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Une étude, dont les résultats intitulés «A 5700 year-old human genome and oral microbiome from chewed birch pitch» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis d'extraire un génome humain complet à partir d’un chewing-gum vieux de 5700 ans et de dresser un portrait de la personne qui l'a machoullé.
Relevons tout d'abord que «c’est la première fois qu’un génome est entièrement extrait d’autre chose que des os humains», en l'occurrence un «résidu fossilisé d’écorce d’arbre». Cette performance et la longue analyse qui en a découlé ont fait apparaître «que le chewing-gum a été mâchouillé par une femme, génétiquement proche des chasseurs-cueilleurs de l’Europe de l’Ouest de la fin du Paléolithique ou de l’époque du Mésolithique»: cette femme, «baptisée Lola», avait la «peau noire, les cheveux sombres et les yeux clairs».
Cette découverte donne non seulement «de nombreuses informations sur cette Lola, mais aussi sur son dernier repas» puisqu'on «apprend qu’elle a mangé des noisettes et du canard», ce qui constitue de nouveaux éléments tangibles sur «le mode de vie de cette population de chasseurs-cueilleurs».
Le chewing-gum fossilisé analysé avait «été retrouvé par des archéologues à Syltholm (Danemark). En réalité, le site de Syltholm est «particulier puisque de nombreux organismes ont été conservés dans la boue, et sont donc mieux protégés» et, de plus, «le climat régional, particulièrement froid, en fait un endroit propice à ce type de découverte», car «plus il fait chaud, et moins l’ADN se conserve dans le temps».
Notons ici que «l es chercheurs sont «parvenus à extraire de l’ADN du microbiome oral, dans ce cas précis de la salive» qui «est une précieuse source d’ADN ancien, surtout pour des périodes» pour lesquelles on ne dispose pas de restes humains. Comme «les scientifiques pensent que l’ADN détient des traces du virus Epstein-Barr, responsable notamment de la mononucléose infectieuse», cette découverte pourrait également permettre d'apprendre «comment les agents pathogènes et les bactéries ont évolué et se sont propagés dans le temps».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Last appearance of Homo erectus at Ngandong, Java, 117,000–108,000 years ago» ont été publiés dans la revue Nature, révèle, grâce à la datation de l'Homo erectus de Ngandong que les derniers Homo erectus se seraient éteints il y a environ 110.000 ans sur l’île de Java en Indonésie: c'est la première fois qu'une donnée convaincante du moment exact de l’extinction de l’Homo erectus est apportée.
Concrètement, «des restes fossiles d’Homo erectus, 12 calottes crâniennes et 2 os des jambes, avaient été découverts dans les années 1930 sur le site de Ngandong, sur les rives du fleuve Solo dans l’île de Java en Indonésie, mais n’avaient pas encore pu être précisément datés». L'étude ici présentée, «en recoupant plusieurs techniques de datation», a pu établir «que les ossements avaient entre 117.000 et 108.000 ans», ce qui «confirme que Ngandong est le plus jeune site d’Homo erectus que l’on ait trouvé dans le monde».
Rappelons ici que Homo erectus «a été le premier de nos lointains cousins à émigrer hors de l’Afrique il y a 1,8 million d’années». Pour sa part, l'Homo erectus de Ngandong possède «le plus grand cerveau et le plus haut front de tous les Homo erectus connus, signe d’un changement évolutif important».
Cette datation permet «d’explorer les causes de l’extinction de l’Homo erectus». Comme «ces dates coïncident avec le début de l’interglaciaire», elles éliminent «toute responsabilité de l’Homo sapiens, qui serait arrivé dans cette zone après l’extinction de l’Homo erectus». Cependant, l'Homo erectus de Ngandong a pu croiser l’Homme de Denisova et interagir avec ces «mystérieux cousins éteints, identifiés en 2010».
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Une étude, dont les résultats intitulés «A genomic predictor of lifespan in vertebrates» ont été publiés dans la revue Scientific Reports, a permis de proposer une nouvelle méthode de calcul de la durée de vie théorique des vertébrés, basée sur la méthylation de l’ADN.
Relevons tout d'abord que les animaux ayant la plus grande longévité connue «sont la praire d'Islande, un mollusque bivalve dont un spécimen de 507 ans a été retrouvé, et chez les vertébrés le requin du Groenland, avec un individu de 400 ans». En fait, jusqu'ici, pour estimer la durée de vie d'une espèce, on se basait «souvent sur des cas exceptionnels qui ne sont pas représentatifs» et on observait «des différences considérables au sein d'espèces même relativement proches»: ainsi, il est établi que «alors qu'une souris vit en moyenne 4 ans, l'écureuil gris, un autre rongeur, vit 24 ans, soit huit fois plus longtemps».
La nouvelle méthode se base sur «une sorte d’horloge biologique». Concrètement, le vieillissement produit un déclin de nos fonctions biologiques «visible dans la densité d'îlots CpG, des zones de l'ADN non codantes qui sont des promoteurs de la méthylation de l'ADN», un processus épigénétique qui «entraîne l'apparition de groupes méthyles dans certains gènes, ce qui conduit à des mutations délétères et la sénescence des cellules».
L'étude ici présentée révèle qu'on peut estimer la longévité des espèces en s'intéressant «aux endroits où la méthylation de l'ADN se produisait sur 42 gènes particuliers». Elle a ainsi pu calculer «l'âge biologique de 252 espèces de vertébrés à partir de leur génome».
Cette méthode augmente fortement la durée de vie de la plupart des espèces: en fin de compte c'est la baleine boréale qui «détient le record mondial de la longévité, avec 268 ans, soit 57 de plus que le plus ancien spécimen connu, âgé de 211 ans» tandis que «la tortue géante de Galápagos, dont le dernier spécimen est mort en 2012 à l'âge de 112 ans, aurait une longévité biologique de 120 ans».
Pour ce qui concerne les espèces disparues, le mammouth laineux aurait «eu une durée de vie de 60 ans, à peine moins que les 65 ans de l'éléphant africain actuel» et «le pigeon migrateur, éteint en 1914» une longévité de 28 ans, «soit la même que l'actuelle tourterelle des bois».
Pour leur part, les Hommes de Neandertal et de Denisova «avaient une durée de vie biologique de 37,8 ans, soit quasiment la même que celle de l'Homme moderne qui est de 38 ans», une longévité «ridiculement courte» puisque «l’espérance de vie en France est de 85,4 ans pour les femmes et de 79,5 ans pour les hommes».
En fait, cette espérance de vie humaine «a plus que doublé au cours des 200 dernières années», mais cette exception est attribuée «au progrès de la médecine et des modes de vie», ce qui signifie que «l'Homme a réussi à 'forcer' l'horloge biologique de son génome par son intelligence et son adaptation».
Cependant, cette méthode qui donne à l'espèce humaine «une durée de vie inférieure à celle du chimpanzé (39,7 ans)» peut nous «faire réfléchir». En tout cas, il est très important de connaître la durée de vie d'une espèce «pour estimer le risque d'extinction, ou pour établir des quotas de pêche ou de prélèvement».
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Deux études, dont les résultats intitulés «Early formation and recent starburst activity in the nuclear disc of the Milky Way» et «GALACTICNUCLEUS: A high angular resolution JHKs imaging survey of the Galactic Centre: II. First data release of the catalogue and the most detailed CMDs of the GC» sont publiées respectivement dans le revue Nature Astronomy et dans la revue Astronomy & Astrophysics, rapportent la découverte, grâce au VLT de l’ESO qui a observé les régions centrales de la Voie Lactée avec une résolution spectaculaire, de nouveaux éléments relatifs à la naissance des étoiles au sein de notre galaxie correspondant à la survenue d’un événement dramatique dans le passé de la Voie Lactée: un sursaut de formation d’étoiles dont l’intensité s’est traduite par l’explosion de plusieurs centaines de milliers d’étoiles en supernovae.
La première étude, disponible en pdf, indique «que quelque 80% des étoiles peuplant les régions centrales de la Voie Lactée se sont formées durant la première phase de l’existence de notre galaxie, soit entre 13,5 et 8 milliards d’années avant notre époque», une première période de formation stellaire «suivie d’une phase d’une durée de quelque six milliards d’années durant laquelle très peu d’étoiles sont nées». Cette phase s'est achevée, il y a un milliard d’années, «par un intense sursaut de formation d’étoiles» qui «dura moins de 100 millions d’années et donna lieu à la formation d’étoiles au sein des régions centrales de la galaxie dont la masse combinée excéda probablement plusieurs dizaines de millions de masses solaires».
Alors qu'actuellement, «le taux de formation d’étoiles au sein de la Voie Lactée avoisine une ou deux masses solaires par an», les conditions qui régnaient «au sein des régions centrales durant ce sursaut d‘activité furent certainement semblables à celles caractérisant les galaxies à sursauts d’étoiles, qui donnent naissance aux étoiles à un rythme supérieur à 100 masses solaires par an».
Ce sursaut d’activité, qui fut «certainement responsable de l’explosion de centaines de milliers d’étoiles en supernovae», est «probablement l’un des événements les plus énergétiques de toute l’histoire de la Voie Lactée», car «au cours d’un sursaut de formation d’étoiles, de nombreuses étoiles massives sont créées» dont la durée de vie «inférieure à celle des étoiles de faible masse», s'achèvent en violentes explosions de supernovae.
Ce travail de recherche est le fruit «de l’observation des régions centrales de la galaxie au moyen de l’instrument HAWK-I qui équipe le VLT de l’ESO dans le désert chilien de l’Atacama». Cette caméra «sensible à l’infrarouge a transpercé la poussière» pour «offrir un cliché remarquablement détaillé des régions centrales de la Voie Lactée» qui «constitue la première publication du sondage baptisé GALACTICNUCLEUS», disponible en pdf: avec « une résolution angulaire de 0,2 seconde d’arc», le sondage a pu observer «plus de trois millions d’étoiles distribuées sur une surface excédant les 60 000 années lumière au carré et centrée sur le cœur de notre galaxie».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Ant Foragers Compensate for the Nutritional Deficiencies in the Colony» ont été publiés dans la revue Current Biology, a permis de démontrer, en mêlant éthologie expérimentale et modélisation mathématique, que les fourmis sont capables de contrebalancer rapidement toutes les carences alimentaires qui leur sont imposées quelque soit leur complexité.
Relevons tout d'abord que, chez les fourmis, «la nourriture est ramenée au nid par seulement 10% de ses membres : les récolteuses» et qu'ensuite elle est «régurgitée et partagée entre tous les membres de la colonie». En vue de comprendre de quelle façon les récolteuses gèrent les déséquilibres alimentaires de la colonie, l'étude ici présentée a mis en œuvre «une série de 7 expériences complexifiant à chaque fois un peu plus les carences alimentaires imposées à des colonies de fourmis d’Argentine».
Concrètement, «lors de chaque expérience 20 à 30 colonies étaient privées d’un ou plusieurs éléments nutritifs pendant une semaine», les éléments nutritifs retirés de la nourriture étant: «le sucre, l’ensemble des acides aminés (briques constituant les protéines), le cholestérol, uniquement les 10 acides aminés essentiels, 5 acides aminés essentiels, 2 acides aminés ou 1 seul acide aminé». Pour contrebalancer ce déséquilibre alimentaire, chaque colonie avait «pendant une heure un choix entre deux sources de nourriture, l’une présentant l’élément nutritif manquant, l’autre offrant un élément nutritif non manquant».
Au bout du compte, il est apparu «que les récolteuses se dirigeaient collectivement vers la nourriture offrant l’élément nutritif manquant»: ainsi, «des fourmis privées de cholestérol, qui avaient le choix entre une nourriture contenant du cholestérol et une nourriture contenant des acides aminés, se dirigeaient préférentiellement vers la nourriture offrant du cholestérol», tandis que, face au même choix, «les fourmis privées d’acides am inés délaissaient la nourriture contenant du cholestérol pour se diriger vers la nourriture offrant les acides aminés».
Comme, dans toutes les expériences, «la décision au niveau collectif était apparente dès les premières 10 minutes du test ne laissant aucune place à l’apprentissage, à la comparaison des deux sources ou à un quelconque feedback post-ingestif au niveau individuel ou collectif», il en ressort que les fourmis sont «capables d’adapter leur stratégie de récolte en fonction de la carence alimentaire».
Pour comprendre «la mise en place de cette décision collective», le comportement des fourmis une fois arrivées à la nourriture a été observé afin de savoir «si, après un contact avec la nourriture, les fourmis se nourrissaient ou rentraient au nid sans s’alimenter». Il a été alors constaté que «les fourmis avaient de plus grandes chances de se nourrir si la nourriture contactée présentait l’élément nutritif manquant».
Ainsi, «par exemple, 60% des fourmis qui contactaient la nourriture présentant du cholestérol rentraient au nid le ventre plein lorsqu’elles étaient privées de cholestérol contre 40% lorsqu’elles étaient privées d’acides aminés» et «65% des fourmis qui contactaient la nourriture présentant des acides aminés rentraient au nid le ventre plein lorsqu’elles étaient privées d’acides aminés contre 40% lorsqu’elles étaient privées de cholestérol». Il en résulte que «la décision individuelle de se nourrir ou de rentrer au nid le ventre vide» ne dépend pas de l’élément nutritif lui même «mais de la carence alimentaire subie».
Pour établir «le lien entre le comportement individuel à la nourriture et la décision collective», un modèle mathématique «basé sur le comportement de pistage des fourmis» a été élaboré, car «chez la fourmi d’Argentine, les récolteuses revenant à la colonie après avoir découvert une source de nourriture déposent une piste chimique (une phéromone)», très attractive, qui «permet de recruter d’autres fourmis qui vont emprunter la piste pour se rendre à la source de nourriture et renforcer la piste lors de leur retour au nid».
Dans l’expérience associée à pistage, «les fourmis empruntaient un pont offrant le choix entre deux nourritures différentes», l’hypothèse avancée était alors «que les fourmis qui revenaient à la colonie sans se nourrir déposaient moins de phéromone sur le chemin que les fourmis qui se nourrissaient» de sorte que «ces différences de comportement de pistage au niveau individuel» étaient «rapidement amplifiées au niveau collectif, du fait que les fourmis recrutées qui font face à deux pistes choisissent la piste la plus concentrée en phéromone et la renforcent à leur tour» ce qui aboutit à la sélection d’une nourriture.
A la condition que, dans ce modèle, que les fourmis déposent «trois fois moins de phéromone lorsqu’elles rentraient au nid le ventre vide», tous les résultats expérimentaux ont été obtenus. Ainsi, ce modèle montre «que la colonie est capable de répondre à des défis nutritionnels relativement complexes et différents en moins de 10 minutes sans pour autant faire appel à un comportement individuel élaboré».
La dernière série d'expériences, qui a été tentée pour «mieux comprendre le rôle des récolteuses et des fourmis qu’elles recrutent dans la mise en place des décisions collectives», exploitait des conflits nutritionnels au sein de la colonie: «les récolteuses étaient privées de sucre alors que les autres membres de la colonie étaient privés d’acides aminés et vice versa.».
Dans les premières 10 min de cette série, les récolteuses, préalablement colorées, «satisfaisaient en priorité leurs besoins nutritionnels» mais après 15 min, il y avait «une inversion de la décision collective», car «les fourmis recrutées par les récolteuses guidées vers une nourriture ne satisfaisant pas leur besoin nutritionnel étaient capables de changer la donne pour satisfaire les besoins des membres de la colonie», ce qui démontre «la flexibilité des réponses collectives en fonction de l’état nutritionnel de la colonie».
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