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Doses de science
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| La liste des 12 finalistes du Prix de l’inventeur européen 2023 a été rendue publique mardi par l’Office européen des brevets, une organisation intergouvernementale. Cette année, le concours présente des projets liés à la sauvegarde de la planète. Deux équipes françaises font partie des finalistes. L’une a développé un système de stockage de l’hydrogène et l’autre des aliments pour animaux à base d’insectes élevés dans des fermes verticales. Les prix seront décernés le 4 juillet à Valence, en Espagne. |  | Des scientifiques ont mis au point un algorithme capable de prédire l’évolution des greffons et d’identifier les futurs rejets de greffe du rein, selon un communiqué publié vendredi dernier par l’Inserm, un institut français public de recherche médicale. Ces prévisions servent à fournir un traitement adapté. L’algorithme, qui s’appuie sur de nombreux cas passés, a été testé sur plus de 3 000 patients. Il a montré que 40 % des prévisions de rejet du rein réalisées par les médecins étaient erronées, conduisant à des erreurs dans les traitements visant à assurer la survie des greffons. | | Les oiseaux deviennent de plus en plus petits, tandis que leurs ailes s’allongent, selon une étude parue lundi dans la revue PNAS. Les scientifiques ont combiné les données de deux études, référençant un total de 86 000 spécimens d’oiseaux sur quatre décennies en Amérique du Nord et du Sud. Les chercheurs émettent l’hypothèse que cette tendance est liée au changement climatique et à l’augmentation des températures. Les oiseaux de petite taille arrivent plus facilement à évacuer la chaleur et à se rafraîchir, expliquent-ils. |
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À la loupe
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L’ADN fossile, une machine à remonter le temps
| Depuis 30 ans, il est possible d’analyser l’ADN ancien contenu dans des échantillons archéologiques. En retraçant l’histoire de l’évolution humaine, la génétique a apporté des contributions majeures à l’archéologie. |
| | Des scientifiques ont réussi à extraire de l’ADN humain datant d’il y a environ 20 000 ans sur un pendentif en dent de cerf, détaille une étude parue dans la revue Nature le 3 mai. C’est la première fois qu’une équipe parvient à identifier de l’ADN humain à partir d’un artefact préhistorique animal. Habituellement, ces objets sont contaminés par l’ADN des fouilleurs ou par des micro-organismes lorsqu’ils sont sortis de terre et étudiés, ce qui complique la détection d’ADN ancien. Pour surmonter ce problème de contamination, les chercheurs ont étudié des dents de cerf fraîchement excavées avec d’importantes précautions (gants, masques, charlottes). Grâce à l’ADN extrait, ils ont pu déterminer que le pendentif avait été porté par une femme appartenant à une population du nord de la Sibérie. Ils ont également pu dater l’objet, vieux d’entre 19 000 et 25 000 ans. Contrairement aux méthodes habituelles d’extraction de l’ADN, leur méthode basée sur un traitement chimique de la dent a permis d’éviter de prélever un morceau de celle-ci. Les chercheurs souhaitent désormais étudier d’autres objets fabriqués à partir d’os et de dents durant la Préhistoire pour en savoir plus sur les individus qui les ont fabriqués, utilisés ou portés. |
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Une discipline récente
| La paléogénétique, l’étude génétique des organismes et populations du passé, est devenue possible dans les années 1980. Des avancées technologiques ont permis d’analyser de l’ADN retrouvé dans un état très dégradé et en très faible quantité dans certains restes biologiques anciens, comme des ossements, des dents, des poils ou encore des tissus mous de momies. Dans les meilleures conditions de préservation, comme dans le sous-sol gelé du Groenland, « l’ADN peut être conservé jusqu’à 2 millions d’années maximum », explique à Brief.science Ludovic Orlando, paléogénéticien. Grâce à ces progrès, il est devenu possible de « lire » ou « séquencer » les bouts d’ADN fossiles, c’est-à-dire de déterminer l’ordre de ses constituants, qui diffère selon les espèces et les individus. Les paléogénéticiens ont ainsi séquencé les génomes (l’ensemble complet de l’ADN d’un organisme) de milliers d’individus disparus, ainsi que ceux d’anciens microbes, plantes et animaux qu’ils mangeaient ou avec lesquels ils interagissaient. | |
Des découvertes inédites
| La paléogénétique a permis d’importantes découvertes sur l’évolution des populations humaines au cours du dernier million d’années. Alors que les paléontologues pensaient que les Néandertaliens ne s’étaient pas reproduits avec les Homo sapiens, dont nous sommes issus, le séquençage de l’ADN de Néandertaliennes a démontré un métissage. Ainsi, les Européens et Asiatiques actuels portent toujours environ 2 % d’ADN néandertalien dans leurs génomes. « La lecture des génomes anciens a également permis de détecter un nouveau groupe d’humains jusqu’alors inconnue, qui a cohabité avec Néandertal et Homo sapiens », raconte Ludovic Orlando. Il s’agit des Dénisoviens, une population asiatique à laquelle on ne peut pas encore associer de squelette complet, mais dont on dispose d’ADN de grande qualité, obtenu à partir d’un fragment de phalange de la main. La paléogénétique a par ailleurs permis de retracer la domestication de certains animaux tels que les loups et les chevaux, ayant entraîné des modifications de leur ADN [lire notre dossier sur le sujet]. | |
Des limites importantes
| « L’ADN ancien est très rare, très abîmé et difficile à analyser », commente Ludovic Orlando. Après la mort des individus, l’ADN est très vite dégradé par des micro-organismes. De plus, il est généralement dilué dans une grande quantité d’ADN provenant de micro-organismes du sol qui ont colonisé le squelette enterré. Pour obtenir des bouts d’ADN en quantité suffisante pour être déchiffrés, il faut passer au crible un nombre considérable d’ossements. Les échantillons peuvent également être contaminés par l’ADN des archéologues ou de microbes récents. Un cas spectaculaire, publié en 1994, décrivait l’analyse de l’ADN d’un dinosaure vieux de 80 millions d’années, ce qui contredisait toutes les preuves antérieures sur la longévité de l’ADN. Les résultats ont depuis été reconnus comme erronés en raison d’une probable contamination par un ADN étranger humain. Autre limite, les méthodes d’extraction de l’ADN nécessitent le prélèvement d’une petite quantité d’os ou de dent, ce qui détruit en partie ces précieux restes archéologiques. |
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Un Homo sapiens à la peau sombre en Angleterre
| En 1903 est retrouvé dans la grotte de Cheddar, dans le sud-ouest de l’Angleterre, un squelette humain datant d’il y a environ 10 000 ans. Il appartenait à un jeune chasseur-cueilleur Homo sapiens, surnommé « Homme de Cheddar », décédé alors qu’il était âgé d’une vingtaine d’années. Des scientifiques du Musée d’histoire naturelle de Londres ont pu extraire son ADN à partir de son crâne et l’ont séquencé afin de révéler certaines de ses caractéristiques physiques. Ils ont montré qu’il avait probablement les yeux bleus et une peau foncée. Ces résultats sont cohérents avec les analyses ADN de différents ossements découverts en Europe et datant de la même époque. Ils suggèrent que l’apparition de teintes plus pâles de la peau sont apparues très récemment en Europe, il y a moins de 10 000 ans. La communauté scientifique considérait auparavant que les peaux pâles étaient apparues en Europe bien plus tôt, il y a plus de 40 000 ans. Les chercheurs qui ont réalisé l’analyse estiment qu’environ 10 % des Britanniques actuels partagent une ascendance avec la population de chasseurs-cueilleurs à laquelle appartenait l’Homme de Cheddar. |
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C’est étonnant
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Les mousses sont vitales pour la planète
| | | Mousse en forêt. Crédit photo : Lumitar / Unsplash.
| Les mousses, qui font partie des plus anciennes plantes terrestres, jouent un rôle écologique important pour la Terre, estime une étude parue dans la revue Nature Geoscience le 1er mai. À l’échelle mondiale, elles couvrent une surface équivalente à la superficie de la Chine. L’équipe de recherche a collecté des échantillons de mousse issus de 123 écosystèmes différents sur tous les continents, y compris l’Antarctique. Leurs résultats montrent que ces plantes contribuent au maintien des écosystèmes végétaux. Elles abritent des milliers de micro-organismes capables de dégrader la matière organique, favorisant un maintien de la biodiversité des sols. Elles permettent de stocker nettement plus de dioxyde de carbone que les sols nus, sans couvert végétal. Les sols présents sous les mousses contiennent moins d’organismes (bactéries, virus, champignons, etc.) susceptibles d’infecter les végétaux. Les auteurs de l’étude rappellent que les mousses sont menacées par le bétail, le défrichage et le changement climatique. | |
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On a la réponse
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La Terre serait-elle différente si elle se mettait à tourner dans l’autre sens ?
| | | Photographie d’un ciel étoilé mettant en évidence la rotation de la Terre. Crédit photo : Caleb Woods / Unsplash.
| La Terre tourne sur elle-même d’ouest en est en à peu près 24 heures [voir un schéma]. En 2018, des chercheurs de l’Institut Max-Planck pour la météorologie, en Allemagne, ont simulé l’effet d’une inversion du sens de rotation de la Terre sur elle-même. Dans cette simulation, le Soleil ne se lève donc plus à l’est, mais à l’ouest. Selon l’étude, une telle inversion affecterait les courants atmosphériques et océaniques, ce qui aurait un effet important sur le climat. Par exemple, l’Europe de l’Ouest passerait d’un climat doux à un climat beaucoup plus froid en raison de l’affaiblissement du Gulf Stream, un courant chaud qui prend sa source dans le golfe du Mexique et se répand dans l’océan Atlantique, et dont l’existence est liée en partie à la rotation de la Terre. L’inversion du sens de rotation entraînerait également une réorganisation des zones pluvieuses à la surface du globe, provoquant entre autres la disparition du désert du Sahara. Votez avant lundi midi pour choisir à quelle question nous répondrons vendredi prochain dans Brief.science (en cliquant sur votre préférée) : | |
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C’était il y a… 339 ans
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Il a construit la plus grande pompe du monde
| Au XVIIe siècle, le roi Louis XIV souhaite installer des fontaines exceptionnelles au château de Versailles. Mais ce bâtiment se trouve en hauteur, loin de toute source d’eau. L’entrepreneur liégeois Arnold de Ville imagine un système de pompes capable d’acheminer l’eau de la Seine jusqu’aux jardins du château de Marly et au parc du château de Versailles. Le projet de construction est confié au charpentier et mécanicien wallon Rennequin Sualem. Nommé « Machine de Marly », le dispositif est inauguré en 1684, en présence du roi. L’eau remonte avec un dénivelé de plus de 150 mètres sur une distance de 1 200 mètres, avant de s’écouler dans de grands réservoirs de stockage qui alimentaient les jardins de Versailles. Malgré sa célébrité dans toute l’Europe, la machine se révèle inefficace et ne pompe que la moitié du volume d’eau initialement prévu. Elle sera remplacée 130 ans plus tard par un système fonctionnel. | | | La Machine de Marly par le peintre français Pierre-Denis Martin, 1723. Crédit photo : Wikimedia Commons.
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| ✈️ Les plus attentifs d’entre vous auront peut-être remarqué la présence de chiffres sur les pistes d’atterrissage. Mais à quoi servent-ils ? Dans une courte vidéo, le média Explore nous explique comment ces numéros permettent aux pilotes de bien positionner l’avion dans l’axe de la piste, avant l’atterrissage.
Cette édition a été confectionnée par Morgane Guillet, Imène Hamchiche, Laurent Mauriac et Gaspard Salomon. Notre dossier principal a bénéficié de la relecture de Ludovic Orlando, directeur fondateur du Centre d’anthropobiologie et de génomique de Toulouse, et de Céline Bon, maître de conférences au Muséum national d’histoire naturelle de Paris, tous deux spécialistes de l’étude des ADN anciens. |
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