, appelées gerromorphes, qui ont la particularité de marcher sur l'eau grâce à des poils hydrophobes couvrant leurs pattes», mais «contrairement à d'autres types de punaises d'eau, les Rhagovelia se sont spécialisées dans les ruisseaux à courants forts, un mode de vie rendu possible grâce à une structure en forme d'éventail située au bout de leur deuxième paire de pattes et jouant le rôle de palme».

Comme l'éventail n'existe pas en dehors des Rhagovelia, «il offre un bon modèle d'étude de l'origine des structures dites nouvelles (aussi connues sous le nom d'innovations évolutives) dans le processus d'évolution». L'étude ici présentée a ainsi été entreprise pour découvrir «quelle information dans le génome était responsable de la mise en place de cette structure».

Elle a d'abord fait apparaître «que les Rhagovelia possèdent deux gènes, jusqu'alors inconnus, dont l'expression est nécessaire pour que les pattes se développent avec un éventail intact», car «lorsque ces gènes sont inactivés, les Rhagovelia se retrouvent avec des pattes parfaitement formées mais sans éventails».

Ensuite, des recherches plus approfondies «ont montré que l'un de ces deux gènes est en réalité ancien car déjà présent chez l'ancêtre commun à toutes les punaises» tandis que le deuxième gène «est plus récent puisqu'il n'existe que chez les Rhagovelia». De plus, «la très forte ressemblance entre ces deux gènes» suggère «qu'une mutation génétique a provoqué la duplication du gène ancestral pour former un second gène plus récent».

Du fait qu'il a été observé «que ces gènes sont actifs uniquement au bout de la patte qui porte l'éventail», cela indique que «son évolution est passée par au moins deux évènements génétiques majeurs : une duplication d'un gène pour donner deux copies chez les Rhagovelia, puis l'activation de ces gènes dans un groupe de cellules qui vont former l'éventail». Comme «cette structure plumeuse des Rhagovelia» fait «penser à l'éventail des geishas japonaises, le gène récent a été nommé 'geisha' et le gène ancien 'mother-of-geisha'».

Notons pour finir que si, avec ou sans éventail, «les Rhagovelia restent très rapides sur une eau stagnante», sur de l'eau courante, seules «les Rhagovelia à éventail intact remontent le courant à grande vitesse sans aucune difficulté alors que les Rhagovelia sans éventail en sont incapables» et que «les Rhagovelia qui ont gardé des rudiments d'éventails réalisent une performance intermédiaire». Les modifications génétiques en question ont donc abouti à une innovation qui impactent directement le mode de vie de ces punaises d'eau en leur offrant «des opportunités écologiques jusqu'alors non exploitées».

Une étude, dont les résultats intitulés «A parts-per-billion measurement of the antiproton magnetic moment» ont été publiés dans la revue Nature, a permis à la collaboration BASE d'effectuer une nouvelle mesure du moment magnétique de l'antiproton, avec une précision supérieure à celle obtenue concernant le proton.

Cette performance a pu être réalisée avec le Décélérateur d'antiprotons du CERN «grâce à une nouvelle méthode s'appuyant sur des mesures simultanées effectuées sur deux antiprotons piégés séparément dans deux pièges de Penning». La collaboration BASE bat ainsi «son propre record, établi en janvier» en améliorant «la précision de la mesure précédente d'un facteur 350», ce qui permet «une comparaison entre matière et antimatière d'une précision inédite».

Plus précisément, le résultat de cette mesure «est compatible avec l'hypothèse de moments magnétiques égaux pour le proton et l'antiproton» et «l'incertitude de cette nouvelle mesure expérimentale de l'antiproton est désormais significativement plus faible que celle correspondant à la mesure équivalente pour le proton».

Concrètement, «le moment magnétique de l'antiproton est de 2,792 847 344 1 (mesuré en unité de magnéton nucléaire), alors que le moment magnétique du proton, d'après la mesure effectuée en 2014 par la même collaboration de chercheurs dans le cadre de l'expérience associée à BASE à Mayence (Allemagne), est de 2,792 847 350».