Une étude, dont les résultats intitulés «Basal paravian functional anatomy illuminated by high-detail body outline» ont été publiés dans la revue de Nature Communications, a permis, à partir de l'examen sous une nouvelle lumière de squelettes d'Anchiornis, un petit dinosaure à plumes éteint depuis plus de 160 millions d'années, de révéler sa forte ressemblance avec les oiseaux d'aujourd'hui.

Rappelons tout d'abord qu'en 2010, on avait déterminé qu'Anchiornis, avec les cuisses d'une poule, une queue élancée et des bras qui ressemblaient à des ailes, «possédait un corps de couleur grise», des ailes et des pattes «couvertes de longues plumes blanches bordées de noir» et que sa tête, «surmontée d'une longue crête couleur rouille tirant sur le marron», avait des taches orangées.

Pour sa part, l'étude ici présentée montre que ce petit animal qui mesurait 12 cm de haut, «possédait déjà certaines des caractéristiques propres aux oiseaux modernes» (par exemple, sous ses pattes se trouvaient «des coussinets identiques à ceux des poulets d'aujourd'hui»).

Des éléments, jusqu'ici inconnus de sa morphologie, ont été mis en évidence «grâce à l'imagerie optique de fluorescence, une technique» qui a permis de détecter des traces laissées «sur neuf squelettes par des tissus mous, invisibles sous la lumière classique». Le laser a, en particulier, révélé «l'existence d'une membrane sur l'avant du coude du dinosaure», appelée propatagium sur les ailes des oiseaux, qui est essentielle au vol.

Cette étude apporte ainsi de nouvelles informations qui pourront contribuer à savoir «si l'Anchiornis était capable de voler ou s'il représente une étape dans la transition entre les dinosaures non aviaires et les oiseaux», une «des plus importantes transitions évolutives de l'histoire de la vie».

Une étude, dont les résultats intitulés «A circumbinary debris disk in a polluted white dwarf system» ont été publiés dans la revue Nature Astronomy, a permis, pour la première fois, de détecter des débris rocheux orbitant deux étoiles-parents, une naine blanche et une naine brune: ce système immatriculé SDSS J155720.77+091624.6 (immatriculation abrégée ici en SDSS 1557) est situé à environ 1.000 années-lumière de notre Système solaire.

Cette détection renforce l'idée que Tatooine, la planète rocheuse à deux soleils sur laquelle grandit Luke Skywalker dans la saga "La Guerre des étoiles", pourrait avoir une jumelle dans l'univers. Plus précisément, si les systèmes à double étoile («ces mondes où l'on peut admirer deux couchers de soleil» ne sont pas rares, jusqu'ici «ceux que l'on avait découverts n'hébergeaient que des planètes froides et gazeuses, comme Jupiter» sans traces de corps rocheux. Désormais, le fait d'avoir observé des débris qui «se regroupent en une grande ceinture», apparaît comme un indice de la formation de planètes, «même si ces dernières sont impossibles à voir».

En effet, du fait que «les planètes se forment à partir de l'agglomération de corps rocheux comme les astéroïdes et les météorites», la découverte de débris d'astéroïdes dans le système SDSS 1557, constitue «une preuve qu'une planète rocheuse s'est formée à partir de gros astéroïdes», car, dans le système solaire par exemple, «la ceinture d'astéroïdes située entre les orbites de Mars et de Jupiter, contient les blocs de construction rebut de la formation de Mercure, Vénus, la Terre ou Mars».

Comme «la formation de planètes rocheuses autour de deux soleils est compliquée car la gravité des deux étoiles pousse et tire très fortement», un phénomène «dont on pensait qu'il empêchait la constitution de planètes», cette découverte va certainement «aider à comprendre comment les exoplanètes rocheuses se forment dans les systèmes à double étoiles».

Une étude, dont les résultats intitulés «Evidence for early life in Earth’s oldest hydrothermal vent precipitates» ont été publiés dans la revue Nature, laisse penser que des traces de formes de vie, ont été retrouvées dans des roches du Québec âgées d'au moins 3,77 milliards d'années. Si ces observations se confirment, ce seront les plus anciennes preuves de l'existence d'organismes vivants sur Terre connues à ce jour.

Rappelons tout d'abord qu'en 2008, des chercheurs avaient indiqué «que des roches présentes le long de la côte de la baie d'Hudson, dans le nord du Québec» dans «une région appelée 'Ceinture de roches vertes du Nuvvuagittuq' (Nuvvuagittuq Supracrustal Belt, en anglais, ou NSB), s'étaient mises en place il y a plus de 4,3 milliards d'années, soit quelques centaines de millions d'années seulement après la formation de la Terre».

Dans le prolongement de cette information, l'étude ici présentée annonce avoir identifié «des microfossiles, c'est-à-dire des restes fossilisés de micro-organismes» dans des roches de la même région du Québec, qui seraient au moins âgées de 3,77 milliards d'années et au plus de 4,3 milliards d'années et «se présentent sous la forme de tubes et de filaments en hématite (un minéral à base d'oxyde de fer) retrouvés à l'intérieur de couches constituées de quartz» (des restes similaires avaient été «trouvés en Australie-Occidentale avec un âge estimé à 3,46 milliards d'années»).

Les arguments apportés pour soutenir la thèse «qu'il s'agit bien de microfossiles, et non pas de concentrations en hématite produites par des changements de pression et de température que les roches les contenants auraient subis» sont, d'une part, que «les tubes et filaments ont des caractéristiques au niveau des divisions qui sont similaires à celles des tubes et filaments formés par des bactéries pratiquant la chimiotrophie à partir de l'oxydation du fer et que l'on trouve de nos jours au voisinage des évents hydrothermaux» et, d'autre part, qu'on retrouve «du graphite et des minéraux carbonatés et phosphatés, également associés à des formes vivantes et à leurs restes fossilisés».

Par ailleurs, notons que, comme «la Ceinture de roches vertes du Nuvvuagittuq contient des dépôts sédimentaires et d'autres roches laissant penser qu'elle se serait formée dans une zone volcanique analogue à celle où, de nos jours, on observe des sources chaudes hydrothermales», cela renforce l'hypothèse soutenue «par ceux qui pensent que la vie est apparue dans ces sources chaudes».

Remarquons enfin que si cette découverte est confirmée, ces microfossiles «âgés d'au moins 3,77 milliards d'années, et peut-être de quelques centaines de millions d'années de plus» prouveraient «que la vie est apparue très vite sur Terre», ce qui apporterait «de l'eau au moulin de ceux qui pensent que la vie a pu apparaître très vite sur Mars, alors que des conditions similaires y régnaient et qu'il y avait d'abondantes étendues d'eau liquide et un volcanisme actif».

Une étude, dont les résultats intitulés «Mutations in DCC cause isolated agenesis of the corpus callosum with incomplete penetrance» ont été publiés dans la revue Nature Genetics, a permis d'identifier le premier gène à l'origine d'un défaut de développement du corps calleux (la principale structure cérébrale responsable de la communication entre les deux hémisphères du cerveau).

Rappelons tout d'abord que les deux hémisphères cérébraux communiquent entre eux «grâce au corps calleux, une sorte de pont qui permet le passage des informations et participe notamment aux processus de mémoire et d’apprentissage». Cependant, certaines personnes «naissent sans corps calleux, c’est ce que l’on appelle l’agénésie du corps calleux». Cette anomalie cérébrale, qui «touche un nouveau-né sur 4 000», peut être associée «à une déficience intellectuelle de sévérité variable, ou ne se manifester par aucun symptôme, ou presque».

Cette malformation est le plus souvent détectée en période prénatale (échographie au cours du 2nd trimestre de grossesse) et elle «constitue alors un véritable challenge pour prédire le devenir cognitif de l’enfant à naître». Elle peut également être «découverte de manière fortuite lors d’un examen IRM réalisé pour une autre cause (bilan de migraine par exemple)», chez certains patients «adultes ou n’ayant pas eu de suivi de grossesse».

Pour sa part, l'étude ici présentée s'est focalisée sur «l’agénésie calleuse isolée, sans déficience intellectuelle associée». Menée «chez neuf familles différentes dont quatre avec des personnes atteintes sur plusieurs générations», elle a mis «en évidence, pour la première fois, des mutations d’un gène spécifique, le gène DCC, héritées de façon dominante».

Ce gène code une protéine qui «est un récepteur à la netrin 1 et joue un rôle clé dans le guidage axonal lors du développement cérébral», puisqu'elle «permet aux axones, prolongements des neurones, de passer d’un côté du cerveau à l’autre et d’assurer ainsi la liaison entre les deux hémisphères» (Notons que le gène DCC «avait déjà été associé à une autre pathologie, celle des mouvements en miroir congénitaux, qui affecte la capacité des patients à effectuer un mouvement différent des deux mains»).

Une étude, dont les résultats intitulés «Impact of amorphous precursor phases on magnesium isotope signatures of Mg-calcite» ont été publiés dans la revue Earth and Planetary Science Letters, a permis de montrer que les deux types de mécanismes de croissance du squelette des organismes marins calcifiants ont une incidence sur la signature isotopique en éléments trace de ces squelettes, une signature qui est exploitée pour obtenir des informations sur l’environnement passé de notre planète.

Rappelons tout d'abord qu'on sait depuis peu que, si «la croissance du squelette des organismes marins calcifiants se fait en général par cristallisation directe du carbonate de calcium», elle peut «aussi se faire par l’intermédiaire d’une phase précipitée amorphe du carbonate de calcium». Ces squelettes calcifiés «formés dans un passé plus ou moins lointain par certains organismes vivant dans l’océan» sont intéressants car ils sont «aujourd’hui des témoins précieux de l’histoire et du fonctionnement des enveloppes superficielles de notre planète».

Comme la «teneur en éléments trace, par exemple les rapports B(bore)/Ca(calcium) et Mg(magnésium)/Ca, ainsi que la composition isotopique de ces mêmes éléments au sein de ces squelettes permettent de remonter au pH des océans anciens, au degré de sursaturation de ces derniers par rapport à la calcite et ainsi à la teneur en CO2 de l’atmosphère passée ou encore à l’évolution temporelle de l’altération à la surface des continents», nombre d’essais de cristallisation de carbonates de calcium (CaCO₃) «ont été réalisés en laboratoire pour calibrer ces indicateurs».

Cependant, lors «de tous ces essais, qui ont porté sur la cristallisation d’échantillons inorganiques et d’échantillons biologiques à partir de cultures d’organismes marins (coraux, foraminifères, coccolithophores…), la formation des cristaux de CaCO₃ s’est effectuée suivant le mécanisme classique de croissance cristalline, lequel implique l’attachement ion par ion des solutés aux aspérités, marches et saillies présentes à la surface du cristal». Néanmoins, ces essais «n’ont pas toujours permis d’expliquer de manière satisfaisante certaines différences marquées entre les compositions chimique (notamment les teneurs en magnésium) et isotopique (B, Mg…) des carbonates marins et celles des carbonates formés en laboratoire».

De ce fait, ces dernières années, à la suite de la prise de conscience «que nombre de squelettes d’organismes calcifiants (coraux, oursins, brachiopodes, ascidiens, gastéropodes…) se développaient selon des mécanismes de cristallisation non classiques», un nouveau modèle de formation des carbonates a été développé: «dans ce type de cristallisation, la précipitation commence par la stabilisation d’une phase amorphe de carbonate de calcium (ACC), un intermédiaire réactionnel qui se transforme ensuite en un ou plusieurs polymorphes cristallisés de CaCO₃ comme la calcite ou l’aragonite».

Pour «comprendre et quantifier les implications de cette stratégie de minéralisation choisie par nombre d’organismes marins», l'étude ici présentée «a analysé le fractionnement des isotopes du magnésium (²⁶Mg/²⁴Mg) lors de sa co-précipitation avec le carbonate de calcium suivant deux stratégies de cristallisation, impliquant ou non la formation transitoire d’un précurseur amorphe», grâce à «la mise au point d’un dispositif expérimental original, permettant le suivi in situ par spectroscopie Raman de l’évolution au cours du temps du processus de cristallisation du carbonate de calcium (via ou non un intermédiaire amorphe)».

Il est ainsi apparu «que les calcites obtenues sont plus riches en magnésium lorsque la cristallisation s’effectue par l’intermédiaire d’un précurseur amorphe». De plus, lorsque la cristallisation ne se produit pas de manière classique, le fractionnement isotopique du magnésium entre le solide et le fluide (Δ²⁶Mg_{solide-fluide}) augmente fortement lors de la transformation du carbonate amorphe en calcite puis de manière progressive tout au long de l’avancement de la réaction qui s’effectue alors dans des conditions proches de l’équilibre, et le fluide minéralisateur s’enrichit considérablement en ²⁶Mg», tandis qu'en condition de cristallisation directe, «le fractionnement isotopique du magnésium entre la calcite et le fluide est dès le début fortement affecté par la cinétique initiale rapide de la cristallisation, mais il n’évolue que très peu par la suite et finalement le fluide minéralisateur s’enrichit beaucoup moins en ²⁶Mg».

En conséquence, ces observations conduisent à conclure «que les mécanismes de croissance des organismes calcifiants affectent significativement la signature isotopique de leur squelette et donc son interprétation paléo-environnementale». Alors que «la signature des squelettes formés par précipitation directe de carbonates cristallisés reflète, moyennant la correction de l’effet cinétique, celle du milieu aquatique du moment de leur formation», l'élucidation «du message laissé par les squelettes des organismes utilisant un précurseur amorphe est bien plus délicate».

En effet, dans ce dernier cas, «d’une part, le fort fractionnement isotopique du magnésium entre le précurseur amorphe et le produit cristallisé fausse l’interprétation des analyses d’échantillons où coexistent ces deux phases» et «d’autre part, l’analyse des échantillons entièrement cristallisés ne fournit d’information que sur le microenvironnement dans lequel s’est effectuée la cristallisation du précurseur amorphe et pas sur la composition du fluide au début de la formation du squelette».

Cette étude montre donc essentiellement «que l’utilisation des compositions isotopiques des bio-carbonates comme archives de leur environnement» nécessite l'examen précis «des différentes trajectoires possibles de bio-minéralisation et la mise en œuvre de moyens de nano-analyse (XANES, NanoSIMS…) permettant la caractérisation locale des phases solides et de leur composition isotopique».