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Une étude, dont les résultats intitulés «Morphology and genome of a snailfish from the Mariana Trench provide insights into deep-sea adaptation» ont été publiés dans la revue Nature Ecology & Evolution, a permis de décrire de manière détaillée, du point de vue morphologique et génétique, un poisson-limace, dénommé Pseudoliparis swirei, capturé vers 7000m de profondeur dans la fosse des Mariannes.
En fait, ce poisson-limace d’une quinzaine de centimètres, à l'aspect assez répugnant, qui se nourrit «d’éponges, de petits crustacés et de concombres de mer», est «un champion hors-norme», puisqu'il vit à 7000-8000m de profondeur.
Des robots l'ont filmé et capturé et son examen «a commencé à livrer les secrets qui lui permettent de vivre dans ces zones dites hadales, entre 6000 et 11.000 m», l’un «des environnements les plus hostiles de la planète à cause de la pression qui y règne (qui serait celle d’un éléphant marchant sur votre pouce, soit mille fois plus forte que la pression atmosphérique), de l’obscurité, des températures constamment glaciales et de la faible oxygénation de l’eau».
La découverte de ce poisson a été faite «en explorant les profondeurs de la fosse des Mariannes à bord du navire de recherche Tan Suo Yi Hao (94.45 m de long et 17.9 m de large)». Ce navire était un «poseur de tuyaux sur les fonds marins, âgé de 35 ans», reconverti dans la «recherche scientifique des grandes profondeurs». Il dispose «d’un sous-marin habité pouvant descendre à 4500 m», d'un «véhicule robotisé pouvant opérer jusqu’à 11.000 m» et «de deux observatoires des grands fonds, Tianya et Haijiao, munis de caméras et d’appareils photos, l’un étant capable de recueillir des échantillons et des spécimens».
Il est apparu que Pseudoliparis swirei «présente de nombreuses adaptations aux grandes profondeurs: sa peau blanche et transparente, de gros estomacs, des muscles plus fins, un squelette osseux assez léger et un crâne incomplètement fermé». Par ailleurs, «d’autres études avaient déjà montré que les poissons-limaces ont une concentration plus élevée de N-oxyde triméthylamine (TMAO), un soluté qui empêche les molécules d’eau de déstabiliser leurs protéines dans les tissus».
En outre, les analyses génétiques ont révélé «que le gène de l’ostéocalcine, qui régule la minéralisation des tissus et du squelette, était tronqué», ce «qui pourrait expliquer son squelette léger et légèrement mou». D'autres modifications génétiques «ont également été caractérisées dans les gènes des photorécepteurs (vivre dans l’obscurité ne nécessite pas une bonne vision) qui ont presque tous disparu, ainsi que dans une multiplication des gènes impliqués dans la composition des membranes cellulaires, ce qui contribue à la rendre plus fluide».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Morphometric evidence of 3.6 Ga glacial valleys and glacial cirques in martian highlands: South of Terra Sabaea» sont publiés dans la revue Geomorphology, a permis de confirmer qu'il y a 3,6 milliards d'années (Ga), des glaciers ont érodé des vallées d'altitude aujourd'hui observables sur Mars, attestant pour la première fois d'un climat primitif froid et sec, prévu par les modèles.
Rappelons tout d'abord que «le scénario d'un climat primitif chaud et humide, qui fait de la jeune Mars une petite planète bleue» est «conforté par la découverte de traces d'anciens fleuves et des indices d'un océan global recouvrant tout l'hémisphère nord», tandis que «seuls les modèles climatiques» indiquaient, jusqu'ici, «la possibilité d'un dépôt de glace au niveau de la ceinture équatoriale, sur les hauts plateaux de l'hémisphère sud culminant à plus de trois kilomètres d'altitude au-dessus du niveau zéro martien».
Dans ce contexte, l'étude ici présentée apporte, «en identifiant dans cette région, des morphologies glaciaires âgées de 3,6 Ga, à savoir 83 vallées et une centaine de cirques», les «premières preuves géologiques aussi anciennes en faveur du climat froid»: plus précisément, ces paysages glaciaires, qui «ont été identifiés dans la région très cratérisée de Terra Sabaea, datée du Noachien (plus ancienne époque martienne entre 4,5 et 3,7 Ga) et qui s'étend à une latitude de seulement 5° en dessous de l'équateur», ont «été creusés dans les parois de deux cratères et les flancs d'une montagne».
Le plus grand des cratères, le cratère Dawes, qui «est le seul à porter un nom», concentre la «majorité des morphologies», soit «des vallées surmontées de cirques, des creux topographiques qui alimentent les glaciers en recueillant la neige» qui «se change en glace au fil du temps». Le recul de ces glaciers indique soit «que 83 glaciers reposaient dans ces vallées», soit «qu'il existait «un glacier global avec différentes langues».
Ces conclusions découlent d'une analyse géomorphologique comparative «entre les paysages martiens et terrestres, consistant à observer la forme des vallées (morphologie) et à les mesurer (géométrie), pour évaluer par exemple le rapport entre leur longueur et leur largeur». Concrètement, l'étude s'est appuyée «sur des images haute résolution (6 mètres/pixel) de Terra Sabaea, prises par la Context Camera (CTX) de la sonde de la Nasa Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), associées à des données topographiques dérivant des observations de la High Resolution Stereo Camera (HRSC) de la sonde européenne Mars Express».
Ensuite, ces vallées martiennes ont été comparées «avec de multiples paysages glacés sur Terre» ainsi que «d'anciennes vallées martiennes dont on sait qu'elles sont fluviales». Il a été alors constaté que, «comme les reliefs glaciaires sur Terre», les vallées de Terra Sabaea «ont une forme en U et sont plutôt courtes et larges avec un fond plat». Mesurant «entre 1 et 20 km de long, et 2 km de large en moyenne, voire jusqu'à 5 km de large pour les plus grandes d'entre elles», elles «sont relativement profondes, de 20 m à 200 m».
Pour leur part, les «vallées fluviales, autant sur Terre que sur Mars» ont «une forme en V» et «sont beaucoup plus longues que larges» et ramifiées. Cette différence de morphologie s'explique «par un agent érosif différent: de la glace d'un côté, qui s'écoule difficilement ; de l'eau liquide de l'autre, dont l'écoulement beaucoup plus facile crée des morphologies longues et sinueuses».
En outre, «les vallées glaciaires de Terra Sabaea se trouvent à une altitude beaucoup plus élevée que les vallées fluviales découvertes auparavant sur Mars : 3 km d'altitude en moyenne par rapport au niveau zéro de référence, soit 1,5 km au-dessus du niveau des hauts plateaux de l'hémisphère sud, surélevés par rapport aux terrains de l'hémisphère nord».
Pour l'étude, l'existence d'un «climat primitif froid et sec» sur Mars, n'exclue «pas pour autant l'hypothèse du climat chaud et humide», car un climat froid a pu régner en haute altitude, «tandis que les régions plus basses étaient concernées par un climat tempéré, favorable à l'écoulement d'eau liquide».
Ces glaciers «sont datés du passage de la fin du Noachien au début de l'Hespérien, une période de transition qui a vu l'océan boréal présumé (et l'eau liquide en général) se retirer en profondeur». En fait, «il y a 400 millions d'années d'écart» entre les glaciers de Terra Sabaea et l'océan, daté de 4 Ga, mais de récentes études suggèrent «qu'il a pu perdurer jusqu'à aussi récemment que 3,4 Ga» alors que «les glaciers ont quant à eux pu exister avant 3,6 Ga mais pas après», car cette date correspond à leur disparition.
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Une étude, dont les résultats intitulés «Jupiter's Formation in the Vicinity of the Amorphous Ice Snowline» ont été publiés dans la revue The Astrophysical Journal, a permis de développer un modèle qui explique la composition de l’atmosphère de Jupiter en supposant la formation de la planète au voisinage de la zone de sublimation de la glace amorphe dans la nébuleuse protosolaire.
Relevons tout d'abord que «la source des enrichissements en éléments volatils mesurés en 1995» par la sonde Galileo rentrée «dans l’atmosphère de Jupiter fait toujours l’objet de débats», car «mis à part le cas particulier de l’oxygène dont l’abondance a été trouvée appauvrie par rapport au Soleil, les données de la sonde Galileo ont montré que celles de l’argon, du krypton, du xénon, du carbone, de l’azote, du soufre et du phosphore sont toutes enrichies dans l’atmosphère de Jupiter d’un facteur compris entre 2 et 4 fois les valeurs solaires».
Notons ici que «les scénarios classiques de la formation de Jupiter supposent d'abord la formation par accrétion d'un cœur solide constitué d'un mélange de glaces et de roches», qui, lorsqu'il a atteint au bout de plusieurs millions d’années une masse critique, permet «l’effondrement sur lui-même du gaz issu de la nébuleuse protosolaire en un laps de temps très rapide (quelques milliers d’années)».
On supposait qu'au cours de cet effondrement «des planétésimaux ont pu être drainés et se vaporiser dans l'atmosphère du proto-Jupiter, créant ainsi les enrichissements en éléments volatils observés par Galileo». Cependant, ce scénario pose un problème, car «il a été récemment montré que l’accrétion de planétésimaux est impossible dans une planète de la masse de Jupiter en phase de croissance».
Dans ce contexte, l'étude ici présentée démontre qu'il est «possible que le gaz accrété par Jupiter soit préalablement enrichi en éléments volatils dans la nébuleuse protosolaire, lui permettant ainsi de réconcilier les modèles de formation de la planète géante et ses mesures de composition atmosphérique».
Plus précisément, dans ce scénario, «les blocs de construction formés à basse température dans les parties externes de la nébuleuse ont migré vers l'intérieur du disque avant de rencontrer la zone de cristallisation de la glace amorphe» de sorte qu'en traversant cette zone, «les planétésimaux ont subi une transition de phase exothermique (cristallisation de la glace amorphe) qui a entrainé la désorption des molécules volatiles piégées dans leur glace, lesquelles se sont mélangées avec la phase gazeuse de la nébuleuse».
Au bout du compte, «en se formant dans cette région de la nébuleuse», Jupiter a «pu accréter son enveloppe à partir d’un gaz dont la métallicité correspondait déjà à celle observée aujourd’hui par Galileo». Ce scénario peut d'ailleurs s'appliquer «à toutes les géantes gazeuses dont les sur-métallicités peuvent être expliquées par l’accrétion d’un gaz issus du disque et préalablement enrichi en éléments volatils».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Developmental control of plant Rho GTPase nano-organization by the lipid phosphatidylserine» ont été publiés dans la revue Science, a permis de mettre en lumière le rôle particulier de certains lipides dans la transmission du signal à travers la membrane des cellules, apportant ainsi un éclairage sur les mécanismes qui assurent la communication entre les cellules et coordonnent des comportements cellulaires au cours de la croissance.
Rappelons tout d'abord que la membrane des cellules, appelée membrane plasmique, qui assure un rôle de «barrière physique qui isole l’intérieur de la cellule du milieu extérieur», est «également un centre de traitement et d’échange d’informations puisque c’est le lieu où les cellules perçoivent les conditions extérieures et communiquent avec leurs voisines» grâce à la transmission de signaux biochimiques.
Pour le traitement d’information à travers la membrane, un des mécanismes proposés «est que celle-ci fonctionne comme un convertisseur analogique-numérique, similaire à ceux utilisés en électronique». Autrement dit, «la membrane plasmique convertit un signal de type analogique (système continu, comprenant par exemple toutes les valeurs comprises entre 0 et 1) en un signal numérique (ou digital, représenté par un système binaire de suite de 0 et de 1 appelés 'bits')».
Concrètement, «la membrane est équipée de récepteurs enchâssés dans les lipides membranaires qui vont reconnaître les molécules à l’extérieur de la cellule», de sorte que «la perception de ces signaux induit le regroupement des récepteurs au sein de domaines de quelques dizaines de nanomètres, appelés nanodomaines membranaires».
Comme «seuls les récepteurs présents dans ces nanodomaines sont capables d’émettre un signal», chaque nanodomaine peut «être assimilé à une unité de signal (représentant une valeur de 'bit' de 1) alors que les récepteurs qui ne sont pas associé à ces structures ont une valeur de 0».
En fait, la quantité de nanodomaines est «proportionnelle aux signaux analogiques entrant», en l'occurrence la quantité de molécules reconnue à l’extérieur de la cellule. L’un des avantages de la conversion du signal analogique en numérique est qu’il est facile d’ajuster son gain, «c’est-à-dire de modifier la sensibilité du capteur».
L'étude ici présentée a eu pour objectif de découvrir «si les systèmes biologiques peuvent modifier le 'gain' de la membrane plasmique et ce par la capacité des récepteurs à former des nanodomaines». Pour cela, une plante à fleur, Arabidopsis thaliana, a été utilisée comme modèle et des techniques de microscopie de pointe dite de 'super-résolution', capable d’analyser la localisation des molécules sur des tissus intacts vivants et à l’échelle de quelques dizaines de nanomètres», ont été employées.
Il est ainsi apparu «qu’un lipide membranaire, appelé phosphatidylsérine, permet la formation des nanodomaines en réponse à des signaux hormonaux». De plus, il a été mis en évidence «que la quantité de phosphatidylsérine à la membrane plasmique varie à l’intérieur des tissus végétaux» et que «ces variations en phosphatidylsérine ont une incidence directe sur la formation des nanodomaines et donc leur capacité à répondre aux signaux extérieurs».
En fin de compte, «les membranes avec peu de phosphatidylsérine peuvent être considérées comme ayant un convertisseur analogique-numérique à faible gain» et, dans ce cas, il faut «une forte quantité d’hormone pour activer la formation des nanodomaines et donc la transmission d’un signal à l’intérieur de la cellule», tandis qu'à l’opposé «les cellules avec beaucoup de phosphatidylsérine vont facilement former des nanodomaines même en présence d’une quantité faible d’hormone».
Il en résulte globalement que la phosphatidylsérine agit «comme un gain digital permettant d’ajuster la sensibilité des cellules à certains signaux extérieurs». Alors que «cette étude montre que ce système est important pour le développement des plantes, comme par exemple leur réponse à la gravité ou la mise en place de la forme des cellules», il est possible «que ce système de 'gain biologique' soit utilisé dans bien d’autres organismes», car «la phosphatidylsérine est également impliquée dans la formation de nanodomaines chez les levures et chez l’homme».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Transgenic rhesus monkeys carrying the human MCPH1 gene copies show human-like neoteny of brain development» ont été publiés dans la revue de Pékin National Science Review, a conduit, en vue de mieux comprendre l’évolution de l’intelligence humaine, à implanter à des singes un gène considéré comme jouant un rôle dans le développement du cerveau humain.
Plus précisément, onze macaques rhésus ont reçu «des versions humaines du gène MCPH1 (*), qui pourrait jouer un rôle dans le développement du cerveau humain», et il est apparu «que les cerveaux de ces singes, comme ceux des humains, avaient mis plus de temps à se développer et que les animaux obtenaient de meilleurs résultats aux tests sur la mémoire à court terme et le temps de réaction, en comparaison avec les singes vivant dans la nature». Cependant, la taille des cerveaux des singes de l’expérience n’était «pas supérieure à celle des cerveaux de leurs congénères du groupe de contrôle».
En fait, «seuls cinq d’entre eux ont survécu jusqu’à la phase de tests» de mémoire «dans lesquels ils devaient se souvenir de couleurs et de formes sur un écran» et subir des IRM.
Cette étude qui «n’a modifié que l’un de quelque 20000 gènes» de l'espèce, a fait l'objet de critiques «au plan de l’éthique», alors que, selon les auteurs de ce travail, «le macaque rhésus, bien que plus proche génétiquement des humains que les rongeurs», avait été choisi parce qu'il reste «suffisamment éloigné de l’homme» pour ne pas susciter ce genre de questionnement.
Lien externe complémentaire (source Wikipedia)
(*) MCPH1
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