Une étude, dont les résultats intitulés «High early solar activity inferred from helium and neon excesses in the oldest meteorite inclusions» sont publiés dans la revue Nature Astronomy, a permis de prouver que le Soleil jeune faisait des éruptions incroyablement plus violentes que de nos jours.

Rappelons tout d'abord que «la théorie de la formation des étoiles et les observations que l'on fait des jeunes étoiles entourées d'un disque protoplanétaire nous laissent penser que le Soleil à sa naissance était beaucoup plus colérique qu'aujourd'hui et que ses éruptions libéraient des flots de rayons cosmiques, essentiellement des protons, beaucoup plus intenses et énergétiques que ceux émis par notre étoile de nos jours».

Ces colères, qui irradiaient «le disque protoplanétaire où les planètes étaient en train de naître», causaient des réactions nucléaires («parfois similaires à celles dites de spallation dans les rayons cosmiques») capables «de fragmenter des noyaux lourds en noyaux plus légers». Comme les réactions nucléaires produites par les colères violentes du Soleil jeune doivent «avoir laissé des traces dans les météorites les plus anciennes», certaines des preuves qui ont été trouvées jusqu'ici «pouvaient être critiquées».

Cela ne semble plus le cas aujourd'hui, grâce à l'étude ici présentée, qui s'est focalisée «sur la météorite de Murchison qui contient comme celle d'Allende des inclusions riches en aluminium et en calcium (baptisées CAI, pour Calcium Aluminum-rich Inclusions) dont on sait qu'elles sont plus anciennes que les météorites elles-mêmes».

Les inclusions en question «se sont formées proches du Soleil, dans la région interne du disque protoplanétaire qui était encore chaud», en partie parce que ce disque «provenait de l'effondrement de la nébuleuse protosolaire» qui «avait comprimé et donc chauffé la matière». Lors du refroidissement du disque, «différents minéraux s'y sont condensés, des plus réfractaires aux plus volatils au fur et à mesure que l'on était à grande distance du Soleil». Ensuite, «la turbulence du gaz dans le disque et d'autres phénomènes» ont «conduit certains de ces minéraux dans des régions plus froides où ils ont été incorporés à des astéroïdes en formation».

Pour ce qui concerne la météorite de Murchison, un minéral bleu, «connu sous le nom d'hibonite en hommage au prospecteur français Paul Hibon» (*), a été trouvé dans ses CAI. Comme «l'hibonite se condense à haute température», elle a «dû se former dans les parties internes et chaudes du disque protoplanétaire». Il a alors été possible de mesurer dans les infimes fragments présents «des quantités très faibles bien qu'anormalement élevées d'isotopes de l'hydrogène et du néon, en l'occurrence de l'hélium 3 et du néon 21».

Du fait que «ces isotopes sont le produit des collisions des rayons cosmiques solaires avec les noyaux de calcium et d'aluminium des CAI» et comme «les quantités trouvées sont trop importantes pour provenir du rayonnement cosmique actuel du Soleil qui a frappé la météorite de Murchison lors de son voyage entre le moment où elle a été éjectée d'un astéroïde par une collision et son arrivée sur Terre au bout d'un séjour de 1,5 million d'années dans l'espace interplanétaire», l'étude en déduit «que l'hibonite s'est retrouvée à un moment où le rayonnement cosmique du Soleil était nettement plus intense qu'aujourd'hui mais à une grande distance du Soleil, où les températures étaient plus basse», puisque, dans le cas contraire, «l'hélium et le néon se seraient volatilisés».

Au bout du compte, cette étude implique «de manière non ambiguë, que le Soleil faisait bien des éruptions incroyablement plus violentes que de nos jours pour que le flux de rayons cosmiques solaires ait été si important à grande distance».

Une étude, dont les résultats intitulés «Climate mediates the biodiversity–ecosystem stability relationship globally», ont été publiés dans la revue PNAS, a permis de montrer, pour la première fois à l'échelle mondiale, les effets positifs de la biodiversité végétale sur la stabilité et le fonctionnement des écosystèmes terrestres.

Notons tout d'abord que «l'humanité dépend directement des services fournis par les écosystèmes pour son bien‐être, son développement et sa survie» et particulièrement des services «associés à la production de biomasse par la végétation ainsi que sa stabilité au cours du temps pour assurer l’alimentation humaine et animale, la fertilité des sols ou encore la production de bois et de combustible».

Alors que, depuis 20 ans, de nombreuses études, «réalisées dans le cadre d’expérimentations en conditions contrôlées et dans un nombre d’écosystèmes restreint», ont «démontré l'importance de la diversité végétale dans le maintien et la stabilité des écosystèmes», l'étude ici présentée «a analysé des données satellites obtenues sur 14 ans couplées à des mesures de terrain dans 123 sites répartis sur tous les continents (à l’exception de l'Antarctique)».

Plus précisément, cette étude a «examiné des écosystèmes contrastés, composés de plantes très différentes, aux histoires géologiques et climatiques diverses: la savane africaine, les déserts steppiques en Chine, la pampa en Amérique du Sud, des forêts australiennes ou encore les maquis du bassin méditerranéen et les steppes nord‐africaines». Concrètement, «la variation temporelle de la couverture végétale obtenue par image satellite a été utilisée comme indicateur de la stabilité de l'écosystème puis a été liée à la diversité végétale observée sur le terrain».

En plus du nombre d'espèces végétales, «l’effet de la diversité fonctionnelle des plantes, c’est‐à‐dire la diversité de leurs tailles, de leurs formes ou de la physiologie de leurs feuilles associées à la capacité des plantes à survivre dans des conditions climatiques pouvant être très variables dans le temps» a été prise en compte.

Il est alors apparu «que les effets positifs de la diversité végétale sur la stabilité des écosystèmes sont détectables dans le monde entier et dans tout type d’écosystèmes». Ces observations suggèrent ainsi «que la biodiversité a une influence positive et aussi importante que le climat ou le type de sol sur la stabilité et le fonctionnement des écosystèmes».

En outre, ces travaux «montrent que, dans le contexte actuel du changement climatique et l’augmentation global de l’aridité, la relation entre la stabilité des écosystèmes et la diversité des plantes peut être modifiée». En fait, «dans les zones de faible aridité, le contrôle de la stabilité des écosystèmes dépend principalement de la diversité fonctionnelle des plantes» tandis que «dans les zones de forte aridité, ce rôle de stabilité est principalement joué par le nombre d'espèces présentes sur le site».

Il en résulte que, du fait que «les écosystèmes arides de la planète abritent 38 % de la population mondiale dont 90 % sont localisés dans des pays en voie de développement, des populations souvent très dépendantes de la stabilité temporelle des ressources naturelles», il est essentiel de «préserver différentes facettes de la biodiversité des plantes» dans «un contexte de changements globaux et d’aridité croissante pour maintenir la stabilité et le fonctionnement des écosystèmes dont nous dépendons».

Une étude, dont les résultats intitulés «Global Survey of Antibiotic Resistance Genes in Air» ont été publiés dans la revue Environmental Science & Technology, a permis de montrer que les gènes de résistance aux antibiotiques (ARG, en anglais) se déplacent dans l'air et particulièrement dans l'air pollué de nos villes.

Rappelons tout d'abord que «la pollution urbaine liée aux particules fines tue chaque année sept millions de personnes dans le monde, selon l'Organisation mondiale de la santé». En particulier, ces particules, «en s'insérant dans les organes du corps via les alvéoles pulmonaires», seraient «en cause dans 29 % des morts par cancer du poumon, 25 % par accident vasculaire cérébral (AVC) et 43 % des maladies pulmonaires chroniques obstructives».

Par ailleurs, certaines bactéries résistantes ont «la capacité de se transmettre leur matériel génétique par transfert horizontal de gènes (entre deux bactéries non parentes), ou via des éléments génétiques mobiles comme les intégrons, les transposons, les plasmides ou les prophages», des mécanismes par lesquels «des morceaux d'ADN s'insèrent dans n'importe quelle bactérie (y compris celles naturellement présentes dans notre corps) pour lui conférer une résistance aux antibiotiques».

Dans ce contexte, l'étude ici présentée a analysé «l'air de vingt grandes villes (San Francisco, Paris, Zurich, Hong Kong, Pékin, Séoul...) pour y détecter la présence de 39 gènes de résistance à sept grands types d'antibiotiques». Il est ainsi apparu que «San Francisco est la ville la plus 'contaminée' avec une concentration en ARG 100 fois supérieure à celle de Bandung, en Indonésie».

D'autre part, ce qui est plus étonnant, Tours (France) «est classée deuxième alors que Hong Kong, supposée plus polluée, est avant-dernière». Pékin, quant à elle, est «la ville avec la plus grande diversité de gènes résistants, avec 18 types d'ARG détectés, contre treize pour la ville de Tours ou six pour Zurich».

En outre, il est «particulièrement alarmant» que «des gènes résistants à la vancomycine, pourtant considéré comme l'un des antibiotiques les plus puissants, ont été détectés dans l'air de cinq grandes villes dont Pékin, Paris et Johannesburg».

Cette pollution d'un nouveau genre trouve son origine notamment dans les activités humaines comme «les hôpitaux, les usines de traitements d'eau usée, l’élevage intensif ou l'agriculture, des endroits où l'on utilise beaucoup d'antibiotiques, ce qui favorise les bactéries résistantes». De ce fait, «le niveau particulièrement élevé de contamination à San Francisco» pourrait être lié à «une forte consommation d'antibiotiques dans les hôpitaux de la ville» combinée à «l'absence de filtration des émissions adéquates de ces établissements».

En fait, la pollution constitue un environnement favorable à la propagation de ces bactéries résistantes, car les particules fines en suspension permettent «aux microbes transportant les éléments génétiques mobiles de s'y 'accrocher'». Cette explication est renforcée par le constat «que la concentration en ARG est significativement plus élevée en été, où la pollution a tendance à stagner en ville».

En conséquence, cette étude incite à prendre conscience de cette nouvelle pollution, alors que, jusqu'ici, «on se limite à mesurer l'ozone ou les particules fines, sans prendre en compte les éléments biologiques»: en effet, la dissémination de l'antibiorésistance par l'air représente «une vraie menace pour la santé humaine», puisqu'en Europe, «25.000 personnes décèdent chaque année de la résistance aux antibiotiques, selon le Centre européen de contrôle des maladies (ECDC)» tandis que «les règles d'hygiène habituelles» semblent impuissantes «face à la contamination aérienne».

Une étude, dont les résultats intitulés «Scutoids are a geometrical solution to three-dimensional packing of epithelia» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis d'établir les formes que les cellules épithéliales adoptent à la suite du développement embryonnaire.

Rappelons tout d'abord que «lors du développement de l'embryon, les tissus se transforment»: plus précisément, «ils se courbent, se plient, se tordent, pour se structurer en formes complexes qui donneront les organes».

Ainsi, les cellules épithéliales, «comme des briques emboîtées les unes aux autres» qui «forment des couches de tissus, par exemple au niveau de la peau, de l'intestin...», présentent souvent, à la base, une forme décrite «comme ressemblant à un prisme avec des faces polygonales à chacune des deux extrémités», mais, au cours du développement embryonnaire, cette forme se modifie: par exemple, «lors de la neurulation, l'étape au cours de laquelle se forme le tube neural, les cellules perdent leur forme 'en colonne' pour ressembler à une bouteille».

Pour sa part, l'étude dont il est question ici a été entreprise pour «comprendre l'organisation géométrique des tissus» à partir d'une modélisation informatique. Ainsi, la modélisation a montré que «lorsque la courbure du tissu augmente, les colonnes et les bouteilles ne sont pas les seules formes que les cellules peuvent développer» puisque le modèle a identifié une forme supplémentaire qui «n'avait même pas de nom en mathématiques».

La nouvelle forme ressemble à un prisme «avec à une extrémité un polygone à six côtés et à l'autre extrémité un polygone à cinq côtés» et avec, sur le bord allongé, une face triangulaire. L'étude nomme 'scutoïde' cette nouvelle forme, en raison «de sa ressemblance avec le scutellum (*) du thorax d'un insecte».

Ensuite, l'étude a vérifié les prédictions du modèle informatique en examinant «des tissus de différents animaux, comme les glandes salivaires de la drosophile». Au bout du compte, ces données expérimentales «confirment que les cellules épithéliales adoptent des formes similaires à celles prédites par le modèle informatique».

Selon cette étude, «les scutoïdes stabilisent l'emballage tridimensionnel des cellules épithéliales et les maintiennent bien resserrées malgré les mouvements du tissu»: en fait, ils «sont une solution trouvée par la nature pour permettre la courbure et la déformation des tissus, en utilisant le moins d'énergie possible».

Finalement, cette étude, qui améliore «nos connaissances fondamentales sur l'organisation des épithéliums», pourrait déboucher sur «des applications dans l'ingénierie tissulaire et inspirer de nouveaux types d'échafaudages pour la fabrication d'organes artificiels».

Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

(*) Scutellum

Une étude, dont les résultats intitulés «Astronomical detection of radioactive molecule ²⁶AlF in the remnant of an ancient explosion» sont publiés dans la revue Nature Astronomy, et disponibles en pdf, a permis, grâce à ALMA et NOEMA (Réseau Millimétrique Etendu du Nord), de détecter avec certitude pour la première fois, une molécule radioactive dans l’espace interstellaire au sein d'une source connue, l'objet dénommé CK Vulpeculae (*).

Indiquons tout d'abord que la source CK Vulpeculae (**), «distante de quelque 2000 années lumière de la Terre», fut «pour la première fois observée en 1670». Visible à l’oeil nu, elle apparaissait à cette époque brillante, de couleur rouge, et «fut classée parmi les 'nouvelles étoiles'».

Ensuite, «sa luminosité décrût rapidement» et, aujourd'hui, «de puissants télescopes sont nécessaires» pour observer cet objet. En fait, CK Vulpeculae correspond aux restes de la fusion de deux étoiles ayant collisionné, qui sont «constitués d’une étoile centrale de faible brillance entourée d’un halo de matière rougeoyante s’éloignant progressivement».

Dans le cadre de cette étude, ALMA et NOEMA ont fait apparaître que «348 années après leur détection, les restes de cette fusion stellaire explosive arborent la signature claire et convaincante de l’aluminium-26, un isotope radioactif de l’aluminium»: c'est la «toute première molécule radioactive instable détectée avec certitude en dehors du Système Solaire» (Néanmoins, «cet isotope avait précédemment été identifié au sein d’un flux de rayons gamma, dont l’origine précise était demeurée inconnue»).

Plus précisément, cette étude a détecté «la signature spectrale unique de molécules composées d’aluminium-26 et de fluorine (²⁶AlF) dans les restes situés en périphérie de CK Vulpeculae», car «lorsque ces molécules tournoient en se déplaçant, elles émettent une raie spécifique dans le domaine millimétrique» selon un processus «baptisé transition rotationnelle».

Il apparaît «que les deux étoiles ayant fusionné étaient de masses relativement faibles, l’une des deux consistant en une géante rouge dont la masse était comprise entre 0,8 et 2,5 masses solaires». Au bout du compte, «l'observation de cet isotope particulier offre des compléments d’information relatifs au processus de fusion ayant donné naissance à CK Vulpeculae».

De plus, elle révèle «que les couches intérieures, denses et profondes d’une étoile, au sein desquelles se forment les éléments lourds et les isotopes radioactifs, peuvent être brassées et expulsées dans l’espace sous l’effet de collisions stellaires».

Notons ici que l’aluminium-26, radioactif par nature, «se désintégrera pour gagner en stabilité, l’un des protons du noyau se transformant alors en neutron» au cours d'un processus où «le noyau excité émet un photon hautement énergétique» détecté «sous la forme d’un rayonnement gamma».

Grâce aux détections antérieures de photons gamma, on sait que la Voie Lactée contient «quelque deux masses solaires d’aluminium-26», mais, jusqu'ici, «le processus de création des atomes radioactifs demeurait largement inconnu» et «la méthode de détection des rayons gamma ne favorisait pas la détermination de leur origine précise».

Aujourd'hui, grâce à ces nouvelles mesures, «les astronomes ont pour la première fois détecté un radioisotope instable au sein d’une molécule extra-solaire». Cependant, l'étude déduit de ces observations «que la production d’aluminium-26 par des objets semblables à CK Vulpeculae ne constitue probablement pas la source principale d’aluminium-26 dans la Voie Lactée»: en effet, «la masse d’aluminum-26 contenue au sein de CK Vulpeculae représente approximativement le quart de la masse de Pluton» et, compte tenu de la rareté de ce type d’événements, «il est fortement improbable que ces objets constituent les seules sources de cet isotope au sein de la galaxie».

Lien externe complémentaire (source Simbad)

(*) CK Vulpeculae

Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

(**) CK Vulpeculae