Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue PloS ONE, propose des outils rigoureux de catégorisation dans le cadre de l’histoire des sciences en travaillant sur l’histoire de l’utilisation des arbres en systématique pour représenter la diversité du vivant.

En histoire des sciences, on classe assez souvent les auteurs par écoles ou mouvements d’idées comme, par exemple, dans le groupe des naturalistes, où on distingue, parmi les transformistes, les darwiniens et les lamarckiens. Ces catégorisations en usage ne sont jamais formalisées. Cette observation rappelle «l’époque où, en systématique (la science des classifications), les groupes taxinomiques n’étaient pas, eux non plus, formalisés»: il y avait par exemple "les plantes" (ce qui ne bouge pas) d’un côté, "les animaux" (ce qui est animé) de l’autre, à tel point qu’on mit beaucoup de temps à mettre des limites entre le "monde animal", le "monde végétal" et celui des champignons.

Cependant, par la suite, «dans la seconde moitié du XXe siècle, en comparant clairement les ressemblances anatomiques, c’est-à-dire en passant par des codages, on a pu créer des outils rigoureux et parcimonieux pour fabriquer ensuite des classes emboîtées les unes dans les autres». Ces outils, qui formalisent les catégories, nous permettent aujourd'hui de savoir «exactement pourquoi les primates et les rongeurs sont dans le groupe des mammifères, et pourquoi les mammifères et les oiseaux sont dans le groupe des vertébrés».

En réutilisant «ces méthodes pour coder les ressemblances entre les idées de différents auteurs sur l’arbre du vivant», l'analyse de «41 oeuvres majeures de l’histoire naturelle, de Buffon à Tassy, de Lamarck à Darwin en passant par Haeckel, Teilhard de Chardin et bien d’autres», a permis de produire un arbre des arbres, qui est une «représentation hiérarchique des idées partagées sur les arbres parmi les auteurs».

Si cet arbre retrouve formellement des catégories déjà connues, il conduit également à mettre en évidence «des catégories nouvelles (comme les "buffoniens" ou les "théoriciens des grades"), et même à s’apercevoir que certaines catégories (les "gradistes") n’étaient pas homogènes mais devaient être séparées en deux écoles distinctes».

Une étude, dont les résultats ont été publiés le 12 septembre 2013 dans une lettre à la revue Nature, révèle, en reprenant l'analyse des isotopes 32 et 34 du soufre du manteau terrestre, que le manteau a conservé du soufre primordial datant d'avant la séparation du noyau, puisque, contrairement aux avis répandus dans la littérature, il ne serait pas totalement d'origine météoritique tardive.

Lors de la formation de la Terre il y a 4,5 milliards d’années, «le fer liquide a migré en son centre pour former le noyau (de 6400 à 2900 km de profondeur), entrainant avec lui de nombreux éléments dits sidérophiles (i.e. qui aiment le fer) dont le soufre, mais aussi l'or et le platine, n'en laissant dans le manteau (~ 0 à 2900 kilomètres de profondeur) que des traces». Cependant, alors que «les coefficients de partage de ces éléments entre les minéraux du manteau et le noyau, établis en laboratoire, tendent à montrer qu'ils devraient avoir presque entièrement disparu du manteau», il apparaît que le manteau terrestre «reste tout de même anormalement riche en ces éléments».

Ce paradoxe a été expliqué, il y a plus de 30 ans, par l'hypothèse du «vernis tardif», qui affirme que «la présence de ces éléments dans le manteau terrestre résulterait d’une pluie de météorites postérieure à la formation du noyau terrestre». En particulier, le soufre est un élément considéré comme ayant été apporté tardivement parce que l’abondance de ses isotopes 34 et 32 dans le manteau est semblable à celle des météorites.

Les nouvelles mesures effectuées, en utilisant une technique très améliorée, montrent que ce n'est pas aussi simple, puisque le manteau terrestre affiche, en fait, «un déficit en ³⁴S par rapport aux météorites de 0,13%». Ce serait dû à un «enrichissement préférentiel du noyau en soufre 34 (en accord avec les rares données expérimentales disponibles)».

Ceci amène à penser «que le budget du soufre, et ainsi de nombreux autres éléments, n’est pas dominé par le vernis tardif mais que le manteau garde une empreinte laissée par la formation du noyau». Cependant, pour y voir plus clair, les recherches doivent se poursuivre et un bilan pour chacun des éléments du manteau doit être effectué, avec une attention particulière à apporter aux éléments les plus gazeux.

Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue PNAS, indique, grâce à un nouveau modèle tridimensionnel du noyau terrestre, que le mouvement de la graine serait en réalité une oscillation sans déplacement moyen réalisé à long terme.

Ce modèle, semble-t-il, «100 fois plus précis que ceux développés dans le même contexte par le passé», a été testé sur le supercalculateur Monte Rosa, du Swiss National Supercomputing Centre à Lugano, qui «possède 14.762 processeurs Opteron d’AMD, pour une puissance de crête de calcul de 141 téraflops».

Il apparaît que «l'effort de rotation électromagnétique associé au champ géomagnétique terrestre, également appelé couple en mécanique, agirait selon deux directions différentes sur les principales structures étudiées»: d'une part, «le champ magnétique ferait ainsi tourner le noyau interne en direction de l’est plus rapidement que le manteau, et donc que le reste de la planète» et d'autre part, «il pousserait la partie la plus superficielle du noyau externe liquide en direction de l’ouest, dans le sens opposé», ce qui expliquerait «la dérive observée voilà plus de 300 ans par Halley». Cette dérive, «observable à l’échelle des décennies», a d'ailleurs plusieurs fois changé de direction durant ces 3.000 dernières années.

Selon les simulations du modèle, «ces inversions seraient liées à des fluctuations du champ magnétique terrestre, qui ont impacté l’importance des efforts de rotation appliqués aux noyaux interne et externe», le changement de direction de la dérive provenant d'une inversion du sens de la rotation du noyau interne.

Cette recherche conforte ainsi l’hypothèse selon laquelle le mouvement de la graine serait en réalité une oscillation sans déplacement moyen réalisé à long terme.

Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Science, révèle que les protéines bêta-amyloïdes, souvent considérées comme une conséquence de la maladie d’Alzheimer, seraient dangereuses plus tôt qu’on ne le pensait en contribuant à la destruction des synapses, les connexions nerveuses.

Les bêta-amyloïdes sont retrouvées sous forme d'agglomérats, formant ce que l’on appelle des plaques séniles, dans le cerveau de tous les patients souffrant de la maladie d’Alzheimer. La démonstration de leur "dangerosité" part des observations faites sur une protéine de souris nommée PirB, qu'on pensait limitée au système immunitaire et qui se retrouve également à la surface des neurones, à proximité des synapses où elle joue un rôle de frein en empêchant les connexions nerveuses d’établir des liens trop forts à chaque nouvelle stimulation, et en évitant l’hyperexcitabilité, qui mène notamment à l’épilepsie.

Il apparaît que des souris génétiquement modifiées pour présenter des troubles similaires à ceux rencontrés dans la maladie d’Alzheimer (elles étaient porteuses de deux gènes humains prédisposant à la neurodégénérescence), mais chez qui le gène à l’origine de PirB était éteint, présentent des dépôts de plaques séniles à l’âge adulte, qui ne sont associés à aucun trouble cognitif, puisque «les résultats aux tests de mémoire sont équivalents à ceux obtenus par les souris témoins». En outre, la flexibilité des synapses est préservée.

L'explication est que les bêta-amyloïdes, au départ, sous forme libre, s’agrègent en petits groupes, appelés oligomères, qui se promènent librement dans le cerveau. Ayant une très forte affinité pour PirB, ils déclenchent, en se liant à la protéine de surface, une cascade d’événements qui aboutissent «à l’affaiblissement puis au dépérissement des connexions synaptiques»: la liaison entre les bêta-amyloïdes et le récepteur neuronal favorise l’activité d’une enzyme (la cofiline, retrouvée en quantités élevées chez les patients atteints d’Alzheimer), qui découpe l’actine, molécule essentielle au maintien des synapses.

Or, si l’Homme ne synthétise pas la protéine PirB, il produit LilrB2, une protéine équivalente, et la même expérience, menée sur du tissu cérébral humain ne produisant pas LilrB2, a prouvé que, dans ce cas aussi, «les synapses ont tenu bon». Cette découverte démontre donc, que les traitements contre la maladie d’Alzheimer doivent cibler les interactions entre les bêta-amyloïdes et LilrB2, et non pas les plaques séniles qui apparaissent en aval.

Une étude, dont les résultats ont été publiés le 20 septembre 2013 dans la revue Science, prouve expérimentalement l’hypothèse, qui imputait l'origine des séismes profonds aux transformations de phases de l'olivine, le principal minéral constituant le manteau terrestre.

Alors que la physique des séismes superficiels est aujourd'hui relativement bien décrite par les théories de la rupture et du glissement sur les failles, il faut savoir que cette physique ne s’applique pas au cas des séismes profonds, dont les foyers (hypocentres) sont compris entre 400 et 700 km de profondeur. En effet, la pression, qui excède alors la centaine de milliers de bars, «est telle que si une fracture s’initiait, elle ne pourrait pas glisser et être à l’origine de l’émission d’ondes sismiques».

Cependant, une théorie alternative, avancée il y a une cinquantaine d’années, attribue l'origine de ces séismes profonds à l’olivine (MgFe2SiO4), qui se transforme, à l’équilibre, en wadsleyite à 410 km, puis en ringwoodite à 530 km (si leur composition chimique est la même, leur structure cristalline est «de plus en plus compacte au fur et à mesure que la pression augmente avec la profondeur»).

Jusqu'à présent, cette hypothèse demeurait «activement débattue du fait notamment de l’absence d’un modèle physique convaincant ou de preuves expérimentales permettant de relier transformation de phases minéralogiques et fracturation dans ces conditions extrêmes de pression et de température».

Désormais, la série d’expériences, réalisée avec une presse gros volume installée sur une des lignes synchrotron de l’APS (advanced photon source, Argonne, Ilinois, USA), apporte la preuve expérimentale qui manquait jusqu’alors. Elle a consisté «à déformer une roche synthétique constituée d’un agrégat compact de cristaux d’olivine de germanium (Mg2GeO4), un analogue structural de l’olivine naturelle, à des pressions de 2 à 5 gigapascals (20 à 50 mille bars) et des températures avoisinant les 900°-1000°C» (Cet analogue, qui se transforme à plus basse pression que l’olivine naturelle, «permet de travailler sur des échantillons de plus gros volume»).

Il est alors apparu «que la transformation de l’olivine de germanium vers sa forme de plus haute pression peut s’accompagner de la nucléation et de la propagation de fractures», cette propagation se faisant «suffisamment vite pour émettre d’intenses ondes ultrasoniques qui, bien qu’émises par des fractures millimétriques, présentent de remarquables similitudes avec les séismes profonds». En effet, comme pour eux, les ondes indiquent «que le mécanisme de rupture à la source s’effectue en cisaillement pur» et, en outre, «la distribution entre le nombre d’événements acoustiques et leur magnitude» suit la loi de Gutenberg-Richter, «une loi statistique observée de manière universelle en sismologie».

La démonstration est complétée par le fait «qu’une même fracture initiée dans l’échantillon n’est jamais réactivée, ce qui n’est pas sans rappeler une caractéristique unique des séismes profonds, à savoir la quasi-absence de répliques».