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Une étude, dont les résultats intitulés «Genome Expression Balance in a Triploid Trihybrid Vertebrate» ont été publiés dans la revue Genome Biology and Evolution, a permis de montrer que les salamandres Ambystoma, qui pratiquent la 'cleptogenèse', doivent leur succès évolutif à l'utilisation équilibrée du matériel génétique des mâles de chaque espèce avec lesquels elles s'accouplent.
Rappelons tout d'abord que si, en général, «une espèce se définit comme un groupe d'individus qui se ressemblent et peuvent se reproduire entre eux», cette définition admet «un certain nombre d'exceptions»: ainsi, parmi ces exceptions figurent «les salamandres Ambystoma, une lignée de femelles hybrides» qui «vivent dans des régions situées autour des Grands Lacs d'Amérique du Nord».
Plus précisément, ces femelles «peuvent s'accoupler avec des mâles de différentes espèces (jusqu'à cinq)»: tandis que, chez certaines lignées, «les femelles ne conservent pas le spermatozoïde dans la cellule-œuf, celui-ci ne servant qu'à initier le développement de l'embryon», chez d'autres l'ADN mâle est utilisé et incorporé dans le génome de leur descendance «qui ne produit que des femelles», un comportement génétique particulier qualifié de 'cleptogenèse'.
Pour sa part, l'étude ici présentée «s'est intéressée à la lignée de salamandres femelles qui volent des gènes aux mâles de trois espèces : Ambystoma laterale (salamandre à points bleus), Ambystoma texanum (salamandre à nez court) et Ambystoma tigrinum (salamandre tigrée). L'objectif de ce travail était de «savoir comment les femelles utilisaient des ADN provenant de plusieurs espèces, par exemple si un ADN était privilégié par rapport à un autre».
En fait, c'est «l'équilibre de l'expression des génomes dans ces salamandres trihybrides et triploïdes, c'est-à-dire possédant trois jeux de génomes haploïdes» qui a été analysé. Notons que la polyploïdie * «se rencontre à la fois chez des végétaux et des animaux», mais que, jusqu'ici, «elle a été plus étudiée chez les végétaux, comme le blé».
Les comparaisons des génomes parentaux et de l'expression de leurs gènes «chez les salamandres Ambystoma femelles hybrides et dans les trois espèces Ambystoma ont fait apparaître «que le triploïde présente un équilibre dans l'expression des génomes parentaux : il n'y avait pas un génome privilégié par rapport à un autre». Cette utilisation équilibrée du matériel génétique de chaque espèce par les femelles hybrides, qui augmente leurs capacités d'adaptation, explique le succès «de cette lignée hybride particulière».
Lien externe complémentaire (source Wikipedia)
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Une étude, dont les résultats intitulés «Relativistic deflection of background starlight measures the mass of a nearby white dwarf star» sont publiés dans la revue Science, est parvenue, grâce au télescope spatial Hubble, à peser une naine blanche en observant la lumière, déviée par elle, d'une étoile lointaine sur la base d'un corollaire de la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein énoncée il y a plus d'un siècle.
Ce corollaire indique que la déviation de la lumière d'une étoile dépend directement de la gravité exercées par la naine blanche, une observation directe qu'Einstein pensait matériellement impossible avec des étoiles lointaines, mais c'était sans compter sur le potentiel du télescope Hubble qui, en 2009, «a révolutionné l'astronomie en permettant l'observation de galaxies et d'étoiles très lointaines». En effet, l'étude ici présentée est parvenue, grâce à ce télescope, à mesurer la masse de Stein 2051-B qui «représente environ les deux-tiers de celle du soleil».
En fin de compte, cette étude, qui résout «un mystère de longue date quant à la masse et la composition de la naine blanche Stein 2051-B» et qui a, au passage, «confirmé les conclusions de l'astrophysicien indien Subrahmanyan Chandrasekhar, prix Nobel de physique en 1983, pour sa théorie sur la relation entre la masse et le rayon des naines blanches», procure «un nouvel outil pour déterminer la masse d'objets célestes difficile à calculer autrement».
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Une étude, dont les résultats intitulés «PKDGRAV3: beyond trillion particle cosmological simulations for the next era of galaxy surveys» sont publiés dans la revue Computational Astrophysics and Cosmology, rapporte qu'une simulation numérique a permis de «faire tenir 25 milliards de galaxies (soit la bagatelle de 3 billions (3.1012) de particules)» sur «un super-calculateur doté de 5.000 processeurs graphiques (GPU) en parallèle».
Cette prouesse a été effectuée en vue «de mieux comprendre la formation de notre univers et notamment les phénomènes intervenant dans la dynamique de la matière noire et surtout de l'énergie noire, cette entité invisible qui constituerait 68% d'énergie de l'Univers».
Ces types de simulation vont en particulier contribuer au «calibrage du satellite Euclid, dont la mission est de comprendre l'origine de l'accélération de l'expansion de l'univers» (Du fait que la simulation ici présentée «repose sur l'hypothèse d'un univers en expansion régi par la loi de la gravitation», elle pourra permettre «de détecter la moindre déviation entre celle-ci et les futures mesures d'Euclid»).
Pour aboutir à la distribution spatiale actuelle de l'ensemble de la matière, que «les spécialistes appellent la 'toile d'araignée cosmique' (cosmic web)», la simulation s'est appuyée sur «la théorie de la gravitation énoncée par Einstein (la fameuse relativité générale)» avec pour conditions initiales les données du «rayonnement cosmologique de fond mesuré grâce au satellite Planck, lancé en 2009».
Cette procédure a permis de «prédire, à l'aide des lois de la physique, comment les petites fluctuations perçues par Planck dans les micro-ondes ont évolué pour donner lieu aux amas de galaxies et à la distribution actuelle d'énergie dans l'espace» avec une grande précision, puisque sont également prises en compte «les petites galaxies, souvent absentes de ce type de simulations» (plus précisément les galaxies au-dessus «de 10% de la taille de la Voie lactée, ce qui correspond approximativement à la taille du Grand nuage de Magellan»).
De plus, comme aujourd'hui «les physiciens sont obligés d'introduire la constante cosmologique dans les équations d'Einstein pour expliquer l'expansion, sujette à de houleux débats théoriques», l'enjeu de ces travaux est également «de constituer un large catalogue de simulations basées sur différents modèles de la physique».
Concrètement, la simulation numérique réalisée «n'a nécessité que 80 heures de calcul sur le super-calculateur suisse 'Piz Daint', doté de 5.000 processeurs graphiques (GPUs) fonctionnant en parallèle, grâce à la faible occupation en mémoire du programme réalisé, appelé PKDGRAV3»: soulignons que «l'algorithme numérique utilisé pour calculer la gravité, appelé méthode multipolaire rapide (en anglais, fast multipole method)», qui «n'avait auparavant jamais été transposée à l'architecture d'un supercalculateur parallèle», a permis de «déployer une force de frappe supplémentaire».
En outre, «le code a été optimisé pour les processeurs graphiques (GPUs), des microprocesseurs à l'origine développés pour les cartes graphiques», ce qui s'accorde avec le super-calculateur suisse, 'Piz Daint', qui «utilise justement des GPU». On peut dire, au bout du compte, que «c'est l'industrie du jeu vidéo qui a rendu possible» cette simulation astrophysique.
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Une étude, dont les résultats intitulés «Taxonomic review of the late Cenozoic megapodes (Galliformes: Megapodiidae) of Australia» ont été publiés dans la revue The Royal Society Open Science, a permis, grâce à l'analyse d'os et de fossiles provenant de divers endroits d'Australie d'identifier cinq nouvelles espèces d'oiseaux aujourd'hui disparues, dont une espèce de dindon géant aussi grand qu'un kangourou.
Les espèces découvertes, des mégapodiidés (Megapodiidae *), «sont des parentes de grande taille du Léipoa ocellé et du dindon des broussailles ou Tallégalle de Latham, deux espèces d'oiseau endémique de l'île-continent». Elles «vivaient au Pléistocène, une époque allant de 2,5 millions d'années à 11.000 ans avant le présent, où la mégafaune australienne était particulièrement riche puisqu'elle comptait le Diprotodon, le lion marsupial ou le procoptodon, un genre de kangourou géant».
Alors que, jusqu'ici, on pensaient que les fossiles en question «appartenaient à un seul et même ancien oiseau», la comparaison de ceux «décrits dans les années 1880 et 1970 aux spécimens découverts plus récemment», renvoient à cinq espèces différentes. Parmi celles-ci figure «un type de dindon qui pesait jusqu'à huit kilos et était plus grand qu'un kangourou gris, qui peut atteindre 1,3 mètres, soit une taille quatre fois plus grande que les dindes actuelles».
A la différence «d'autres espèces de grands oiseaux aujourd'hui éteintes, comme le dodo», ces mégapodiidés savaient voler, car, «bien que gros et imposants, les os de leurs ailes étaient longs et forts, ce qui montre qu'ils pouvaient voler et se perchaient probablement dans les arbres, contrairement aux dindons actuels».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Immiscible hydrocarbon fluids in the deep carbon cycle» sont publiés dans la revue Nature Communications, a permis d'identifier une nouvelle source d’hydrocarbures dans le cycle profond du carbone du fait que l’acétate peut potentiellement être stable dans le manteau terrestre.
Rappelons tout d'abord, que «l'acétate est une molécule simple à deux atomes de carbone, que l’on retrouve dans de nombreux environnements naturels, dans les océans, les lacs et les saumures associés aux réservoirs de pétrole par exemple» et qui «est impliquée dans de nombreuses réactions biochimiques cellulaires (incluant la fermentation avec la fabrication du vinaigre)».
En outre, «l'ubiquité de l’acétate conduit à le retrouver fréquemment dans les pores des sédiments, y compris ceux qui entre en subduction». Ainsi, alors que jusque très récemment on pensait qu'aux températures typiques des zones de subduction et relative basse pression, «le carbone transporté dans les zones de subduction se transformait en dioxyde de carbone et méthane», l'hypothèse que l’acétate pouvait être potentiellement stable dans le manteau terrestre a été avancée. L'objectif de l'étude ici présentée a été de la tester «à Lyon par des expériences en cellule à enclumes de diamant».
Plus précisément, «une solution aqueuse d’acétate de sodium a été comprimée dans une cellule à enclume de diamant, jusqu’à 3,5 GPa (35 000 fois la pression atmosphérique)». Chauffée à 300°C «pendant parfois 60 heures» à haute pression, la solution a été observée «par spectroscopie Raman in situ». De la sorte, la transformation progressive de l’acétate a été notée et les nouveaux composés formés identifiés.
Ainsi, «après quelques heures seulement, des gouttelettes d’hydrocarbure immiscible sont apparues, qui contiennent essentiellement de l’isobutane avec un peu de méthane, d’éthane et de propane»: concrètement, «environ 45% de l’acétate s’est transformé en isobutane liquide à haute pression mais il reste immiscible dans l’eau». Il est donc «possible que l’isobutane puisse migrer indépendamment de l’eau, facilitant la circulation du carbone dans le cycle profond».
A partir de cette découverte expérimentale, «une modélisation thermodynamique plus large a étudié la transformation de l’acétate en présence de trois types de roches, dans des conditions de pression et de température plus vastes, afin de se rapprocher des conditions complexes de l’intérieur de la Terre». Le modèle élaboré «prédit des quantités d’isobutane un peu inférieures à celles obtenues en cellule à enclumes de diamant, mais confirme que les hydrocarbures dont l’isobutane devraient être stables dans les conditions de haute pression des zones de subduction».
Il en résulte qu'après leur formation dans le manteau les hydrocarbures «pourraient migrer vers la croûte terrestre, où ils vont probablement se transformer en méthane et dioxyde de carbone, et fournir une source de carbone et d’énergie aux microbes de la biosphère profonde». De plus, «dans le cas où ces hydrocarbures et l’acétate seraient emportés à plus grande profondeur, ils pourraient contribuer à la formation des diamants».
En fin de compte, «cette découverte questionne l’état du carbone dans le manteau terrestre et des planètes plus généralement», car «l'existence d’une fraction d’hydrocarbure permet évidemment une plus grande mobilité et potentiellement l’alimentation d’une biosphère profonde».
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