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Une étude, dont les résultats intitulés «Crystallization of silicon dioxide and compositional evolution of the Earth’s core» ont été publiés dans la revue Nature, a permis de mieux comprendre la chimie du noyau terrestre actuel, grâce à de nouvelles expériences à hautes pressions et températures et des modèles théoriques. Cette avancée conduit à proposer un mécanisme permettant d’expliquer la génération du champ magnétique terrestre, il y a plus de 4 milliards d’années.
Rappelons tout d'abord que «la Terre est divisée en plusieurs enveloppes concentriques qui comprennent le manteau riche en silicates et le noyau riche en fer». Ce noyau «est solide dans sa partie centrale (la graine), mais liquide dans sa partie externe» de sorte que «la convection qui règne au sein de ce liquide est responsable de l’existence du champ magnétique terrestre».
Cependant, «s'il est bien établi que le champ magnétique terrestre est maintenu par la convection de la partie liquide du noyau terrestre, son apparition dès les premiers instants de la Terre reste une question ouverte», car les modèles actuels peinent «à expliquer la signature du champ magnétique présente dans des roches datant de plus de 4 milliards d’années».
Les ondes sismiques, qui traversent le noyau terrestre, ont montré que ce noyau «n’était pas exclusivement composé d’un alliage de fer et de nickel, mais qu’il contenait également, pour une part d’environ 10 % en poids, des éléments plus légers». Si «la nature exacte de ces éléments est encore largement débattue», les «plus récents modèles proposés mettent tous en avant l’oxygène et le silicium, hérités des processus de formation de la Terre».
Pour «mieux comprendre ce système ternaire Fe-Si-O», l'étude ici présentée «a déterminé le diagramme de phase de ce système sous les conditions de pression et de température du noyau terrestre (pression supérieure à 140 GPa et température supérieure à 4000 K)» en comprimant et chauffant «des échantillons à l’aide d’une cellule à enclumes de diamants et d’un laser», dans un premier temps, et, dans un second temps, après les avoir découpés, en faisant leur analyse chimique à l’échelle micrométrique.
Il est ainsi apparu que «seule une très petite fraction du silicium et de l’oxygène pouvait se solubiliser dans le métal, tandis qu’une large fraction de dioxyde de silicium (SiO2) non soluble se formait». Ces éléments permettent, en les couplant à des modèles théoriques, de proposer une explication «à la génération précoce du champ magnétique terrestre».
L'explication avancée est qu'en «refroidissant, le noyau terrestre aurait perdu le silicium et l’oxygène initialement dissous dans le métal, lesquels auraient alors formé des grains de SiO2». En conséquence, «si cette cristallisation avait eu lieu au sommet du noyau, elle aurait laissé derrière elle un alliage liquide plus dense que le noyau sous-jacent ce qui aurait engendré des mouvements de convection suffisants pour produire un champ magnétique, et ce dès les premiers instants de la Terre, avant la cristallisation de la graine».
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Une étude, dont les résultats intitulés «A link between LEAFY and B-gene homologues in Welwitschia mirabilis sheds light on ancestral mechanisms prefiguring floral development» ont été publiés dans la revue New Phytologist, a permis de lever en partie 'l'abominable mystère' de l'origine des plantes à fleurs sur lequel Darwin s'est beaucoup interrogé.
Rappelons tout d'abord que, si «les végétaux ont colonisé la terre ferme voici plus de 400 millions d'années», les plantes à fleurs, qui dominent aujourd'hui la flore terrestre, «ne sont apparues que depuis 150 millions d'années». Elles ont émergé à la suite d'un «groupe appelé les gymnospermes, dont le mode de reproduction est plus rudimentaire et qui compte les conifères comme représentants actuels».
Les plantes à fleurs présentent plusieurs nouveautés «par rapport aux gymnospermes qui possèdent des cônes mâles et femelles assez rudimentaires (comme la pomme de pin)»: plus précisément, «la fleur rassemble les organes mâles (étamines) et femelles (pistil), entourés par des pétales et des sépales, et les ovules, au lieu d'être nus, sont protégés au sein du pistil».
Afin d'en apprendre plus sur cette évolution, l'étude ici présentée s'est focalisée sur «une plante gymnosperme assez originale appelée Welwitschia mirabilis», qui «peut vivre plus d'un millénaire, pousse dans les conditions extrêmes des déserts de Namibie et d'Angola» et qui «possède des cônes mâles et femelles séparés» comme tous les autres gymnospermes. Cependant, «chose exceptionnelle, ses cônes mâles possèdent quelques ovules stériles et du nectar ce qui révèle une tentative échouée d'inventer la fleur bisexuelle».Cette étude a permis de détecter, «chez cette plante (ainsi que chez certains conifères)», la présence de «gènes similaires à ceux responsables de la formation des fleurs» (LEAFY et B-genes) et «organisés selon la même hiérarchie (l'activation d'un gène déclenchant celle du suivant, et ainsi de suite)» . Il en découle qu'il «s'agit là d'un héritage de leur ancêtre commun». Autrement dit, «ce mécanisme n'a pas eu à être inventé au moment de l'origine de la fleur»: l'évolution s'est faite par la réutilisation d'un héritage génétique.
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Une étude, dont les résultats intitulés «Observations of M31 and M33 with the Fermi Large Area Telescope: A Galactic Center Excess in Andromeda?» sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal, a permis de mettre en évidence un excès de rayons gamma en provenance de la galaxie d'Andromède (M31) qui pourrait trahir la présence de matière noire, sans que cela soit totalement probant.
Rappelons tout d'abord que «des instruments dans l'espace tels que le détecteur AMS, le 'Hubble des rayons cosmiques', à bord de l'ISS, et le satellite Fermi» traquent «des signaux indirects de l'existence des particules de matière noire dans les rayons cosmiques et dans le domaine de l'astronomie gamma», car «certains candidats théoriques possibles» sont «capables de s'annihiler avec leur antiparticule en donnant des particules du modèle standard comme des positrons ou des photons gamma».
Pour ce qui concerne les observations de Fermi, «l'excès de rayons gamma observé correspond bien au modèle de matière noire qui prédit une plus grande concentration de ces particules dans le bulbe de notre galaxie spirale barrée». Cependant, «il est difficile d'écarter l'hypothèse que ces rayons gamma soient en fait produits indirectement par des pulsars» car ces observations sont faites «à travers des nuages moléculaires poussiéreux qui sont en mesure de nous dissimuler jusqu'à des explosions de supernovae».
Pour avoir une vision complémentaire, Fermi a été braqué vers une autre grande galaxie, notre voisine la plus proche M31 alias Andromède et M33 (la galaxie du Triangle ). L'intérêt de la manœuvre, c'est que M31 est vue «comme si on était légèrement au-dessus de son disque», mais, dans ce cas, du fait de la distance, «il n'est pas évident d'y découvrir des pulsars dans le domaine des rayons X ou radio».
Si un excès de rayons gamma a bien été détecté en provenance de la galaxie d'Andromède, ce qui pourrait trahir la présence de matière noire, il est aussi apparu que le disque d'Andromède semble émettre moins de rayons gamma que dans la Voie lactée, «ce qui pourrait signifier qu'elle les produit différemment ou qu'ils s'en échappent beaucoup plus vite».
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Une étude, dont les résultats intitulés «A Jurassic stem pleurodire sheds light on the functional origin of neck retraction in turtles» ont été publiés dans la revue Scientific Reports, laisse penser, en s'appuyant sur la découverte d'un fossile de tortue Platychelys oberndorferi du Jurassique supérieur, qu'il y a 150 millions d'années, la torsion de leur cou était un moyen de mieux capturer leurs proies.
Rappelons tout d'abord qu'en ce qui concerne les tortues modernes, «il existe deux familles de tortues avec une torsion de cou propre à chacune: celui des Pleurodires se replie jusqu'à la carapace par un mouvement horizontal et celui des Cryptodires suit un mouvement vertical avant de glisser entre les pattes supérieures». Comme le but de ces deux mécanismes, «apparus de manière indépendante chez les deux lignées», est «de s'enfouir sous sa carapace», jusqu'ici «personne ne pensait à une fonction autre que protectrice de cette capacité».
L'étude ici présentée, qui décrit «le fossile d'une tortue aquatique Platychelys oberndorferi», classée dans la famille des Pleurodires, «dont le cou ressemblait davantage à celui des Cryptodires», conduit désormais à voir les choses autrement. En effet, «la reconstitution des mouvements de sa collerette a révélé l'impossibilité pour cet ancêtre d'atteindre sa carapace», ce qui lui interdisait «de se protéger par ce biais».
Pour expliquer cette configuration, l'hypothèse avancée est que «la torsion de cou à la verticale» devait améliorer «la capacité de chasse des tortues»: plus précisément, elle devait permettre de surprendre les proies «par une projection rapide de la tête dans l'eau à l'instar de certaines tortues aquatiques telles que les Matamata et les tortues dites alligators».
Il y a, cependant, des différences entre celles-ci. Ainsi, «les Matamata (appartenant aux Pleurodires) détendent leur gorge vite et largement» et «ce qui semble être une projection est en réalité une succion»: ce n'est pas lié à la torsion du cou, puisqu'elles «aspirent l'eau dans leur cavité buccale et la gorge par un relâchement total des muscles». En fait, ce sont les tortues alligators qui «présentent le plus de similarités» avec Platychelys oberndorferi, car «elles bloquent leur cou et le lancent par un effort musculaire pour attraper leurs proies».
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Une étude, dont les résultats intitulés «The Ancient Gamete Fusogen HAP2 Is a Eukaryotic Class II Fusion Protein» ont été publiés dans la revue Cell, a permis de dévoiler, en identifiant formellement le principal acteur de la fusion entre les deux cellules sexuelles mâle et femelle, l'origine virale probable de ce processus de fusion, commun à une grande partie des organismes vivants sur Terre.
Rappelons tout d'abord que «depuis le début du XXe siècle, on sait que la fusion entre un gamète mâle et un gamète femelle constitue la première et indispensable étape de la formation de la cellule-oeuf, dont les divisions successives finiront par former un organisme vivant complet». Cependant, jusqu'ici, ce processus de reproduction, utilisé chez la plupart des eucaryotes (les organismes vivants possédant des cellules avec un noyau – animaux, plantes, mais également certains parasites comme Plasmodium, l’agent du paludisme -, par opposition aux procaryotes, comme les bactéries, qui en sont dépourvus) et «les mécanismes moléculaires qui le sous-tendent», demeuraient mal connus.
Afin d'en savoir plus, l'étude ici présentée s'est focalisée sur la protéine HAP2, «présente à la surface de la membrane des gamètes mâles» dans «presque tous les embranchements de l’arbre phylogénétique des eucaryotes», qui «avait déjà été suspectée d’être impliquée dans le processus de fusion des cellules sexuelles».
L'analyse de «la structure tridimensionnelle de la protéine HAP2 de l’algue unicellulaire Chlamydomonas, par cristallisation et diffraction aux rayons X» a fait apparaître «qu’elle est homologue des protéines virales de fusion dites de classe II». Cette observation conduit à avancer l'hypothèse «que HAP2 pourrait être l’héritage d’une infection virale ancienne, qui se serait produite chez l’ancêtre commun à l’ensemble des eucaryotes».
Sur la base «des connaissances préalables du mécanisme de fusion des virus et l’homologie identifiée», une «étude fonctionnelle poussée» a alors été entreprise pour «caractériser la structure particulière de HAP2 lui permettant d’engager la fusion». Il a été ainsi constaté que «la région clé de la fusion entre les gamètes» forme, à l’extérieur de la cellule, une boucle («de même nature que celle que présentent les protéines virales homologues à HAP2»), dont «la modification ou le blocage empêchait directement la fusion».
Cette étude, qui identifie «clairement comme responsable de la fusion entre gamètes chez les eucaryotes une protéine dérivant du même gène ancestral que des protéines utilisées par certains virus (comme celui de la dengue ou de Zika) pour envahir une cellule», laisse donc penser «qu’un virus pourrait être à l’origine de l’apparition de la vie sexuelle sur Terre».
Néanmoins, il ne faut pas écarter la possibilité que «ce soient les virus qui aient incorporé une protéine cellulaire pour leur permettre d’assurer cette fonction de fusion membranaire». En tout cas, «grâce à la mise au jour des bases moléculaires, longtemps ignorées de ce processus de fusion», HAP2 devient une cible thérapeutique «pour bloquer la transmission de pathogènes, qui, comme Plasmodium, responsable du paludisme, y ont recours dans leur cycle biologique».
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