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Les moules aussi sont soumises au rythme circadien
Mercredi, 21 Septembre 2011 00:00
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67684.htm
Des chercheurs de l'Université de Californie du Sud (USC) ont étudié les rythmes d'expression génétique de la moule Mytilus californianus et ont découvert que ces mollusques marins, dont la vie est rythmée par les marées, sont basés principalement sur le cycle jour-nuit, appelé cycle circadien. D'autres études récentes démontrent l'importance du cycle circadien dans la biologie de très nombreuses espèces vivantes.
Good morning, sunshine
L'existence de rythmes biologiques a été théorisée depuis l'antiquité, notamment via l'étude des rythmes de floraison ou de croissance des plantes. Au XVIIe siècle, le médecin italien Santorio Santorio met en évidence l'existence d'un rythme circadien chez l'Homme, en étudiant les variations de poids d'un patient au cours de la journée. En 1729, le français Dortous de Mairan démontre le caractère endogène du rythme circadien chez Mimosa pudica. Même placée dans l'obscurité totale, cette plante continue d'ouvrir et de fermer sa fleur en accord avec le cycle jour/nuit. Les recherches se poursuivent et le terme "circadien" est inventé en 1959 par l'américain Franz Halberg, qui pose les bases de la chronobiologie : l'étude des rythmes du vivant.
Les études menées dans ce domaine ont démontré que, dans chaque être vivant, une partie des gènes est exprimée de façon périodique. D'un gène à l'autre, le rythme d'expression peut être différent. Cette expression cyclique entraîne la régulation de nombreux paramètres physiologiques tels que l'éveil et le métabolisme. Le principal rythme observé est le rythme circadien, correspondant aux 24 heures de cycle jour/nuit. Il a été démontré que ce rythme est régulé de façon endogène par un certain nombre de gènes "horloge". L'exposition à la lumière du soleil joue cependant aussi un rôle et permet de réinitialiser les gènes horloge lorsque le rythme circadien est décalé par rapport au cycle jour/nuit. Cette propriété permet par exemple de s'adapter au décalage horaire après un long voyage (voir BE Etats-Unis 229 : "Rythmes biologiques et cognition : molécule miracle et vols longs courrier" [1]). La perturbation de ce rythme (due à de longs voyages ou à des contraintes de travail, par exemple) génère un stress pouvant provoquer insomnie et dépression chez l'être humain.
Des résultats inattendus concernant les cycles des moules
Les membres du programme de biologie marine environnementale de l'USC s'intéressent à Mytilus californianus afin de découvrir les stratégies de survie développées par cette espèce. Cette moule se développe en effet au niveau de l'estran (la zone située entre les niveaux de la mer à marée haute et à marée basse) et subit par conséquent des variations radicales de son environnement : changements de température et d'état d'immersion. Mytilus californianus, a développé des stratégies pour survivre à ces variations : lorsqu'elle est exposée à l'air libre, elle ferme sa coquille et acquiert un métabolisme anaérobie (privé d'oxygène) ; lorsqu'elle est immergée, elle ouvre sa coquille, respire et se nourrit. Ce comportement traduit l'existence d'un rythme biologique basé sur la périodicité des marées et les variations thermiques que les chercheurs ont voulu étudier. Ils ont pour ce faire développé un modèle mathématique leur permettant d'intégrer les données obtenues en étudiant l'expression de plus de 2.000 gènes au cours du temps.
Etant donné les profonds changemens biologiques opérés par Mytilus californianus suivant la marée, les chercheurs s'attendaient à montrer que le rythme biologique principal chez cette espèce est basé sur le cycle des marées, d'environ 12 heures. Ils ont étudié le profil d'expression génétique des moules, tout d'abord en laboratoire (en créant une marée artificielle grâce à une pompe dans un aquarium) puis dans le milieu naturel. Le résultat, inattendu, a été le même dans les deux cas : plus de 40 pourcent des gènes de Mytilus voient leur expression osciller périodiquement et près de 90 pourcent d'entre eux oscillent en suivant le rythme circadien. En accord avec ces résultats, ils ont observé que les gènes "horloge" voyaient eux aussi leur expression osciller suivant un cycle de 24 heures. Cette étude [3] démontre que le cycle circadien est au coeur des rythmes biologiques, même pour certaines espèces soumises à des variations environnementales de période différente.
Le rythme circadien, toujours plus au coeur de la biologie humaine
Le rythme circadien et ses effets physiologiques ne sont pas bien connus aujourd'hui mais des recherches récentes dévoilent encore de nouvelles connexions entre le rythme circadien et certains phénomènes physiologiques et pathologiques. Une étude menée au Brigham and Women's Hospital à Boston [4] a ainsi démontré le lien existant entre le cycle circadien et le pic d'activation des plaquettes sanguines observé au réveil. Ce pic d'activation est relié à un risque accru d'accident vasculaire cérébral ou de crise cardiaque au réveil. Cette découverte constitue le premier pas vers une meilleure compréhension des mécanismes à l'oeuvre dans ce phénomène et pourrait à terme permettre de réduire ce risque.
Le caractère central des rythmes circadiens dans la biologie de nombreuses espèces en fait un sujet d'étude important, avec des applications possibles dans des domaines variés. Par exemple, des chercheurs de l'Université de Saint Louis étudient actuellement les mécanismes d'inhibition génétique de la plante Arabidopsis thaliana, capable (grâce à certains gènes impliqués dans ses mécanismes chronobiologiques) de bloquer l'expression de gènes viraux. Cette capacité pourrait être utilisée pour lutter contre le VIH.
Source : BE Etats-Unis numéro 259 (16/09/2011) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67684.htm
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Découverte d'un nouvel antioxydant produit par les plants de tomates
Mardi, 20 Septembre 2011 09:36
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67663.htm
Les chercheurs de l'Institut de Biologie Moléculaire et Cellulaire des Plantes (IBMCP), centre mixte de l'Université Polytechnique de Valence (UPV) et du Conseil Supérieur de Recherches Scientifiques (CSIC, équivalent du CNRS français) ont découvert un nouveau composant antioxydant produit par les plants de tomate lorsque ceux-ci sont exposés à un stress biotique. La UPV et le CSIC ont déposé un brevet national et international sur la découverte de cette substance phénolique [1] antioxydante jusqu'ici inconnue ainsi que sur le procédé d'isolement en laboratoire et de synthétisation chimique.
Selon les explications de Vicente Conejero, directeur du groupe de recherche, lorsqu'une plante est soumise à une source de stress, elle réagit et active des mécanismes qui altèrent certains composés. En réaction à un stress biotique [2] ou abiotique les plantes produisent beaucoup de composés phénoliques qui possèdent de multiples propriétés, comme ici une activité antioxydante.
José Maria Bellés et Maria Pilar López, les principaux chercheurs responsables de cette découverte étudiaient justement les circonstances anomales de stress de la plante lorsqu'ils ont découvert ce composé jusqu'ici inconnu et présentant un pouvoir antioxydant extraordinaire, quatorze fois supérieur à celui du resvératrole, antioxydant présent dans le vin rouge. Il serait aussi 4,5 fois plus puissant que la vitamine E et dix fois plus que la vitamine C.
La mise à disposition commerciale de ce nouveau composé ne devrait pas tarder car les chercheurs du laboratoire "signalisation et réponse au stress biotique" de l'IBMCP sont capables de synthétiser ce composé selon un processus simple et économique. La découverte a été publiée dans la revue Environmental and Experimental Botany.
Les applications sont multiples. Dans l'industrie alimentaire, le nouvel antioxydant pourrait être utilisé comme conservateur des aliments à consommation humaine comme animale pour son action permettant de retarder l'oxydation des lipides. Il pourrait aussi être utilisé comme complément antioxydant dans certains produits. Autres possibilités, dans l'industrie pétrochimique, le composé pourrait servir de conservateur au sein des carburants et dans l'industrie des polymères, il pourrait être utilisé comme stabilisant dans le processus de production afin d'augmenter la vie utile des produits finaux. Mais les possibilités ne s'arrêtent pas là ! L'industrie cosmétique pourrait elle aussi utiliser ce composé dans des produits pour la peau grâce à ses propriétés de prévention du vieillissement.
Un bel avenir donc pour cette découverte brevetée des chercheurs de l'IBMCP.
[1] En chimie organique, les phénols sont des composés chimiques aromatiques portant une fonction hydroxyle -OH. Les dérivés portant plusieurs fonctions -OH sont appelés des polyphénols ou composés phénoliques.
[2] Les facteurs biotiques représentent l'ensemble des interactions du vivant sur le vivant dans un écosystème
Source : BE Espagne numéro 107 (15/09/2011) - Ambassade de France en Espagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67663.htm
Des cendres de houille qui témoignent d'une extinction massive sur la Terre
Lundi, 19 Septembre 2011 00:00
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67603.htm
La plus vaste extinction dans l'histoire de la Terre a eu lieu au cours du Permien, soit il y a 252 millions d'années, lorsque 95% de toutes les espèces marines et 70% de toutes les espèces terrestres ont disparu. Elle est survenue 185 millions d'années avant la disparition généralement admise des dinosaures, et elle a été pire que cette dernière. Après l'immense dévastation du Permien, les écosystèmes de la Terre ont radicalement changé, et la vie a recommencé à partir de la toute première phase de son évolution, soit celle des organismes microbiologiques simples.
De nombreuses personnes croyaient que la cause probable était une éruption volcanique gigantesque dans l'Ouest de la Sibérie, qui aurait eu lieu en même temps que l'extinction et qui serait la plus grande éruption connue à ce jour. Dr. Stephen Grasby [1] et ses collègues de la Commission géologique du Canada (CGC), du ministère Ressources Naturelles Canada et de l'Université de Calgary ont maintenant découvert la première preuve concrète appuyant cette théorie. Des couches de cendres volantes de houille - de fines particules de cendre dans l'atmosphère - ont été trouvées dans des roches permiennes de l'Extrême-Arctique canadien, ce qui permettrait de croire que le volcan sibérien a provoqué d'énormes explosions de roches de houille qui ont projeté des cendres volcaniques toxiques dans l'atmosphère.
Cette preuve se trouve à moins de 80 mètres des schistes noirs du lac Buchanan, au Nunavut. Les chercheurs ont analysé des échantillons de roches à l'aide de microscopes spécialisés qui facilitent la détection de particules organiques. Ils ont ainsi trouvé des particules qui semblent identiques aux cendres volantes que l'on trouve de nos jours, lesquelles sont des sous produits toxiques retenus par des systèmes de filtrage dans les centrales thermiques alimentées au charbon.
Mais les cendres volantes étaient aussi des sous-produits d'énormes explosions de houille au cours de l'éruption volcanique sibérienne lorsque la lave brûlante - dont il reste des traces de nos jours sous forme de basaltes - coulait et laissait des dépôts épais de charbon et de matière organique. La force des explosions aurait projeté les cendres très loin dans l'atmosphère, et c'est ainsi que celles-ci se seraient déposées au lac Buchanan et ailleurs.
On a trouvé trois couches distinctes de cendres volantes de houille au lac Buchanan, ce qui fait penser qu'il y aurait eu trois énormes explosions distinctes. "Tout comme de nos jours, il y avait alors des courants-jets de vent d'ouest, qui soufflaient vers l'est sur toute la planète, explique Steven Grasby. Ces trois explosions gigantesques ont eu assez de force pour propulser des cendres autour du globe jusqu'à 20.000 kilomètres de distance, vers l'est, et les déposer ensuite dans la région qui correspond de nos jours à l'Arctique canadien."
Cette dispersion d'une grande quantité de cendres de houille a créé plusieurs conditions environnementales susceptibles d'avoir contribué à l'extinction permienne:
- Réchauffement de la planète : La constitution des roches témoigne d'un important réchauffement de la planète au cours de cette période. Certains soutiennent que la combinaison des émissions de CO2 provenant de l'éruption volcanique et la combustion d'immenses quantités de charbon ont donné lieu à une précipitation des gaz à effet de serre. Cette théorie pourrait expliquer en partie pourquoi les océans ont perdu leur oxygène et sont devenus anoxiques, ce qui a eu un effet destructeur sur les organismes marins étant donné que les océans sont devenus plus chauds et qu'il y a eu formation de sulfure d'hydrogène gazeux toxique.
- Toxicité des océans : La constitution des roches témoigne aussi de vastes coulées de métaux toxiques trouvées dans les cendres volantes à l'époque de l'extinction. Ces métaux ont eu des conséquences dévastatrices sur les écosystèmes marins.
- Obstacle à la photosynthèse : Les dépôts de cendres de houille dans l'océan ont formé des boues flottantes qui ont empêché le passage des rayons de soleil, lesquels sont essentiels à la photosynthèse, un phénomène nécessaire à la vie des plantes marines et au fonctionnement des écosystèmes marins plus larges.
Beaucoup de choses restent toutefois encore à élucider. "Ce qui a ultimement provoqué l'extinction n'est pas clair, explique Stephen Grasby. Mais ce fut probablement l'effet combiné des multiples changements environnementaux survenant en même temps qui a mené à la pire extinction dans l'histoire de la Terre."
Malgré toutes ces incertitudes, la découverte des dépôts de cendres de houille constitue la première preuve concrète que la grande éruption volcanique sibérienne est la cause de l'extinction permienne.
Source : BE Canada numéro 389 (5/09/2011) - Ambassade de France au Canada / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67603.htm
Un champ sous-marin de cheminées volcaniques découvert au large de l'Irlande
Samedi, 17 Septembre 2011 00:00
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67547.htm
Les cheminées ou sources hydrothermales sont des fissures ou des trous de la surface terrestre, déplaçant d'énormes volumes d'eau de mer enrichie en minéraux d'origine volcanique. Elles ont été découvertes tout d'abord dans l'Océan Pacifique il y a une trentaine d'année et 500 nouvelles espèces ont été enregistrées dans les 6 zones géographiques repérées jusqu'à présent. La première indication de la présence d'un tel système sur le rift atlantique a été détectée par des scientifiques britanniques du centre national d'océanographie de l'université de Southampton il y a trois ans.
Des scientifiques irlandais et britanniques à bord du "Celtic Explorer", un bâtiment de recherche irlandais, viennent de confirmer la découverte d'un champ de cheminées volcaniques ainsi que trois nouvelles espèces marines à 1600 kilomètres à l'ouest de la côte irlandaise dans les eaux internationales. Les cheminées expulsent également des métaux comme le cuivre, l'or, le zinc mais aussi des sulfures. L'équipe est constituée de scientifiques irlandais de la National University of Ireland, Galway, de l'University College Cork, de la "Geological Survey of Ireland", et de scientifiques anglais de la Southampton University et du National Oceanography Centre.
Cette découverte va être partagée avec le grand public lors d'une émission télévisée de la chaine National Geographic, appelée "Alien Deep" qui sera diffusée l'année prochaine.
Source : BE Irlande numéro 43 (29/08/2011) - Ambassade de France en Irlande / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67547.htm
L'énergie solaire au service du suivi des espèces protégées
Vendredi, 16 Septembre 2011 00:00
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67641.htm
Depuis 2007, le fournisseur d'électricité Slovenske Elektrarne [1] soutient des projets en faveur de l'environnement dans le parc national des Hautes Tatras (TANAP - [2]). Ce projet intiulé "Energie pour la nature", a pour principaux objectifs de développer et maintenir la biodiversité. Pour cela, les projets concernent principalement l'installation de nouvelles sources d'énergie à faible empreinte écologique, et la mise en oeuvre de moyen de surveillance des espèces menacées.
Le dernier projet en date concerne le suivi des mouvements des aigles royaux et des faucons pèlerins à partir de leurs nids. Des cameras placées à proximité des nids à plus de 1600m d'altitude et alimentées par des panneaux solaires photovoltaïques, ont permis d'observer à distance l'évolution des oiseaux jusqu'à l'âge adulte. Associées aux traditionnelles bagues émettrices posées sur les oiseaux, l'ensemble du dispositif a permis aux zoologistes de recenser les différentes populations et cartographier leurs territoires. Ainsi, 7 paires d'aigles royaux, 18 paires d'aigles pomarin [3] et 10 paires de faucons pèlerin ont été recensés. Après la diminution importante de ces populations pendant la deuxième moitié du XXe siècle, les zoologistes observent à présent une recolonisation dans le parc national des Hautes Tatras.
D'autre projet sur la biodiversité concerne les populations de loups de lynx, de chamoix et de marmottes des Hautes Tatras. Là encore des moyens d'observation ont été mis en oeuvre afin d'évaluer leur territoire, la taille de leur population, leur zone de reproduction, leur activité nocturne et la chaine alimentaire dans laquelle ils sont impliqués.
En ce qui concerne la diminution de l'empreinte écologique, ENEL et l'Université Technique Slovaque (STU), ont équipé plusieurs chalets de hautes montagnes de moyens de production d'électricité à partir d'énergie renouvelable. Ainsi, le chalet de Teryho (2015 m) a été équipé de panneaux solaires évitant ainsi le rejet de 7,5t de CO2 par an. Prochainement, le chalet du lac vert (chata pri zelenom plese - 1551m ) devrait être pourvu d'une centrale hydroélectrique de faible puissance (10 - 15 kW) pour remplacer le groupe électrogène actuel.
Source : BE Slovaquie numéro 21 (9/09/2011) - Ambassade de France en Slovaquie / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67641.htm
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