Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature, a permis de confirmer, pour la première fois par une observation directe, l’hypothèse selon laquelle les étoiles massives de type Wolf-Rayet explosent, en fin de vie, en supernovæ de type IIb.

 Les étoiles de type Wolf-Rayet, «découvertes en 1867 par les astronomes français Charles Wolf et Georges Rayet», ont plus de 20 fois la masse du Soleil et affichent une température de surface entre 30 000 et 100 000 degrés.

Ces étoiles, «rares et souvent masquées par un nuage de matière dense», constituent «une étape dans l’évolution des étoiles les plus massives, qui se distingue par une composition pauvre en hydrogène».

En effet, au début «aussi riches en hydrogène que les autres», elles perdent, en émettant un vent stellaire intense, leurs couches externes, riches en hydrogène, de sorte qu'elles «expulsent l’équivalent de 0,001 pour cent de la masse du Soleil par an, un flux 109 fois plus important que celui du Soleil».

On peut dire qu'une étoile massive a atteint la phase Wolf-Rayet quand «la majeure partie de l’hydrogène des couches externes a été éjectée par le vent stellaire» et que «les couches internes, enrichies en éléments lourds, deviennent visibles». A ce moment-là, «la bulle de matière qui entoure l’étoile masque l’astre», ce qui rend son étude directe difficile.

Comme la durée de vie des étoiles est d'autant plus courte qu'elles sont massives, les étoiles les plus massives «meurent en explosant violemment en supernovæ» seulement au bout de 3 à 7 millions d’années de vie alors que leur phase Wolf-Rayet occupe un dixième de ce total.

Le spectre de certains types de supernovæ montrant une absence d’hydrogène, en accord avec la composition de étoiles de type Wolf-Rayet, l'hypothèse que ces étoiles explosent en supernovæ de type Iib était avancée, mais aucune observation directe ne venait le confirmer.

L'étude ici présentée comble ce vide grâce au «dispositif iPTF (intermediate Palomar Transient Factory), utilisant un télescope automatisé de l’Observatoire Palomar en Californie», qui prouve que «le progéniteur de la supernova SN 2013cu était une étoile de Wolf-Rayet».

Cette supernova de type IIb est apparue le 3 mai 2013 dans la galaxie NGC 9379, à 360 millions d’années-lumière, et a «été détectée par le télescope de l’Observatoire Palomar à peine plus de cinq heures après le début de l’explosion».

La méthode d'analyse employée, dénommée 'spectroscopie flash', a consisté à analyser rapidement après le début de l'explosion «le rayonnement de la partie la plus externe du vent stellaire émis par l’étoile avant qu’il ne soit balayé par l’onde de choc de la supernova».

Comme cela nécessite «d’être particulièrement réactif», l'alerte a été déclenchée «auprès de différents télescopes au sol (l’Observatoire Keck) et dans l’espace (Swift) qui ont alors pointé leurs instruments dans la direction de la supernova pour mesurer le spectre du vent stellaire avant qu’il ne disparaisse».

Du fait que «l'onde de choc de la supernova ionise rapidement la matière entourant l’étoile», les raies du spectre d’émission du vent stellaire «sont plus intenses et donc plus facile à mesurer». Il est ainsi apparu que ce spectre «correspond à celui d’une étoile de type Wolf-Rayet».

De plus, comme «la technique de spectroscopie flash donne des indications sur l’évolution de la température de l’étoile en fin de vie» et montre en particulier que «le volume de vent solaire semble augmenter peu de temps avant l’explosion (un an environ)», les modèles décrivant la fin de ce type d’étoiles, vont pouvoir être affinés.

Des travaux, dont les résultats ont été publiés dans la revue Applied Physics Letters, ont abouti à la mise au point d'un micro-robot inspiré du spermatozoïde et particulièrement adapté pour se déplacer en milieu liquide.

Ce n'est pas la première fois que le spermatozoïde inspire les chercheurs puisqu'il est à l'origine des spermbots et des biobots.

Dans cette lignée, la structure de ce nouveau robot, nommé MagnetoSperm, ressemble donc, aussi à celle d'un spermatozoïde avec cette fois «une tête magnétique et une queue souple de respectivement 42 micromètres et 280 micromètres de long». La tête est recouverte «d'une couche de nickel-cobalt de 200 nanomètres» ce qui lui «permet de réagir à un champ magnétique».

Cette structure a une épaisseur de 5,2 micromètres, longueur de 322 micromètres et largeur de 42 micromètres, alors qu'un cheveu «mesure entre 50 et 100 micromètres de diamètre».

Comme «la taille et la capacité de déplacement de ces micro-robots» leur permettent potentiellement de circuler dans les capillaires sanguins et les artères, leurs applications peuvent être, entre autres, «l'administration ciblée de médicaments, la fécondation in vitro, le tri de cellules et le nettoyage des artères obstruées».

Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature, a permis, grâce à la découverte de nombreux fossiles, de faire la description complète de Metaspriggina walcotti, un des premiers poissons à avoir vécu au Cambrien.

Bien moins évolué que Romundina, «un poisson vieux de 415 millions d'années, le premier à posséder une véritable face», Metaspriggina walcotti, qui vivait il y a environ 505 millions d'années, «est un des poissons les plus primitifs connus» qui «fait le lien entre les espèces sans mâchoires et celles qui en sont dotées».

Alors que, «jusqu'à il y a peu, on ne connaissait que deux fossiles partiels de Metaspriggina», lors d'une expédition «menée par le Musée royal d'Ontario dans les schistes de Burgess au Canada (qui abritent une abondante faune cambrienne) et dans l'Est des États-Unis», environ une centaine de fossiles, «dont certains remarquablement bien conservés», ont été découverts.

Grâce à leur analyse, une nouvelle description de «cette créature énigmatique», donnant «un aperçu sur l'un des premiers ancêtres des vertébrés», a pu être réalisée: les metasprigginas, qui mesuraient environ 60 mm, «possédaient un corps en forme de cône» doté de plusieurs caractéristiques des vertébrés, comme une «tige squelettique, appelée notochorde», soutenant leur corps, «deux grands yeux et deux sacs nasaux appariés».

La disposition des muscles montre que ces poissons, qui «étaient des nageurs actifs» se déplaçaient «à la façon d'une truite».

Cependant, le plus important est que, pour la première fois, on découvre «comment les arcs branchiaux, de petites structures en bâtonnets, étaient organisés chez les premiers vertébrés».

Ces arcs, qui «ont joué un rôle clé dans l'évolution des vertébrés», puisqu'ils «sont à l'origine des mâchoires, et de quelques-uns des petits os de l'oreille qui transmettent le son chez les mammifères», sont organisés par paires chez Metaspriggina et «la paire la plus antérieure est également légèrement plus épaisse que les autres».

Cette distinction subtile marque de la sorte «la première étape d'une transformation évolutive qui a conduit à l'apparition de la mâchoire».

Des travaux, dont les résultats ont été publiés dans la revue Science, ont permis d'observer, pour la première fois, de l'anxiété chez un invertébré. Ce comportement, qui a été produit chez l'écrevisse, disparaît lorsqu'on lui injecte une dose d'anxiolytiques.

L'anxiété, «définie comme une réponse comportementale au stress consistant en une appréhension durable des événements à venir», favorise la survie des individus, car elle les prépare «à détecter les menaces et à les anticiper de façon adaptée». Cependant, en cas de stress chronique, «l'anxiété devient pathologique et peut conduire à un état dépressif».

Alors que, jusqu'à présent, «l'anxiété non pathologique n'avait été décrite que chez l'homme et quelques vertébrés», pour la première fois, elle a été observée chez un invertébré, en l'occurrence, l'écrevisse.

Pour y parvenir, des écrevisses ont été tout d'abord, exposés «à un champ électrique de façon répétée durant trente minutes», puis, ils ont été placés «dans un labyrinthe aquatique en forme de croix», dont «deux des bras étaient éclairés, ce qui naturellement rebute les écrevisses, et deux étaient dans l'obscurité, ce qui, au contraire, les rassure».

Il est alors apparu que «les écrevisses rendues anxieuses ont eu tendance à rester dans les parties sombres du labyrinthe, contrairement aux écrevisses témoin, qui ont exploré l'ensemble du labyrinthe».

Ce comportement, corrélé avec «un accroissement de la concentration de sérotonine dans leur cerveau», est une réponse adaptative au stress subi par l'animal, qui cherche ainsi «à minimiser les risques de rencontrer un agresseur». Dans ce cadre, cet état émotionnel «s'est estompé au bout d'une heure environ».

La sérotonine, qui est un neurotransmetteur «impliqué dans de nombreuses régulations physiologiques tant chez les invertébrés que chez l'homme», se trouve libérée dans des contextes de stress afin de réguler «plusieurs réponses liées à l'anxiété, comme l'augmentation des taux de glucose dans le sang».

L'étude ici présentée ayant montré «qu'en injectant un anxiolytique d'usage courant chez l'humain (benzodiazépine), le comportement d'évitement de l'écrevisse est aboli», il en ressort que «les mécanismes neuronaux permettant d'établir ou d'inhiber le comportement anxieux sont apparus tôt dans l'évolution et se sont bien conservés au cours du temps».

Cette recherche offre ainsi «aux chercheurs qui étudient le stress et l'anxiété, un modèle animal unique», puisque l'écrevisse, «dotée d'un système nerveux simple dont les neurones sont faciles à enregistrer», pourrait «permettre de mieux comprendre les mécanismes neuronaux en œuvre dans un contexte stressant, ainsi que le rôle de neurotransmetteurs tels que la sérotonine ou le GABA».

Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Science, a abouti à la conclusion que les dinosaures n'étaient ni des animaux à sang froid comme les reptiles d'aujourd'hui, ni des animaux à sang chaud comme les mammifères et les oiseaux modernes, mais des animaux au métabolisme intermédiaire.

Pour analyser la physiologie de ces animaux, disparus il y a 65 millions d'années, les anneaux de croissance annuelle des os fossilisés de plusieurs dinosaures et l'évolution de leur taille entre la naissance et l'âge adulte ont été pris en compte et comparés «à une base de données portant sur 400 animaux éteints et vivants».

Il est alors apparu «que le métabolisme des dinosaures se situait entre celui des animaux ectotherme (reptiles), dont la température du corps est seulement engendrée par les échanges thermiques avec l'environnement, et ceux qui sont endothermes» pour lesquels «la température du corps est générée par un mécanisme interne comme chez les mammifères et les oiseaux».

Dans la catégorie intermédiaire, dite mésotherme, les animaux comme les thons, certains requins et la tortue caouanne, «dépendent d'un mécanisme interne pour générer de la chaleur métabolique afin de maintenir les températures de leur corps tout en étant sujets à d'autres moments aux températures de l'environnement».

C'est ce métabolisme intermédiaire, «ni trop rapide ni trop lent», qui a favorisé la prise de poids des dinosaures leur permettant «de devenir beaucoup plus grand que tout autre mammifère et de s'imposer dans l'écosystème», car les animaux à sang chaud ont eux «un métabolisme qui nécessite de manger beaucoup, les forçant à chasser fréquemment ou à mâcher souvent des plantes s'ils ne sont pas carnivores».

Cette découverte sur la physiologie des dinosaures devrait aider «à mieux comprendre les anciens écosystèmes de la période mésozoïque, qui a duré 185 millions d'années» et devrait être utilisée «pour estimer les types de métabolisme d'autres animaux de cette période qui restent encore obscures».