Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de décrypter le génome hors du commun de Belgica antarctica, une mouche sans aile qui vit sur des éminences rocheuses de la péninsule antarctique.

Plus précisément, cette mouche «possède un mécanisme lui permettant d'être à la fois déshydratée et vivante», avec un génome qui comporte «seulement 99 millions de paires de base (les briques élémentaires de l'ADN) soit 32 fois moins qu'un être humain (3,2 milliards de paires de base)».

En effet, chaque hiver, les larves de cette mouche «perdent près de la moitié de leur poids» et «résistent également à des vents violents, pouvant atteindre 140 km/h, à une concentration en sel élevée et à des rayonnements ultraviolets intenses».

Lorsqu'elle parvient au stade adulte, cette «mouche aptère vit à peine plus d'une semaine, juste le temps de se reproduire et de pondre pour poursuivre le cycle biologique de son espèce».

Ce génome réduit, qui est probablement le fruit «d'une adaptation à un environnement extrême», révèle «une abondance de gènes associés au développement et à la régulation du métabolisme, ce qui suggère que l'espèce a dû faire face à de fortes pressions en termes de sélection naturelle au cours de son évolution».

Ainsi, l'ADN de Belgica antarctica «renferme des gènes cruciaux liés au transport de l'eau de part et d'autre de l'enveloppe des cellules» : alors que «la plupart des insectes peuvent survivre après avoir perdu jusqu'à 20% de l'eau contenue dans leurs cellules, cette mouche de l'Antarctique «peut en perdre 70% sans flancher».

Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis d'établir un lien entre la diversité des crocodiliens marins et l’évolution des températures de leur milieu de vie sur une période de plus de 140 millions d’années: en effet, il est apparu que ces animaux colonisent le milieu marin à la faveur de réchauffements climatiques et s’éteignent durant les périodes froides.

Aujourd'hui, les crocodiliens «sont des animaux à sang froid au mode de vie amphibie», «cantonnés aux eaux douces des régions chaudes de notre globe, à l’exception de deux espèces pouvant s’aventurer occasionnellement en milieu marin».

Cependant, au cours des temps géologiques, «plusieurs lignées distinctes de crocodiles ont colonisés le milieu marin», car leurs «représentants ont exclusivement été découverts dans des sédiments marins, témoignant qu’ils étaient spécialisés à la vie marine».

Afin d'en savoir plus «sur les raisons de leur radiation et de leurs extinctions successives dans cet environnement», l'évolution du nombre d'espèces fossiles de crocodiliens marins a été comparée «à la courbe des variations des températures des océans au cours des temps géologiques», établie avec un thermomètre isotopique «basé sur la composition isotopique de l’oxygène contenu dans les restes fossilisés de poissons marins (os, dents, écailles)».

Il en résulte «que la colonisation du milieu marin par les premiers crocodiliens il y a environ 180 millions d’années est concomitante d'une période de réchauffement global des océans». Ces crocodiliens s’éteignent ensuite «25 millions d'années plus tard, durant une période de refroidissement général».

Après, «une autre lignée de crocodiliens prend le relais et colonise les océans au cours du réchauffement suivant», de sorte que, à l'instar des crocodiles actuels, dont le mode de vie est contraint par la température dont ils dépendent, l'évolution des crocodiliens marins est «intimement liée à la température de leur environnement».

Une exception à cette règle a néanmoins été relevée: une lignée fossile de crocodiliens marins, les metriorhynchidés du Jurassique, «ne disparurent pas durant les épisodes de refroidissement du début du Crétacé comme leurs cousins les téléosauridés mais quelques millions d'années plus tard». De ce fait, de futures recherches sont envisagées pour comprendre la biologie de ce groupe particulier.

Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Science, a permis d'identifier le rôle d'acteurs épigénétiques (capables de moduler l'expression des gènes) qui opèrent dans la transdifférenciation, un «processus, par lequel certaines cellules perdent leurs caractéristiques et acquièrent une nouvelle identité».

Les cellules différenciées de notre organisme ont acquis leurs caractéristiques au cours du développement pour remplir «une fonction précise au sein de chaque organe».

Si ces cellules maintiennent, en règle générale, leur spécificité jusqu'à leur mort, il a été prouvé que quelques unes «peuvent changer d'état et acquérir de nouvelles fonctions, un phénomène rare mais retrouvé dans de nombreuses espèces dit de 'transdifférenciation'».

L'étude, ici présentée, s'est penchée sur ce processus à l’œuvre chez un petit ver transparent, C. elegans, «où une cellule rectale se transforme naturellement en moto-neurone»: il faut souligner que «ce passage d'un type cellulaire à un autre se fait sans division cellulaire et par une succession d'étapes bien définies qui aboutissent toujours au même résultat».

Après avoir «élucidé le rôle de plusieurs facteurs de transcription dans cette transdifférenciation» lors de travaux précédent, les auteurs de cette recherche «se sont intéressés aux facteurs qui rendent le processus de conversion aussi stable».

Il est apparu que deux complexes protéiques agissent sur une histone à des étapes différentes car «lorsqu'une mutation altère leur action, la transdifférenciation est interrompue et la cellule rectale ne se transforme plus en neurone». Leur rôle peut d'ailleurs «évoluer en fonction des facteurs de transcription auxquels ils sont associés».

Cette recherche a conduit à mettre en évidence «les rôles respectifs de chacun des acteurs de la transdifférenciation», l'initiation et le déroulement étant «assurés par les facteurs de transcription alors que les facteurs épigénétiques servent à garantir un résultat invariable».

En effet, dans des conditions 'normales', «les facteurs épigénétiques sont accessoires (même en leur absence la conversion se déroule relativement efficacement)» mais ils deviennent «indispensables en cas de stress environnemental». Ils maximisent donc l'efficacité du mécanisme et assurent «sa stabilité face aux variations extérieures».

Ainsi, le processus analysé, qui «pourrait être impliqué dans la régénération d'organes observée chez certains organismes, comme le triton capable de reconstruire le cristallin de son œil après une blessure», devrait constituer «une piste prometteuse pour la médecine régénérative».

Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue PLOS ONE, a permis de décrire une nouvelle espèce de ptérosaure, qui a été découverte sur le site de Cruzeiro do Oeste (sud du Brésil) dans des sédiments datés du Crétacé contenant des centaines d'os fossilisés de dinosaures.

De ce site, qui «était, à l'époque, il y a 100 millions d'années environ, un paléodésert de sable», ont été extirpés les restes de 47 spécimens distincts de cette nouvelle espèce de dinosaures volants («les juvéniles étaient sans doute en mesure de voler très tôt»), qui a été nommée Caiuajara dobruskii.

Ce ptérosaure de la famille des Tapejaridae, qui est le plus méridional jamais découvert, «pouvait atteindre 2,35 mètres d'envergure pour les plus grands adultes» tandis que les juvéniles, dont les restes ont été retrouvés, mesuraient une trentaine de centimètres.

Caiuajara dobruskii apparaît avoir été «une espèce grégaire qui vivait vraisemblablement en colonie». L'«énorme crête osseuse» qui la caractérise, évoluait avec l'âge: en effet, elle était «petite et inclinée chez les juvéniles», puis se redressait et se solidifiait chez les adultes.

Une étude, dont les résultats sont publiés dans la revue Earth and Planetary Science Letters, a permis de mettre en évidence, grâce une expérience prenant en compte la viscosité, que le scénario de la pluie de fer, qui décrit la migration de ce métal lors de la différenciation de la Terre, était, pour l'instant, trop simple pour être complètement réaliste.

Rappelons tout d'abord que le bombardement de météorites géantes, qui a eu lieu «dans les derniers millions d’années» de la formation de la Terre par accrétion, a fait fondre «ses couches superficielles sur plusieurs centaines de kilomètres d’épaisseur, donnant naissance à un océan de magma» de sorte que «le fer liquide contenu dans le cœur des plus grandes météorites a alors coulé vers le centre de la Terre, traversant cet océan magmatique pour rejoindre le noyau terrestre».

Pour représenter cette migration du métal, le scénario de la pluie de fer a été proposé en 2003: il stipule, en particulier, que «les noyaux de fer se sont fragmentés en des gouttes sphériques de même taille».

Or «la façon dont le processus s’est déroulé peut influer sur les méthodes de datation à partir de radioéléments, utilisées pour estimer l’époque de la différenciation de la Terre, c’est-à-dire la séparation de son cœur de fer et de son manteau rocheux».

Plus précisément, comme le fer a interagi dans l’océan magmatique avec les éléments du milieu, dont les marqueurs isotopiques (hafnium, tungstène et uranium) utilisés pour dater cette époque, l'intensité de ces interactions, qui «dépend de la façon dont le fer a coulé vers le centre de la Terre», a pu modifier leurs proportions.

Le réalisme de ces modèles a déjà été mis à mal par des simulations numériques qui «montraient que les gouttes pouvaient prendre des tailles variées» et le fait que le «rapport des viscosités entre le fer liquide et le magma» n'était pas pris en compte.

Afin d'introduire la viscosité des différents éléments, l'étude ici présentée a voulu tester le modèle de la pluie de fer en laboratoire en remplaçant le magma visqueux par un mélange d’eau et de glycérol, car les proportions des deux composants contenus dans un récipient cylindrique «permettent de moduler la viscosité sur trois ordres de grandeur».

Le fer, quant à lui, a été représenté par, du gallium, plus fluide, «initialement contenu dans un ballon» à la surface du liquide. Ainsi, lorsque le ballon a été percé, le gallium s'est déversé et fragmenté «comme dans le modèle de la 'pluie de fer'».

Il est alors apparu une grande diversité de dimensions des gouttes ainsi qu'une grande variété de formes, «en particulier, de grandes structures en forme de 'coque'». De plus, le système a présenté «une importante activité de fusion et de fragmentation des gouttes et des coques».

Enfin, des bulles de gallium ont été produites: elles sont intéressantes en raison de leur faible vitesse de descente tandis que l'aire de leur contact avec le liquide ambiant est importante.

Il résulte de ces observations que, si le scénario de la pluie de fer est confirmé dans les grandes lignes, «la dynamique du fer des météorites plongeant dans l’océan de magma pourrait être assez différente de celle prévue par le modèle simple».

En conséquence, «de nouvelles expériences pour affiner le modèle et se rapprocher des conditions de la Terre en prenant en compte par exemple le rôle de la température et de la pression» sont prévues.