Une étude, dont les résultats intitulés «Biosynthesis of a broad-spectrum nicotianamine-like metallophore in Staphylococcus aureus» ont été publiés dans la revue Science, a permis d'identifier un nouveau piège à métaux, baptisé staphylopine, produit chez la bactérie pathogène Staphylococcus aureus (staphylocoque doré).

Notons tout d'abord que, comme «les métaux dits biologiques sont nécessaires à la vie», les bactéries pathogènes «développent des systèmes élaborés pour pallier la faible concentration de ces métaux essentiels dans leur environnement, en particulier à l’intérieur d’un hôte»: par exemple, dans le cas du fer, très documenté, il existe, chez certaines bactéries, une «production de molécules appelées sidérophores qui captent spécifiquement le fer dans le milieu naturel».

Pour sa part, l'étude ici présentée a «mis en évidence le rôle des acteurs principaux qui permettent à ce pathogène d’incorporer un large panel de métaux essentiels, présents dans leur milieu, tels que le nickel, le zinc, le cobalt, le cuivre et le fer».

Il est ainsi apparu que «trois enzymes dont la fonction était inconnue permettent la production de staphylopine par l’association de trois briques élémentaires (D-histidine, amino butyrate et pyruvate)». Ensuite, «un système d’export permet à la staphylopine de sortir de la cellule pour piéger les métaux cibles du milieu extracellulaire» de sorte que «le tandem staphylopine/métal peut alors être capté par la cellule via un système d’import spécifique».

Jusqu'ici, «si les chercheurs avaient bien observé une diminution de la prolifération de Staphylococcus aureus en l’absence de ces systèmes d’import/export, ils n’en comprenaient pas totalement l’origine». De ce fait, «la connaissance de ces modes de transport de la staphylopine» permet d'envisager «une nouvelle stratégie de lutte contre des bactéries pathogènes, ciblée sur leur dépendance vis‐à‐vis des métaux».

Par ailleurs, comme «la staphylopine est très proche de la nicotianamine, une molécule que l’on retrouve chez toutes les plantes et qui assure le transport des métaux essentiels, collectés au niveau des racines et à destination des organes aériens», l'existence «de pièges à métaux similaires dans les trois règnes du vivant (archées, eucaryotes et maintenant bactéries) suggère une origine très ancienne de ce type de molécules».

Une étude, dont les résultats intitulés «First Identification of Direct Collapse Black Hole Candidates in the Early Universe in CANDELS/GOODS-S» sont publiés dans la revue MNRAS, et sont disponibles en pdf sur arxiv.org, a permis de trouver deux candidats de graines de trous noirs hypermassifs qui pourraient étayer la théorie qui stipule que ces trous noirs commencent leur existence en étant déjà gros et croissent ensuite à un taux normal.

Rappelons tout d'abord que, pour expliquer l'existence de trous noirs hypermassifs, deux scénari sont en compétition. L'un considère qu'ils ont commencé en étant petit, «par effondrement gravitationnel du cœur d’une étoile massive (jusqu’à plusieurs dizaines de masses solaires)» et qu'ensuite, ils se sont développés rapidement en «fusionnant avec d’autres de leurs semblables et, bien sûr, en engloutissant de grandes quantités de matière autour d’eux». L’autre scénario «est qu’ils naissent déjà gros, avec au moins 100.000 masses solaires» à partir «d’imposants nuages de gaz qui s’effondrent sur eux-mêmes».

Ce second scénario est l'hypothèse adoptée par l'étude ici présentée. Ainsi, au moyen d'une nouvelle méthode mise en œuvre pour débusquer 'les graines de trous noirs' au sein «des sondages du ciel profond réalisé dans plusieurs longueurs d’onde avec les télescopes spatiaux Hubble, Spitzer et Chandra», elle a trouvé dans l'enquête CANDELS/GOODS-S «les deux meilleurs candidats» avec un redshift photométrique z> 6, dont les «empreintes dans les rayonnements infrarouge et X sont en accord avec ce qui est attendu». C'est, en conséquence, un premier pas dans une tentative de validation du second scénario.

Une étude, dont les résultats intitulés «Early Neanderthal constructions deep in Bruniquel Cave in southwestern France» ont été publiés dans la revue Nature, a permis de dater d'environ 176500 ans des structures aménagées dans la grotte de Bruniquel (Tarn-et-Garonne), situées à 336 mètres de l'entrée.

Surplombant la vallée de l'Aveyron, cette grotte, qui avait été découverte en février 1990, comporte un lac souterrain, des 'draperies translucides' et conserve «des sols intacts recelant de nombreux ossements et des dizaines de bauges d'ours avec d'impressionnantes griffades». En outre, «des structures originales composées d'environ 400 stalagmites, ou tronçons de stalagmites, accumulées et agencées en des formes plus ou moins circulaires» y ont été retrouvées, qui «sont associées à des témoins d'utilisation du feu : de la calcite rougie, noircie par la suie et éclatée par l'action de la chaleur, mais aussi des vestiges brûlés, notamment des os calcinés».

En 1995, une datation au carbone 14 d'un os brûlé avait donné «un âge minimum d'au moins 47 600 ans (la limite de la technique), mais la recherche s'était arrêtée là. Il a donc fallu attendre l'année 2013 pour qu'une nouvelle série d'études et d'analyses soit lancée. Un relevé 3D des structures de stalagmites et un inventaire des éléments les constituant ont été faits. Comme «aucune autre structure de stalagmites de cette ampleur» n'était connue à ce jour, un nouveau concept a été développé «pour nommer ces stalagmites brisées et agencées»: le concept de 'spéléofacts'.

Au nombre de 400, ces spéléofacts sont «des stalagmites agencées et bien calibrées qui totalisent 112 mètres cumulés et un poids estimé à 2,2 tonnes de matériaux déplacés». Ils sont composés «d'éléments alignés, juxtaposés et superposés (sur 2, 3 et même 4 rangs), avec des étais extérieurs, comme pour les consolider, et des éléments de calage». De plus, «des traces d'arrachement des stalagmites empruntées pour la construction sont observables à proximité».

Comme «les sols alentour n'ont livré aucun vestige pouvant aider à dater cet ensemble», car une croûte épaisse de calcite fige les structures et dissimule le sol d'origine, «une méthode de datation appelée uranium-thorium (U-Th) basée sur les propriétés radioactives de l'uranium, omniprésent en faible quantité dans l'environnement» a été employée.

Plus précisément, «pour construire ces structures, il a été nécessaire de fragmenter les stalagmites et de les transporter» de sorte qu'une fois abandonnées, «de nouvelles couches de calcite, comprenant aussi des repousses de stalagmites, se sont développées sur celles déplacées et édifiées par l'Homme»: ainsi, «en datant la fin de croissance des stalagmites utilisées dans les constructions et le début des repousses scellant ces mêmes constructions, les chercheurs sont parvenus à estimer l'âge de ces agencements, soit 176 500 ans, à ± 2000 ans». En outre, «un second échantillonnage de calcite, notamment sur un os brûlé, a permis de confirmer cet âge, étonnamment ancien».

Par ailleurs, «l'étude magnétique, qui permet de révéler les anomalies occasionnées par la chaleur, a permis d'établir une carte des vestiges brûlés retrouvés dans cette partie de la grotte» indiquant que «ces feux représentent, a priori, de simples points d'éclairage».

Comme l'âge de ces spéléofacts «est bien antérieur à l'arrivée de l'Homme moderne en Europe (- 40 000 ans)», on est conduit à penser que leurs auteurs seraient «les premiers hommes de Neandertal, pour lesquels la communauté scientifique ne supposait aucune appropriation de l'espace souterrain, ni une maîtrise aussi perfectionnée de l'éclairage et du feu, et guère plus des constructions aussi élaborées».

En conséquence, cette étude qui «recule considérablement la date de fréquentation des grottes par l'Homme, la plus ancienne preuve formelle datant jusqu'ici de 38 000 ans (Chauvet)», place «les constructions de Bruniquel parmi les premières de l'histoire de l'humanité».

Une étude, dont les résultats intitulés «Prebiotic chemistry and atmospheric warming of early Earth by an active young Sun» ont été publiés dans la revue Nature Geoscience, laisse penser que les tempêtes solaires ont pu être à l'origine du réchauffement de la Terre au début de l’Archéen et une clé de l'apparition de la vie sur Terre.

Rappelons tout d'abord que, si la vie existait peut-être «déjà il y a 4,1 milliards d'années», cette situation peut nous étonner, «car, à cette période, notre monde ne semblait pas situé dans la zone habitable du Soleil», la luminosité du jeune Soleil étant «environ 30 % inférieure à ce qu’elle est aujourd’hui» comme «l’indiquent les modèles d’évolution stellaire corroborés par l’observation directe des alter ego de notre étoile éparpillés dans la Galaxie».

En raison de cet environnement plus froid, on pourrait supposer qu’il n’y avait pas d’eau liquide à la surface de la planète, qui devait ressembler à une boule de glace», mais les registres géologiques, montrent que «l’eau était liquide et abondante», et la Terre «une planète rocheuse potentiellement habitable», ce qui constitue «'le paradoxe du jeune Soleil faible' (Faint Young Sun Paradox)». Pour le résoudre, les scientifiques font appel à l'existence d'un puissant effet de serre pouvant compenser le déficit d’énergie solaire.

Pour sa part, l'étude ici présentée invoque les éruptions solaires comme source de ce phénomène, car, dans ce lointain passé, elles étaient 10 à 50 millions de fois plus énergétiques que ce qu'elles sont aujourd'hui («avec des vents solaires 50 fois plus forts») et elles se produisaient alors environ 10 fois par jour.

A cette époque, «le champ magnétique terrestre était plus faible et l’enveloppe atmosphérique était composée à 90 % d’azote moléculaire (N₂)», un gaz «neutre et très peu réactif». Les simulations réalisées font apparaître «que l’on pouvait voir régulièrement des aurores jusqu’à la Caroline du Sud [32° de latitude nord, soit à peu près celle de Marrakech, au Maroc, NDLR]». De ce fait, «comme les particules voyageaient le long des lignes du champ magnétique, elles ont pu éclater les molécules d’azote abondantes dans l’atmosphère», ce qui «a pu faire toute la différence pour la vie sur Terre».

En effet, le vent solaire, en brisant ces molécules, a produit des atomes d'azote isolés «bien plus réactifs», qui ont réagi avec «le dioxyde de carbone (CO₂) ou le méthane (CH₄), pour former notamment du monoxyde de carbone (CO) et du protoxyde d’azote (N₂O), un gaz à effet de serre 300 fois plus puissant que le CO₂». Or, même si la concentration dans l'atmosphère du protoxyde d'azote était relativement faible, elle «aurait suffi à la réchauffer suffisamment pour que l'eau reste liquide à la surface de la Terre».

En outre, l'étude suggère que «cette modification de la composition chimique de l’atmosphère» aurait pu «initier une chimie prébiotique, grâce à l'apparition du cyanure d'hydrogène (HCN)», un composé très réactif qui peut «conduire à des composés azotés, comme les acides aminés» (d'ailleurs cinq molécules de HCN peuvent former ensemble de l'adénine «qui se trouve dans la molécule d'ATP et dans les acides nucléiques»). Enfin, il ne semble pas incohérent de considérer que «l'énergie quotidiennement apportée par le vent solaire» correspond à «celle qui a permis à la chimie prébiotique d'aller jusqu'aux grandes molécules, comme l’ARN».

Une étude, dont les résultats intitulés «Partial resetting of the U-Th-Pb systems in experimentally altered monazite: Nanoscale evidence of incomplete replacement» ont été publiés dans la revue Geology, a permis de démontrer la nécessité de procéder à des mesures nanométriques dans les chronomètres géologiques que sont certains minéraux comme la monazite *, pour identifier et dater correctement les différentes étapes de cristallisations ou d’altération.

Rappelons tout d'abord que «la datation in-situ a bouleversé la géochronologie en permettant de dater et distinguer les épisodes géologiques enregistrés par une roche à partir de la datation d’un cristal» et que «la monazite (phosphate d’éléments de terres rares) est l’un des minéraux le plus utilisé pour la datation in-situ.

En l'occurrence, la monazite, qui cristallise dans des conditions géologiques très diverses (diagénétiques, métamorphiques, magmatiques et hydrothermales)», enregistre et accumule «les informations à partir du début de sa cristallisation (âge zéro) et les conserve tant qu’il n’est pas affecté par un nouvel épisode de cristallisation qui remettra ses 'pendules' à l’heure en remettant son chronomètre à zéro».

Il en résulte qu'à chaque évènement correspondra «un domaine de composition et d’âge différent, si bien sûr le cristal n’est pas entièrement dissout lors d’un de ces épisodes». En observant alors, les différentes zones, «grâce aux techniques de microscopie électronique (Back-Scattered Electron, BSE)», en théorie, leur datation in-situ «permet d’obtenir les âges successifs de cristallisation».

Dans ce contexte, l'étude ici présentée a démontré, en «combinant expériences hydrothermales (300-600°C, 2kbar, fluides NaOH) et analyses de pointe jusqu’à l’échelle nanométrique», que «l’échelle micrométrique, atteinte par les techniques de datation in-situ utilisées actuellement (Microsonde électronique-EPMA et Ablation Laser couplée à un spectromètre de masse-LA-ICP-MS), pourrait se révéler encore insuffisante pour obtenir des âges ayant une signification géologique».

Cette révélation «a des implications très importantes en géochronologie», car en proposant «une nouvelle explication à certaines perturbations des systèmes chronométriques», elle va «permettre de mieux appréhender certains âges obtenus dans des minéraux montrant des zonations complexes» en solutionnant cette difficulté «par un couplage étroit entre mesures d’âges in situ et caractérisations à l’échelle nanométrique».

Liens externes complémentaires (sources Wikipedia)

* Monazite