Le Blog de M.Colin

Pourquoi les bébés doivent-ils se méfier du froid ?

2012-01-24T20:01:00.000+01:00

Non ce n’est pas de l’humour noir sur une forme d’utilisation des congélateurs domestiques, mais une vraie question : Comment un mammifère à sang chaud et dépourvu de poils à la naissance peut-il résister aux conditions hivernales ? Cette question n’a plus vraiment de sens aujourd’hui dans la mesure où les vêtements, et nos habitations nous protègent de façon efficace du froid hivernal. Mais il y a 2012 ans environ certains ont survécu avec moins que ça emmaillotés dans une mangeoire, avec l’haleine chargé d’un âne et d’un bœuf pour seul chauffage … Est-ce un miracle de Noël ?

Les nouveaux nés n’aiment pas l’hiver.

C’est assez intuitif, les nouveaux nés sont sensibles aux chutes de températures et à l’hypothermie. Mais pourquoi cette sensibilité ?

Tout d’abord il faut savoir que la perte thermique est principalement liée à la surface de peau exposée pour vous en convaincre il vous suffit d’observer les oreilles du renard du désert et de les comparer avec celles du renard polaire (notre renard roux est un bon intermédiaire), une illustration classique de la règle de Allen.

Les bébés présentent une surface de peau très importante proportionnellement à leur volume corporel, beaucoup plus importante que celle des adultes, du fait d'une loi mathématique. [Lorsque le rayon d'une sphère augmente, la surface de celle-ci augmente proportionnellement au carré du rayon, tandis que le volume augmente proportionnellement au cube du rayon. Une grande sphère à donc un rapport surface volume plus faible qu'une petite sphère...] Les membres avec leur petit diamètre sont une zone de refroidissement importante (un peu comme le bout des doigts pour nous).

Une autre façon de se protéger du froid est de s’isoler avec une épaisse couche isolante constituée par la peau recouverte de fourrure par exemple ou par une couche de graisse très épaisse située sous la peau. Jugez un peu avec cette coupe transversale d’un phoque (et oui … on prend une bonne scie et on coupe un phoque congelé en deux ! De la grande science !). Chez le bébé rien de tout cela, la peau est très mince et l’isolation par la graisse négligeable, quant aux cheveux ils sont trop fins pour être utiles.

Coupe transversale chez le Phoque de Weddel montrant l'épaisse couche de graisse hypodermique représentant 58% de la surface de la section

Enfin coté chauffage central, le frisson (activation des muscles sous cutanés) et l’horripilation (érection des poils) utilisés chez l’adulte en cas de refroidissement n’existent tout simplement pas chez le nouveau né et ce n’est pas l’activité musculaire de se feignant qui lui permet de se réchauffer…

Bref les bébés sont un peu comme une grande maison mal chauffée et mal isolée. Ceci-dit, vous vous en doutez on ne franchit pas la barrière de la sélection naturelle sans être un minimum armé contre le froid…

L’arme ultime contre le froid :

La graisse brune des nouveaux nés…

C’est une caractéristique que nos petits partagent avec les mammifères hibernant : la présence de graisse brune. C’est une graisse particulière qui représente 5% du poids du nouveau né et se situe principalement dans les régions des épaules entre les omoplates vers le cœur et autour des reins. Sa présence en faible quantité chez l’adulte fut longtemps discutée, mais il semble qu’on la retrouve effectivement (Cypress et al. 2009). Induisant un métabolisme élevé, elle serait associée à l’absence d’obésité. Ce type de graisse bien particulier doit son nom à la présence de nombreuses mitochondries, les « centrales énergétiques » présentes à l’intérieur de toutes nos cellules.

Dans une mitochondrie un transport d’électrons est utilisé pour accumuler des ions H+ entre les deux membranes qui la délimite (voir schéma). Ce « stockage » d’ions H+ constitue une forme d’énergie un peu comme l’eau contenue dans un lac de retenue. Le plus souvent cette énergie permet la fabrication d’ATP, via l’ATP synthase une sorte de « dynamo » biologique. Le transport d’ions H+ est donc couplé avec la production d’ATP.

Dans le cas de la graisse brune, la membrane de la mitochondrie comprend une protéine particulière dite découplante (UCP : UnCoupling Protein) encore appelée thermogénine. Ces deux noms conviennent à la perfection. D’une part parce que la protéine UCP dissocie la rétention d’ions H+ de la production d’ATP il y a donc découplage. D’autre part parce qu’elle permet l’utilisation de cette forme d’énergie pour produire de la chaleur. Le courant d’ions H+ ne passe plus par l’ATP synthase mais par la thermogénine ce qui suffit à produire une chaleur considérable. L’énergie de la roue de vélo qui tourne n’alimente plus la dynamo mais se dissipe sous forme de chaleur au niveau des freins… On parle alors de « thermogénèse sans frisson ». Comme la graisse brune est située à proximité des plus gros vaisseaux sanguins la chaleur se repartie ensuite rapidement dans l’organisme.

La graisse brune des nouveaux nés, et le mécanisme de la thermogénèse sans frissons permis par la protéine découplante UCP-1 (Thermogénine)

Bien sur l’importance des comportements de soins parentaux, habillement, maintien à proximité d’une source de chaleur, etc. sont des moyens de lutte contre l’hypothermie probablement nettement plus importants que la graisse brune. Il est même envisageable que le cout énergétique de la graisse brune soit si important qu’il ait pu représenter un désavantage sélectif entrainant sa disparition rapide à l’âge adulte au profit de la graisse blanche qui nous cause tant de soucis sanitaires à l’heure actuelle…

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PS : Nous sommes encore en Janvier, donc bonne année à tous mes lecteurs fidèles et infidèles. Toutes mes excuses pour cette longue absence (depuis décembre !). Malheureusement l’année risque d’être chargée pour moi au moins jusqu’à Pacques ! L’objectif reste de maintenir un article par mois malgré tout…

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Sapristi, l’air n'arrive plus !

2011-12-13T23:40:00.000+01:00

Tintin est une BD de son temps, un temps révolu, où certes l’Europe voulait civiliser l’Afrique (cf Tintin au Congo), mais également un temps où la science et la technique étaient au cœur des préoccupations de la société. En ce sens Tintin, à l’instar de Blake et Mortimer, est une bande dessinée instructive où les découvertes même fictives sont sources d’émerveillement. Ça c'était pour la forme, en fait Tintin est ici un prétexte d’actualité pour aborder quelques points relatifs aux techniques et problèmes liés à l’exploration sous marine, tel que celle de l’épave de la licorne.

Et oui, dans le trésor de Rackam le rouge, Tintin rencontre le professeur Tournesol concepteur d’un improbable submersible « bioinspiré » en forme de requin. Mais pour explorer plus avant l'épave il devra utiliser un scaphandre à casque relié à la surface par un tuyau.

"Tuba" pas des records...
1) Pourquoi un plongeur ne peut-il pas respirer avec un très long tuyau / tuba ?
A partir d’une certaine longueur le volume d’air présent dans le tuyau ou tuba devient très significatif. En effet à chaque respiration ce sont environ 500ml d’air qui sont inspirés puis expirés. Sur ces 500mL seuls 350 parviennent effectivement aux poumons les 150mL restant occupent l’espace mort anatomique. C'est-à-dire les conduits aériens non respiratoires (trachée, bronches etc.). Si cet espace mort augmente au delà de 500mL alors l’air qui si trouve n’est jamais renouvelé et l’air inspiré est le même que l’air expiré. C’est pourquoi respirer dans un long tuyau cause rapidement un essoufflement important même à l’air libre.

Et les dupondt pompaient...
2) Pourquoi Dupont et Dupond doivent-ils pomper ?
Tintin utilise donc un scaphandre à casque (de type "pieds lourds") relié en permanence à la fameuse pompe actionné par Dupont et Dupond. La pression de l’eau s’exerce en permanence sur le tuyau et sur la combinaison de Tintin. Pour s’opposer à cette pression l’air est envoyé dans le scaphandre à une pression équivalente à la pression de l’eau environnante. Si Tintin plonge ne serais-ce qu’à 30m de profondeur, Dupont et Dupond doivent pomper pour envoyer l’air à une pression de 4 atmosphères.

Dans les années 40 le scaphandre autonome, c'est-à-dire non relié à la surface par un tuyau est inventé et perfectionné par Cousteau. Dans ce cas des bouteilles d’air comprimé délivrent l’air à la pression du milieu environnant grâce à un détendeur muni d’un manomètre. Bref le tuyau est juste plus court et les dupondt peuvent se reposer…

Tintin est sous pression !
3) Tintin doit-il respecter des paliers de décompression ? Pourquoi ?
Tout dépend de la profondeur... L’air qui est respiré lors de la plongée a la même composition que l’atmosphère à savoir 78,5% de diazote (N2) et 21% de dioxygène (O2). Seulement voilà comme la pression de l’air est beaucoup plus forte (+1 atmosphère tout les 10m) l’effet sur l’organisme est très différent, les gaz se retrouvant à des pressions absolues bien plus élevées.

Prenons l’exemple du N2 (diazote) : sa pression propre (on parle de pression partielle) est multipliée par quatre à -30m (De 597 à 2389mmHg ; application de la loi de Dalton). D’autre part la loi de Henry, nous explique bien gentiment, qu’un gaz diffuse dans un liquide en fonction de sa pression partielle et de sa solubilité.

Du coup le N2 qui est peu soluble dans le sang à la pression atmosphérique, commence à diffuser dans le sang au fur et à mesure que sa pression partielle augmente ! Autrement dit à -30m il y a beaucoup plus d’azote dans le sang d’un plongeur, qu’à l’air libre. La présence de diazote dans le sang à deux conséquences graves :

L’ivresse des profondeurs: (Ou narcose à l'azote ) Le diazote présent en quantité non négligeable dans le sang va s'insérer dans les membranes plasmiques entourant les cellules. Les neurones son particulièrement affectés car les échanges membranaires sont très important à leur niveau. Il en résulte de nombreux effets assez aléatoires: euphories, angoisses, confusion, etc.

Le risque d'embolie gazeuse: Avez vous déjà vu une seule bulle de gaz dans une bouteille de soda jamais entamée ? Non, et pourtant votre boisson gazeuse est saturée en gaz. En fait dès que vous ouvrez la bouteille le gaz va pouvoir en sortir, la pression dans la bouteille n'étant plus limitée. De petites bulles se forment alors.
Lorsqu'un plongeur remonte rapidement en surface, le sang saturé en diazote, le même phénomène se produit. Des bulles peuvent alors se former dans les vaisseaux sanguins et bloquer l'écoulement du sang dans une zone donné. C'est l'embolie gazeuse, aux conséquences gravissimes...
Les paliers de décompression évitent que des bulles trop grosses se forment, mieux vaut donc les respecter. La perte de repères liée à l'ivresse des profondeurs est un facteur de risque supplémentaire et je ne parle même pas des découvertes de trésors de pirates ou de bouteilles de rhum...

Tryphon à la rescousse
4) Quel solutions la science peut-elle apporter au problèmes de la plongée ?
Une façon simple de résoudre un problème est encore de le contourner. Ainsi pour éviter les contraintes liées à l'air pressurisé, l'idéal est de ne pas utilisé d'air pressurisé. Il faut alors que le plongeur se déplace dans un scaphandre entièrement rigide articulé ou dans un submersible résistant aux très fortes pressions (en forme de requin ou pas)...

[Exemples de scaphandre rigides - cliquez sur les images pour les agrandir]

Pour éviter les effets de l'azote on peut également remplacer ce gaz par un autre gaz sans effets narcotique tel que l'hélium. Le petit inconvénient étant que les hommes grenouilles ont alors des voix de canard. (Le mélange utilisé dioxygène diazote et hélium est appelé trimix).

Dernière idée, respirer un liquide suffisamment fluide et riche en dioxygène. Et oui c'est possible, mais sur une durée très limitée et avec beaucoup d'inconvénients. Respirer un liquide comme le perfluorocarbone doit être une sensation désagréable, cela revient à se noyer volontairement. Et pour revenir à l'air libre il faut ensuite vider ses poumons du liquide ... la bronchite à coté c'est pipi de chat ! Il n'empêche que si vous voulez voir ce que cela donne, James Cameron à imposé l'expérience à un rat dans Abyss. Regardez cette petite vidéo :

Pour finir dans le même ordre d'idée allez vous divertir sur le Blog de Marion Montaigne : Tu mourras moins bête, avec deux planches dont la première spécialement en rapport avec ce billet :
Mardi c'est branchies
Mardi c'est océanographie

PS: Saviez vous que le professeur tournesol est inspiré d'un scientifique suisse: Auguste Piccard concepteur du bathyscaphe permettant d'explorer les grandes profondeur. (On parle aussi de John Philip Holland un concepteur de sous marins pour la navy).

Le Trésor de Rackham le Rouge - HERGE - 61p - Editions de Minuit - Coll.Les aventures de Tintin

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L’hémoglobine pour les nuls !

2011-11-30T19:56:00.001+01:00

Tout ce qu'il faut savoir sur l'hémoglobine
résumé en 5 questions et moins de 700mots !

1 - Comment c’est fait ?
Alors c’est une protéine formée de 4 sous-unités (les globines), chacune correspondant à une suite d’acides aminés. Chez l’Homme adulte il y a deux types de sous unités différentes: 2 alpha et 2 bêta et au milieu de chacune de ces sous unités se trouve l’hème. Une sorte de petite pastille "magique" avec un atome de fer au centre qui donne sa couleur au sang (voir cet article pour plus de détails). D’où le nom « hemo-globine ».

2 - Comment ça marche ?
De façon basique, chaque hème peut fixer une molécule d’O2 donc au total 4 molécules d’O2 par molécule d’hémoglobine. Selon la quantité de dioxygène dans le milieu ces 4 molécules d’O2 peuvent se détacher ou se fixer sur l’hémoglobine. De façon accidentelle l’hème peut également fixer le CO (monoxyde de carbone) hyper-toxique ! (Ben oui il prend la place de l’O2 sur l’hème)

Mais ce n’est pas tout ! Le reste de la molécule peut aussi fixer du CO2, mais pas sur l’hème. Le CO2 se fixe sur le groupement NH2 de certains acides aminés formant des composés carbaminés. Du coup l’hémoglobine qui transporte l’O2 peut aussi transporter le CO2.

3 - A quoi ça sert ?
En fait l’O2 est très peu soluble dans l’eau et donc dans le sang. Du coup les animaux de grandes tailles doivent se débrouiller pour faire parvenir de grandes quantités d’O2 de leur appareil respiratoires vers leurs tissus. Ainsi 97% de l’O2 est transporté par l’hémoglobine chez l'Homme (seulement 3% sous forme dissoute contre 10% pour le CO2). L'hémoglobine peut circuler librement dans le sang chez certains animaux, ou être enfermée dans des cellules particulières: les érythrocytes ou globules rouges. Cette protéine n’est toutefois pas la seule solution au problème du transport de l’O2. Il existe pas mal d’autres molécules capables de fixer l’O2: l’hémocyanine des mollusques par exemple, comprend un atome de cuivre pour transporter l’O2 .

4 - Pourquoi ça marche si bien ?
L’hémoglobine est une petite merveille d’adaptation ! Plus il y a d’O2 dans le milieu plus l’hémoglobine fixe de dioxygène, mais cette relation n’est pas linéaire. La fixation d’une molécule d’O2 facilite la fixation de la seconde et ainsi de suite. On parle d’effet coopératif et l’hémoglobine de par cette propriété est qualifiée d’allostérique.

C’est un peu comme détacher des timbres d’un carnet de quatre… Le premier est le plus difficile à séparer (il faut le déchirer sur 2 cotés), mais la séparation du 1er timbre vous facilite la tache pour le second (il n’y a plus qu’un coté à découper)… etc.

5 - In Vivo, ça donne quoi ?
Lorsque le sang arrive dans les poumons, la quantité d’O2 disponible est grande. L’hémoglobine se charge très vite en O2 (un quart de seconde !) et jusqu’à une certaine altitude, il y a toujours assez d’O2 dans l’air pour saturer l’hémoglobine.
Une fois dans les tissus en fonctionnement, l’échange s’inverse et l’hémoglobine libère en moyenne 25% de son O2 en direction des tissus qui contiennent peu d’O2 vu qu’ils en consomment en permanence (ah bah bravo, c’est malin ! t’as encore consommé tout ton O2 !)
Dans le même temps une certaine partie du CO2 se fixe sur l’hémoglobine et sera ramenée vers les poumons pour être évacué. Le reste est transporté sous forme d’ions bicarbonates ou dissoute.

Les 75% d’O2 restant sur l’hémoglobine en temps normal sont une marge de manœuvre bien utile qui peut être exploitée sous certaines conditions :

Peu d’O2 dans les tissus : Plus l’écart de concentration est élevé, plus l’échange est important.
Beaucoup de CO2 dans les tissus : Ça tombe bien les tissus en fonctionnement en fabrique plein. Concrètement, l’hémoglobine lorsqu’elle fixe le CO2 change de forme et se débarrasse plus facilement de l’O2.
Une température élevée : Là encore super pratique! L’air frais dans les poumons permet de fixer l’O2 et la chaleur des muscles de le libérer.
Un pH acide : plus connu sous le nom d’effet Bohr, l’acidité liée à la présence de CO2 permet de libérer plus d’O2.

Conclusion :
L’hémoglobine grâce à sa structure, remplit évidemment parfaitement sa fonction de transporteur du dioxygène d’une part. Mais en plus de cela, elle transporte une partie du CO2 et permet, par ses propriétés, l’adaptation de l’organisme à une grande variété de situations écophysiologiques.

- Des questions ? -

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Strip Science : Quand la BD fait bander la science !

2011-11-19T15:51:00.001+01:00

Evénement majeur, titre choc ! Rien de tel que du grivois pour appâter le client !

Vous n’en pouvez plus de lire ma prose au style pauvre et lourd qui s’étend sur des pages et des pages ? Mes blagues stupides ne vous font plus rire ? Les illustrations de mes articles ne vous suffisent plus ? Bref vous en voulez plus petits coquins ! STRIP SCIENCE est fait pour vous !

Avec un principe simple: regrouper sur une même plateforme des BD courtes (comic strip) ou des illustrations à thème scientifique, dont certaines sont le fruit d’une collaboration directe entre dessinateurs de tous bords et blogueurs du c@fé des sciences.

Exemple avec cette illustration de Jul (du blog Forza Pedro) qui vient compléter mon précédent billet sur Mendel. Ou encore avec un sujet hautement scientifique : ma trombine (plutôt ressemblant si on compare à la photo de droite) !

2 points forts donc :
- Une multitude de dessins produits par des illustrateurs de tous les horizons.
- Un contenu scientifique de qualité avec l’expertise du c@fé des sciences !
Le total sur un seul et même site beau et fonctionnel dont je vous redonne l'adresse ici :

http://stripscience.cafe-sciences.com/

Les journalistes ont toujours étés secondés par des dessinateurs de presse, que ce soit en politique où même en science. Il en sera donc de même avec les blogueurs. Car une belle image vaut mieux qu’un long discours, et un peu de détente ne nuit pas à la connaissance !
Voilà en résumé la présentation de cette excellente idée du très productif Taupo de SSAFT (Mais comment fait-il ???). Bien sur si vous passez tout votre temps à compulser les nouveautés de Strip-Science en plus de vos sites préférés je n’y suis pour rien. Et d’ailleurs je suis victime moi aussi !

PS : Si vous aimez les Web comics et le projet Strip Science, vous pouvez :

En parler autour de vous et convaincre d’autres dessinateurs de rejoindre Strip-Science et de dessiner pour nous, euh pour la science !
Consulter mes autres billets en lien avec la BD
Faire un tour sur d'autres portails qui regroupent plein de comics tous thèmes confondus tels que bd-en-ligne.fr ou encore lapin.org

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Mendel et le syndrome du 11/11/11

2011-11-11T11:11:00.000+01:00

En tant que voyant extralucide je peux prédire que vous allez vous casser la jambe ce vendredi 11/11/11 à 11H. Bien sûr je ne vous le souhaite pas, mais je peux faire cette prédiction, et si elle se produit vous serez j'en suis sûr convaincu de mon pouvoir surnaturel !

Mes pouvoirs sont EnoOormes !!
Statistiquement, j'ai même de fortes chances de voir se produire un tel événement à l'échelle des 7 milliards d'humains que nous sommes. (Certes, je suis loin des 7 milliards de lecteurs réguliers, mais il faut savoir être ambitieux). Si l'on se place de votre point vue de victime, la probabilité qu'un tel accident se produise était faible, ainsi la précision de ma prédiction associée à l'émotion occasionnée par le traumatisme, fera peut-être vaciller votre raison pour laisser place à l'irrationnel voir à la bêtise !

Persuadé de l'existence de mes pouvoirs vous payerez peut-être une petite somme pour obtenir de nouvelles prédictions qui cette fois seront floues et avec une probabilité importante de se produire. Exemple: "D'ici une semaine vous rencontrerez une personne rayonnante (énergie cosmique bien sur) qui changera votre vie !" Si votre ramollissement cérébral persiste pendant la semaine qui suit vous rentrez alors dans une erreur classique : Le biais de confirmation d'hypothèse...

Autrement dit vous allez systématiquement mémoriser, et interpréter, voir provoquer des rencontres confirmant la prédiction ou l'hypothèse. Nous sommes tous plus ou moins victimes de ce biais, car envisager l'erreur n'est pas une perspective rassurante, ainsi nous cherchons toujours à confirmer nos opinions. Les créationnistes ne cherchent sur Google que des sites créationnistes qui leur donnent raison...

Le TOC des numérologistes et des scientifiques ?

Les numérologistes sont des accros inconditionnels du biais de confirmation d'hypothèse. Chez eux c'est un vrai TOC ! Il leur faut chercher tout ce qui pourrait confirmer la particularité de certains nombres tel que 666 ou encore le 11/11... Le 11 septembre par exemple a eu droit à toutes les opérations mathématiques possibles et imaginables pour produire un message (voir le lien pour des exemples). Il en va de même avec le 11 novembre ! Par exemple saviez vous que le 11/11/11 se produit 33966 jours après l'armistice du 11 novembre 1918 signé à 11 heures. Or 33966 est un multiple de 666 (51*666, Aha !). Par conséquence, nous pouvons en déduire que cette date est évidemment diabolique (même si une armistice est un acte de paix) CQFD.

Ça ne s'arrête pas là! Car le biais de confirmation d'hypothèse touche aussi les scientifiques trop enthousiastes. En effet un 11 novembre de l'année 1856 (5+6 = 11) à 11H, le moine autrichien Gregor Mendel compte pour la première fois la descendance de pieds de petits poids hybrides. Il tente alors d'établir les règles de l'hérédité ou "lois de Mendel", qui ont traumatisé tant de générations d'étudiants (une œuvre du malin donc). Sauf que voilà, Mendel compte mal. Les résultats qu'il publie en 1865 (6 + 5 = 11) dans "Recherches sur des hybrides végétaux" sont trop parfaits pour être vrais. C'est le statisticien Ronald Fisher qui le prouve en 1936 (3+6 = ah bah non ça marche pas) avec un test tout simple du X². Consciemment ou pas, Mendel a donc truqué ses résultats pour qu'ils soit parfaits et correspondent au résultat attendu. Influence du "démon de la fraude scientifique" ou pas, heureusement pour sa postérité il avait raison...

[Illustration de Jul à retrouvez sur son blog: http://www.forzapedro.com/ et sur Strip Science ]

[ Merci à lui ! ]

Pour se prémunir de cette tendance malsaine à valider l'hypothèse dont le chercheur a l'intuition, il existe cependant des parades: l'expérimentation en double aveugle en est une utilisée en médecine. Pour éviter que le patient se persuade qu'il est soigné par le médicament testé, il ignore s'il a à faire à un placebo ou à un véritable médicament, il est le premier aveugle. Quand au médecin qui suit ce patient, il ignore également le traitement du patient (placebo ou médicament), c'est le deuxième aveugle. Au final une petite validation statistique départage le placebo du médicament et s'il n'y a pas de différence, alors le médicament n'est qu'une poudre de perlin pinpin. Ce qui ne l'empêche pas de se vendre (on appelle ça l'homéopathie), vous me direz c'est toujours mieux que du médiator...

Une seule solution ... La révolution !

Terminons par une petite conclusion épistémologique. Thomas Kuhn, dans sa théorie des révolutions scientifiques (1962) pense que ce biais de confirmation est récurent en période de "science normale". Ainsi lorsqu'un paradigme est établi, les scientifiques vont chercher à le conforter et à l'affiner plutôt que de le remettre en cause et d'avoir l'air ringard. Ce n'est que lorsqu'un certain nombre d'anomalies s'accumulent, et surtout, que lorsqu'un nouveau paradigme est proposé, que l'ancienne théorie est rejetée en bloc pour une courte période de "science révolutionnaire". On repart alors pour une période de science "normale" jusqu'à la prochaine révolution.

Alors quoi ? La science dit-elle la vérité de façon objective grâce à une méthodologie rigoureuse ? Ou confirme-t-elle en permanence l'idée majoritaire comme un pur produit social ? A vous de choisir...

Bonne guérison pour votre jambe...

PS: la date et l'heure de parution de cet article ne sont pas une coïncidence !

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L’idée d’un homme…

2011-10-31T23:18:00.000+01:00

Diogène de Sinope était quelqu’un de sympathique à bien des égards, et j’aime les anecdotes que l’on rapporte à son sujet…
C’est un peu le père de tous les punks à chiens, vivant dans une amphore et amis des canidés, il reçoit la visite d’Alexandre le grand (probablement une sorte de campagne électorale antique) qui, devant la simplicité de la vie du philosophe, demande à Diogène ce qu’il peut faire pour lui, et sa réponse est une sorte de "casse toi pauv’ con" bien plus raffiné : « ôte-toi de mon soleil »…

Diogène en tant que fondateur de l'école cynique est aussi l’ennemi du grand Platon et de son Académie. Ainsi lorsque Platon affirme que l’Homme est une idée, Diogène déambule avec une lanterne en pleine journée dans les rues d’Athènes, à la recherche du vrai Homme de Platon dans sa forme idéale. Et quand Platon décrit l’Homme comme un bipède sans plumes et sans cornes, Diogène présente avec culot, un poulet sans plumes et sans ergots et affirme : « voici l’Homme de Platon !! »

Le philosophe, oublié par le christianisme, avait ici émis une idée remarquable, qui ne sera appliquée aux classifications que 2000 ans plus tard dans le cadre de la systématique phylogénétique (ou cladistique - voir cet article précédent ) : L’idée essentielle que l’on ne peut classer en s’appuyant sur l’absence de caractère pour définir un clade (un groupe).

Ainsi l’absence de vertèbres qui définit les « in-vertébrés » produit un groupe paraphylétique qui n’a pas de sens d’un point de vu évolutif. Si l'on s'en tient au texte, les pins, les bactéries, les camions,et les cuillères sont des invertébrés, et finalement la seule raison d’être du groupe des invertébrés est de mettre en valeur le groupe des vertébrés dont fait partie, la plus parfaite, la plus évoluée, le plus sublime de toutes les espèces: l’Homme évidemment. En fait, un groupe paraphylétique c’est une sorte de groupe « par défaut de caractère ».
D’autres exemples de groupes paraphylétiques (basés sur une absence d’un caractère) sont bien connus chez les vertébrés :
Les agnathes : craniates sans mâchoires (mâchoires que les hommes ont !)
Les poissons : vertébrés sans pattes (pattes que les hommes ont !)
Les reptiles : amniotes sans plumes ni poils et non homéothermes…

Ces groupes paraphylétiques sont à distinguer des groupes polyphylétiques basés sur des ressemblances non hérités d’un ancêtre commun. C’est le plus souvent une convergence évolutive. Ainsi si vous regroupez tous les animaux qui possèdent un bec corné (ex : tortues, oiseaux, ornithorynque et échidné) vous créez un groupe polyphylétique. Le bec corné est une convergence et non une caractéristique commune à un hypothétique ancêtre commun aux oiseaux, chéloniens, et monotrèmes…

Les vautours sont un exemple de groupe polyphylétique qui rassemble tous les oiseaux ayant une « gueule de vautour », et ce même s’ils sont situés sur des continents différents, et issues de lignée évolutives distantes.

[ Le vautour fauve des Pyrénées, et le vautour aura d'Amérique ]

Dans la construction d’une classification ces groupes n’ont pas d’intérêts, mais de notre point de vue biaisé d’humains, ils peuvent conserver un intérêt. Ces groupes ont une réalité écologique ou physiologique le plus souvent, ils n’ont pas étés crées par hasard non plus…
Ainsi le groupe polyphylétique des homéothermes qui regroupe les animaux à "sang chaud" à une raison d’être car les oiseaux comme les mammifères adoptent le même genre de solutions pour réguler leur température, avec des implications importantes d’un point de vue physiologique.
De même les « poissons » qui sont les vertébrés qui occupent l’écosystème marin et dulcicole ont un sens pour celui qui s’intéresse à leur écologie plus qu’à leur classification, idem pour les vautours et leur niche écologique de charognard… Et bien sur dans la vie de tous les jours vous pouvez continuer à manger des ~~actinoptérygiens~~… poissons panés !

Si Diogène était parmi nous aujourd’hui peut-être serait-il le défenseur de ces groupes emprunts d’un certain réalisme matérialiste, plutôt que des groupes parfois abstraits issus d’une pensée conceptuelle comme aurait pu les concevoir Platon. L'actinoptérygien est-il une idée, le poisson une réalité ?
Concluons donc que les difficultés que rencontre une classification phylogénétique à s’imposer, sont liées au fait qu’elles s’oppose parfois au « bon sens » où aux réalités écologiques telles que nous les percevons. Contre-intuitive, elle n’est est pas moins juste et pertinente dans la mission qu’on lui donne : classer scientifiquement la diversité du vivant.

à lire également:
Le blog: "les poissons n'existent pas" : http://fish-dont-exist.blogspot.com/2011/09/les-mysteres-de-la-phylogenie.html

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Je veux un cœur de crocodile !

2011-10-25T13:11:00.000+02:00

Si j’étais finaliste je serais persuadé de la supériorité de mon cœur :

Parfaitement cloisonnée (enfin sauf si j’ai un souffle au cœur...)
Hyper efficace (enfin sauf en cas de crise cardiaque)
Avec une forme magnifique, à tel point que je la dessinerai partout pour exprimer mes sentiments…

Mais je suis évolutionniste, et bien que mon cœur soit parfaitement adapté à mon mode de vie de chasseur cueilleur sportif (oui je cueille des fruits et j’attrape des poulets dans les étales de mon supermarché et c’est un sport !) – bien qu’il soit adapté donc, j’éprouve une certaine jalousie face à la merveilleuse adaptation du cœur de crocodile que les ouvrage de biologie classique considéreront comme « peu évolué » puisqu’il n’est pas parfaitement cloisonné comme le notre. Typiquement cette forme de cœur sera considérée comme « un intermédiaire entre le cœur cloisonné des oiseaux et celui peu cloisonné des reptiles, dans la série des vertébrés » Beurp… pardon je dois aller vomir…

Le cœur de crocodile

Vue ventrale du cœur de crocodile

Mrh – ça va mieux… Non, effectivement le cœur de crocodile n’est pas cloisonné c'est-à-dire que le sang pauvre en oxygène peut passer dans la circulation générale et ne se rend pas obligatoirement aux poumons pour s’oxygéner comme c’est le cas chez nous.

Il faut savoir qu’il y a deux aortes chez le crocodile : une aorte gauche et une aorte droite. L’aorte gauche peut récupérer le sang du ventricule droit (sang non oxygéné) ou le sang oxygéné en provenance du ventricule gauche via une petite communication entre ces deux aortes : le fameux foramen de ~~la pizza~~ Panizza.

En temps normal la base de l’aorte gauche est fermée et celle-ci reçoit du sang oxygéné en provenance du ventricule gauche via le foramen de Panizza. Dans cette situation l’apport en dioxygène au reste de l’organisme est maximal.

Mais lorsque l’animal est en plongée (et lorsqu’il digère), le sang désoxygéné du ventricule droit passe dans les aortes droites et gauche (via le foramen). Les poumons ne servant à rien sous l’eau leur irrigation sanguine diminue donc de façon automatique par constriction de l’artère pulmonaire (au niveau de la valve dentée). En première approximation l'ouverture de l'aorte gauche permet simplement de diminuer la résistance à l’écoulement du sang.

[ Le cœur de crocodile in situ, ces photos sont prise lors des opérations chirurgicales décrites plus loin.
Les légendes sont données sur le schéma du cœur de crocodile ci-dessus. ]

A quoi cela peut-il bien servir ?
Pour beaucoup, cette petite communication est un caractère ancestral conservé (plésiomorphe) qui n’est pas adaptatif, en gros « c’est comme ça, c’était déjà là, et ça sert à rien… ». Les seules organismes dont le cœur est parfaitement cloisonné étant des animaux à sang chaud ou "homéothermes" (mammifères et oiseaux). C’est vrai que l’on peut se demander à quoi peu bien servir de mélanger du sang peu oxygéné avec le sang oxygéné nécessaire aux tissus, cela ne fait qu’augmenter la concentration de CO2.

Cependant, tout physiologiste qui se respecte, sait que la concentration du CO2 dans l’organisme permet à l’estomac de produire de l’acide chlorhydrique. Comment ?? De l’acide chlorhydrique !!! Mais c’est dangereux ça ! En fait non, ça permet juste de dénaturer les protéines de la viande et d’activer les enzymes de l’estomac…

Voyons un peu comment une cellule pariétale de l’estomac fabrique cet acide chlorydrique HCl…
Pour faire de l’HCL, il faut du H et du Cl… Bon le Cl on mange plein dans notre Cl sel de table, c’est facile à trouver. Mais le H+ ... les protons, responsables de l’acidité il faut les fabriquer. Pour cela les cellules pariétales utilisent une enzyme : « l’anhydrase carbonique » qui utilise une molécule d’eau et une molécule de CO2 pour fabriquer de l’acide carbonique H2CO3 qui se transforme tout seul en HCO3- (ion bicarbonate) et en H+ ! Bingo on fabrique de l’acide avec du CO2 ! Plus il y a de CO2 dans le sang et plus la cellule pariétale peut fabriquer d’acide chlorhydrique.

[ La production d'HCl par la cellule pariétale ]

Rmq : Outre la raison présentée il d’autres raisons pour expliquer comment un sang riche en CO2 facilite la digestion (paradoxalement cela permet de libérer plus d’oxygène de l’hémoglobine, et cela participe au métabolisme du foie (notamment à la production de glutamine).

Avec du CO2 on digère mieux !
Si vous n’avez pas tout suivi, voici l’idée séduisante qui viens d’émerger : le sang du crocodile grâce au foramen de Panizza apporte une plus grande quantité de CO2 à l’estomac qui produit d’autant plus d’acide chlorhydrique. Cette communication à priori archaïque et inutile serait-elle adaptative ???

Il est temps de soumettre cette idée au feu de l’expérimentation et pour cela les crocos vont passer sur le billard ! Une équipe de scientifiques américains a effet retiré chirurgicalement un morceau de l’aorte gauche évitant ainsi tout passage de sang du ventricule droit (non oxygéné) vers l’aorte restante. Ils ont ensuite mesuré la production d’acide par l’estomac et là, force est de constater que l’hypothèse de départ est validée. De façon complémentaire un os donné à digérer aux animaux opérés sera plus grand que pour le groupe témoin, preuve supplémentaire que la digestion est plus efficace avec cette communication sanguine.

[ Production d'acide gastrique chez les crocodiles témoins (fausse opération) en vert et chez les crocodile ne possédant pas de communication entre les deux types de sang, en jaune. ]

Bref le foramen de Panizza permet une digestion plus efficace et plus rapide, notamment lorsque la température est élevée. De quoi conférer un certain avantage, la digestion rapidement achevée, le crocodile peut repartir en chasse plus souvent. Pour un cœur archaïque c’est plutôt pas mal non ?

Vous comprenez désormais cette jalousie qui m’anime lorsque je vois ces documentaires animaliers où un crocodile dévore un gnou entier. D’un coup j’ai l’impression qu’un gouffre c’est ouvert et que je ne suis plus le sommet de l’évolution. Prisonnier de ma condition d’animal à sang chaud, je dois fournir tant de dioxygène et de nutriments à mon organisme qu’il me faut me un cœur cloisonné et des repas réguliers, tandis que le ventre léger d’autres avalent leur poids en viande et sont tranquilles pour quelques semaines… le monde est injuste !

The Right‐to‐Left Shunt of Crocodilians Serves Digestion
C. G. Farmer, T. J. Uriona, D. B. Olsen, M. Steenblik and K. Sanders
Physiological and Biochemical Zoology
Vol. 81, No. 2 (March/April 2008), pp. 125-137
http://www.jstor.org/stable/10.1086/524150

Version vulgarisée en anglais : http://news.sciencemag.org/sciencenow/2008/02/06-01.html

D'autres études sur le même thème:
http://jeb.biologists.org/content/213/15/2673.full
http://jeb.biologists.org/content/212/21/3553.full

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Lettre ouverte aux finalistes et aux gradistes...

2011-09-25T17:15:00.003+02:00

A M. Jean-Claude Baerh, Jean-Louis Picaud et James Maissiat , respectivement professeur et maitres de conférences à l'Université de Poitier
Aux responsables éditoriaux des éditions Dunod.

Concernant l'ouvrage "Biologie animale" je tiens tout d'abord à vous féliciter pour votre travail de synthèse qui regroupe en deux tomes l'essentiel de la biologie animale s'adressant aux étudiants de Licence. Comme on peut l'attendre d'un tel ouvrage le texte est clair et plutôt bien illustré, même si dans ce domaine les éditeurs français ont encore de gros progrès à faire.

Je m'interroge néanmoins à la lecture de l'introduction du chapitre 2 du tome 2 concernant les vertébrés, (Edition de 2004 - tirage 2010 !) je le retranscris ici sans aucun troncage, ni ajout:

« Cet embranchement comporte environ 40 000 espèces. Il s’agit de l’embranchement du règne animal le plus élevé en organisation. Ils possèdent un plan de constitution remarquable par son unité, ce que démontrent l’embryologie et l’anatomie comparée. Leur structure générale rappelle celle des Céphalochordés, mais en beaucoup plus évoluée.
Ils se distinguent des autres Cordés par l’apparition de caractères nouveaux, en relation avec ce niveau d’évolution supérieur… »

Sans revenir sur la notion de plan d'organisation qui est litigieuse, trois expressions retiennent mon attention et seraient inévitablement soulignées d'un trait rouge rageur, s'il s'agissait de la copie d'un de mes étudiants:
•    embranchement "le plus élevé en organisation"
•    structure "beaucoup plus évoluée"
•    caractère en relation avec ce "niveau d'évolution supérieur"

Je m'interroge donc, sur le sens de ces expressions qui aurait pu être prononcé par ce cher
Gottfried Leibniz, en commentaire de son échelle des êtres. Ce dernier étant un fixiste de la fin du XVIIème, il n'aurait cependant pas utilisé le terme d'évolution, qui s'affiche ici encadré par la locution "niveau supérieur". Comme si l'évolution à la manière d'un ascenseur conduisait l'amphioxus (un céphalocordé proche des vertébrés) à l'étage suivant de l'échelle des êtres: les vertébrés.

[L'amphioxus un céphalocordé à gauche et le lançon un vertébré téléostéen à droite. Bien que le lançon semble plus "complexe" je ne le perçois pas comme plus évolué que l'amphioxus...]

D'après moi, vous tombez ici dans le piège classique de la complexité apparente. C'est d'autant plus évident lorsque vous décrivez les vertébrés comme l'embranchement "le plus élevé en organisation". La complexité n'est pas une échelle de mesure de l'évolution des organismes. De même que le terme évolution n'est pas synonyme de complexité, il n'est pas non plus synonyme de progrès.
Non ! L'évolution n'est qu'un processus et son résultat n'est pas la complexité mais l'adaptation. Une structure qui nous semble simple du moment qu'elle est adaptée est donc tout aussi "évoluée" qu'une structure complexe. Ainsi l'Homme, qui est de mon point de vue d'humain qu'une sorte de bricolage compliqué et fragile, n'est pas plus évolué que l'amphioxus, ou qu'une arché-bactérie, dont certaines malgré leur simplicité apparente prolifèrent dans des environnements qui nous sont largement inaccessibles.

Il n'est pas utile d'étendre mon propos davantage, tant l'erreur est flagrante pour ne pas dire énorme. Je conclurai donc en vous invitant à revoir votre copie et notamment votre vision archaïque, finaliste, et gradiste de l'évolution. Une telle vision n'a pas sa place dans un ouvrage de niveau universitaire des années 2000. Elle sape le travail de centaines d'enseignants qui comme moi se battent pour faire rentrer dans la tête de nos élèves une conception non altérée des principes de l'évolution expliquant la biodiversité actuelle et passée.

J'en profite pour vous signaler la ré-édition ce mois-ci, d'un excellent ouvrage qui vous permettra de remettre vos conceptions anciennes au placard, bien que ce dernier ne soit pas édité en version papier... contrairement à d'autres.

Les mondes darwiniens

L’évolution de l’évolution

Auteur(s) (dir.):
Thomas Heams,
Philippe Huneman,
Guillaume Lecointre
et Marc Silberstein

1576 pages - 39 €
Editions matériologiques

Sommaire détaillé au format .pdf ici: http://www.materiologiques.com/IMG/pdf/LMD-sommaire_640_Ko_.pdf

Lien pour la page de l'éditeur: http://www.materiologiques.com/Les-mondes-darwiniens-L-evolution
Site dédié à l'édition précédente (2009) : http://www.lesmondesdarwiniens.org/

Bienvenue au niveau d'évolution supérieur !

Post Scriptum:
Un droit de réponse des auteurs/éditeurs concernés est bien sûr possible.
Les lecteurs qui soutiennent mon opinion peuvent le manifester dans les commentaires ci-dessous.

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Les 704 bourre-pifs d’Astérix et Obélix

2011-09-10T17:02:00.001+02:00

"Nous sommes en 2011 après Jésus-Christ. Toute la Science est occupée par des gens sérieux... Toute? Non! Un petit groupe d'irréductibles plaisantins résiste encore et toujours à l'envahisseur.

Il ne s’agit pas vraiment d’Astérix, il ne s’agit pas vraiment de science, mais de la rencontre singulière de ces deux mondes. Puisque nous nous intéresserons à une publication du très sérieux journal scientifique « Acta Neurochirurgica » (impact factor 1,47) qui a publié cet article remarquable :

“Traumatic brain injuries in illustrated literature: experience from a series of over 700 head injuries in the Asterix comic books” Marcel A. Kamp et al.

Les auteurs proposent ici une revue complète des quelques 704 blessures à la tête recensée dans les 34 albums de la célèbre série gauloise de Goscinny et Uderzo : Astérix le gaulois. Ainsi après une lecture attentive, ils livrent leurs conclusions sur les troubles observés, et les causes ou les facteurs corrélés à ces différents troubles… Des résultats marquants !

Origine ethnique des victimes et des responsables

Premier constat, les victimes de blessures à la tête sont surtout des romains, avec 450 cas (64%) ; de façon plus surprenante viennent ensuite les gaulois 120 cas (pensons tout de même que les problèmes d’approvisionnement en poissons frais sont fréquents et la cause d’importants troubles à l’ordre publique), enfin les pirates sur la troisième marche du podium payent un tribu plus modeste avec 21 cas. Les blessures infligées aux bardes professionnels ne sont pas comptabilisées, en revanche il est à noter 4 cas de blessures infligées à des extra-terrestres. Seules 6 femmes sont blessées à la tête ce qui semble assez faible étant donné le contexte géopolitiquement agité de la gaule en cette période.
Les responsables de ces violences sont les gaulois dans 87% des cas et à eux seules Astérix et Obélix sont à l’origine de 406 blessures à la tête (soit 12 par album en moyenne).

Autres facteurs corrélés à de sérieux traumatismes crâniens…

D’autres facteurs sont corrélés de façon importante à ces blessures, ainsi dans 70% des cas les victimes portant un casque cependant celui-ci est perdu par la victime dans près de 90% des cas (87% exactement). Ainsi malgré les efforts de prévention réalisés par les romains le manque d’ergonomie des casques employés à cette époque se fait cruellement sentir.
Le second facteur déterminant est l’utilisation par le responsable d’un « doping agent » comme le désigne l’article mieux connu sous le nom de potion magique, qui concerne 83,5% des cas. L’article déplore la méconnaissance de cette substance dont on sait seulement qu’elle contient du gui… (Malheureusement Panoramix n’a délivré son savoir qu’au cours de symposium druidiques non édités en version parchemin).

Quelles sont les conséquences de ces nombreuses blessures ?
Tout d’abord on observe fréquemment une parésie (paralysie partielle) des muscles innervés par le nerf hypoglosse (26% des cas), le résultat typique étant un étirement de la langue qui pendouille lamentablement sur le coté… Des ecchymoses péri-orbitales ou "yeux au beurre noir" ("racoon eyes" en anglais) sont observés dans 51% des cas enfin le trouble le plus fréquent est une perte partielle ou totale de conscience dans 55% des cas.

A part quelques amnésies et aphasies sporadiques aucunes séquelles neurologiques graves et aucun décès ne sont relevés dans les 34 albums. Toutefois l’absence de suivi des blessés sur le long terme est une lacune importante… Sans doute faut-il voir derrière cette absence de suivi, et de décès, une façon de rendre la violence gauloise acceptable !

Voilà donc les conclusions de cet article co-signé par 5 chercheurs du département de neurologie de l’université de Dusseldorf. Grâce à eux nous parlons un peu plus de leur travail, de leur laboratoire du journal où ils publient (Acta-Neurochirurgica), mais aussi d’Astérix, des traumas crâniens et de l’importance de porter un bon casque !

Voilà, je laisse maintenant aux anesthésistes tintinophiles le soin de répertorier le nombre d'endormissement au chloroforme dans les 24 albums d'Hergé... Quand aux amateurs de lucky-luke ils peuvent compter le nombre de coups de feu tirés par le cowboy solitaire.

Merci à Michael Ziegert le post-doc "germain" du labo, qui proche des tribus gauloises m’a transmis cet article ! Et pardon pour la réaction un peu tardive sur le sujet qui a déjà fait le tour du web ... Ayant écrit l'article pendant les vacances j'ai quand même voulu le poster ! Nah !

Pour télécharger la publication : http://www.springerlink.com/content/x161246067q0h638/
Pour tout savoir sur Astérix : http://www.asterix.com/index.html.fr

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Colchiques dans les prés...

2011-08-27T16:49:00.004+02:00

Et oui l'été touche à sa fin, et le monde de l'éducation s'apprête à faire sa rentrée avec tout de même 16000 postes de moins. Espérons que la rentrée 2012 se fera avec une politique différente... Pour ce mettre en jambe voici une petite présentation du genre Colchicum qui fleurit dans les prés, ainsi que quelques nouvelles concernant ce blog.

Bonne rentrée et bonne lecture à tous.

Fleurissent Fleurissent...
La colchique désigne toutes les plantes appartenant au genre Colchicum. N'en déplaise à certain botanistes ringards, la colchique n'est plus une liliacée, non, c'est désormais une colchicacée. Les colchiques ont donc leur propre famille depuis l'arrivée de la classification phylogénétique, seulement il y a encore quelques débats de spécialistes pour savoir parmi les colchicacées lesquelles sont des membre du genre Colchicum... Bref !

Il n'empêche que tout le monde a en tête la fleur de la chanson: "Colchicum autumnale" une petite fleur violacée qui émerge du sol par un tube formé par la fusion des pétales et des "tépales"... (B sur la planche ci-dessous). Pour ceux qui se pose la question, un tépale est un sépale (les petites feuilles vertes qui sont à la base des fleurs) qui a l'aspect d'un pétale. Au lieu d'être vert et donc chlorophyllien, le tépale est donc coloré comme un pétale. Les fleurs ressemblent beaucoup à celles des Crocus mais une différence importante est le nombre d'étamines (3 pour le crocus et 6 pour la colchique, sur deux rangs )(cf N°2 sur la planche).

Une fois la fécondation accomplie en automne (Aout à Octobre), la plante passe l'hiver grâce à un organe de réserve le "corme" une tige renflée qui ressemble à un bulbe (A sur la planche et photo ci-dessous). Au printemps la plante complète se développe à partir des réserves du corme et forme des feuilles (C sur la planche) et des fruits de type capsule (N° 6 sur la planche). Ce mode de passage de la mauvaise saison est appelé "géophyte" ou "cryptophyte".

Quand la toxicité devient utile...
La colchique contient un alcaloïde puissant: la colchicine. La toxicité importante de la colchique lui vaut d'ailleurs parfois le nom de "tue-loup" ou "tue-chien". Un enfant de 20 kg peut mourir suite à l'ingestion de seulement 5 graines (N°7 sur la planche), les fruits en capsules constituant un joli hochet, mieux vaut prendre garde ! Les premiers symptômes sont bien sûr digestifs puis les systèmes respiratoires, cardiaques et nerveux sont touchés. L'ingestion de colchique sous une quelconque forme nécessite une hospitalisation une immédiate (lavement de l'estomac et traitement au charbon actif).

En fait, la colchicine agit en perturbant l'organisation de petits filaments à l'intérieur même de nos cellules : les microtubules. Ces microtubules sont formés de tubuline et en ce liant à la tubuline la colchicine empêche les microtubules d'êtres formés par assemblage de tubuline.
Ces microtubules permettent le déplacement des chromosomes lors de la division cellulaire, en l'ajoutant dans une préparation au bon moment on peut donc bloquer la division cellulaire et prendre une jolie photo des chromosomes et ainsi établir un caryotype [Photo ci-contre].

La colchicine puisqu'elle bloque la division cellulaire peut être utilisée en cas de cancer, ou pour créer des mutations chez les plantes (polyploïdies notamment).
Enfin, la colchicine empêche également le déplacement certains globules blancs (les neutrophiles) d'où un effet anti-inflammatoire utilisé pour traiter les crises de goutte.

Voilà, désormais vous pourrez donc désormais chanter "Colchique dans les prés" en toute connaissance de cause, et épater vos proches avec un exposé scientifique de haut niveau lors des sorties aux champignons automnales !

[L'interprétation inoubliable de Dorothée...]

Une pause café ?
C'est un honneur et fierté que je vous annonce que ce blog fait désormais partie du c@fé des sciences, un site communautaire qui regroupe de nombreux blog de grande qualité, pour mieux les faire connaitre. Merci donc à toute la communauté du c@fé des sciences pour leur accueil et notamment à Taupo (Auteur de SSAFT) qui est un peu le parrain de cette candidature. Cette marque de reconnaissance en plus d'être gratifiante, et encourageante permettra j'en suis sur à de nombreux lecteurs de découvrir ce blog.

L'UPPA c'est plus fort que toi!
C'est également l'heure de la rentrée à l'Université de Pau, et les nouveaux cours dont je vais avoir la charge risque de limiter cette année encore le rythme de parution des articles. La contrepartie étant que la préparation des cours me permet de faire émerger plein de nouvelles idées d'articles!

Liens:

Les colchiques sur Wikipedia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Colchique

Une phylogénie des liliales (Fay et al. 2006) : http://ninaronsted.dk/page1/files/page1_6.pdf

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Les coléoptères dans l’art !

2011-08-23T00:16:00.004+02:00

Les coléoptères sont un groupe d’insectes qui possèdent des élytres et présentent la plus grande diversité en termes de nombre d’espèces (300 000 tout de même). On retiendra à leur sujet la célèbre citation du biologiste britannique John Haldane (fondateur de la génétique des populations): "le Créateur, s'il existe, a une passion démesurée pour les coléoptères ! " Evidemment le rôle écologique des coléoptères est important mais avant cet été je n’aurai pu imaginer qu’un coléoptère contribue physiquement à une œuvre artistique !

En vacances* à St Paul de Vence, sur le chemin de la magnifique fondation Maeght, j’ai pu visiter la galerie Guy Pieters et découvrir le travail de l’artiste belge Jan Fabre. Cet artiste complet est à la fois dessinateur, sculpteur, metteur en scène et chorégraphe, propose un travail assez surprenant et parfois un peu trash… Il utilise par exemple des os humain broyés pour ses sculptures, ou encore ses propres « fluides corporels »… Jan fabre précise également être entomologiste et même le descendant de Jean-Henri Fabre, entomologiste et écrivain français... mais ça reste à prouver !

En tant que biologiste l’œuvre qui a le plus retenue mon attention est cette sculpture réalisée avec des scarabées fixés sur une armature métallique représentant une sorte de robe ou de personnage féminin fantomatique. On retrouve ici un thème récurrent de son œuvre : la mort et la décrépitude.
Jan Fabre précise d’ailleurs que « le scarabée est un être qui défie le temps. Avec raison les Égyptiens en ont fait un symbole de l'éternité. En termes actuels on pourrait dire qu'il est comme un ordinateur, il garde la mémoire du vivant ».

Renseignements pris auprès de la propriétaire fort sympathique de la gallerie, les scarabées de Jan Fabre à priori une majorité de Callopistus castelnaudi, sont élevés en Amérique du Sud et traités avec un produit particulier afin de mieux les conserver. Cela n’empêche cependant pas l’œuvre de dégager une certaine odeur apparemment assez forte au moment de l’installation de celle-ci dans la galerie.

[ Après autorisation, j’ai pu prendre quelques photos qui ne libèreront aucune odeur à travers l’écran de votre ordinateur. Les entomologistes peuvent laisser le résultat de leur diagnose éclairée en commentaire…]

Jan Fabre s’attaque aussi à des structures de plus grande taille en recouvrant les colonnes d’un amphithéâtre de jambon à l’université de Gand… (Après une infestation importante de mouches, il a fallu recouvrir les colonnes de cellophane, puis finalement retirer le jambon pour cause de moisissure). Mais son œuvre la plus connue est sans doute la couverture du plafond du palais de la salle des glaces du palais royal de Bruxelles, avec 1,4 millions d’élytres de scarabées (2002).

On appréciera ici comme dans les œuvres présentées ci dessous les magnifiques couleurs irisées allant du bleu au vert présentes à la surface des élytres des scarabées.

Les élytres qui correspondent à la première paire d’ailes modifiée ont pour fonction principale la protection de la paire d’ailes qui servent au vol. Elles peuvent aussi constituer un signal de danger pour les autres organismes (aposématisme) que nous sommes ravis d’admirer sur les œuvres de Jan Fabre comme sur les ailes des petites coccinelles où nous comptons avec plaisir un certain nombre de points qui n’ont bien sur aucun lien avec l’âge de ces dernières…

*: Le terme vacances s'applique également à l'écriture de billets sur mon blog, et bien sur en tant que Pff... "Prof fonctionnaire fainéant" ... 2 mois sont un minimum ! Ceci dit la cadence de 1 à 2 articles mensuels devrait reprendre d'ici peu...

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Les lophophorates ou la saga des porteurs de touffes.

2011-06-28T19:33:00.004+02:00

Dans ma jeunesse perdue, lorsque mes cochlées auditives étaient encore intactes, et que j’écoutais avec délectation les tirades de mon professeur de biologie animale (JJLR pour les dijonnais), un nom percuta mes oreilles : « lophophorates ». Or à cette époque, pas si lointaine du début des années 2000 passait sur les ondes FM un groupe rock un peu punk nommé lofofora, et dont le nom est selon la biographie officielle est tiré d’un genre de cactus : Lophophora sp. Enfin j’apprends dernièrement qu’un genre d’oiseaux porte également le nom de lophophorus…

Un mot, et 4 groupes différents : zoologiques, botanique, et musical… Avant de les passer en revue, voyons ce que peut bien signifier « lophophora »…

Si toi aussi tu porte un "lophos" rejoins nous !
Comme bien souvent l’étymologie est salutaire et apporte une réponse claire. Le préfixe Lopho- provient du grec ancien λόφος (lofos) et signifie au départ colline mais désigne également la « huppe », ou l’aigrette des oiseaux bref une petite touffe au sommet de la tête, le suffixe –phore est également une racine grecque -φόρος (-foros), provenant de φέρειν (ferein) et signifiant « porter ». Bref les « lophophoriens » sont ceux qui portent haut le « lofos », la huppe, le toupet, la crête… et autres assemblages qui s’y apparentent de près ou de loin.

Lophophorus sp.
Je ne vais pas m’attarder beaucoup plus longtemps sur le cas des oiseaux du genre lophophorus, dont vous avez devinés qu’ils portent sur leur tête une aigrette du plus bel effet. Les femelles lophphorus qui lisent ce blog (si, si il y en a !) peuvent se rincer l’œil ! Notez la magnifique teinte bleutée liée à la diffraction de la lumière par les barbules des plumes…

Il faut dire que niveau attraits sexuels on s’y connait dans la famille des Phasianidae , les paons en sont les représentants les plus emblématiques…

Lofofora et les cactus !
Pour rendre hommage à la rubrique headbanging science du « bLoug de Laurent » alias Staples sur Knowtex, voyons désormais la relation qui unit le groupe musical lofofora aux « lophophoriens » …

Ils commencent dans les années 90 et en 2003 ils sortent leur album le plus célèbre « le fond et la forme ». Le dernier en date s’intitule « mémoire de singes » et sera enregistré en 2007 dans les studios du groupe Gojira (des énervés de la protection de la baleine). Depuis le groupe a réalisé quelques tournées et prépare un album dont la sortie est prévue en octobre. Sans être spécialiste ce groupe offre de sympathiques envolées metal/punk tout en gardant des paroles bien senties ce qui n’est pas évident pour les francophones. Bien sur il faut aimer le genre...

Un petit clip pour vous donner le ton « quelque peu » en rébellion. « Quelque peu » est ici un euphémisme car Lofofora fait partie de ces groupes engagés qui dénoncent à juste titre les maux de notre société.

Mais pourquoi les lofofora ont choisi le nom d’un genre de cactus : « Lophohora » ?

Hypothèse N°1 : l’identification capillaire punk.
Comme leur nom de genre l’indique, de petites touffes « laineuses » ornent le sommet des cactus "Lophophora", ce qui pourrait être utilisé comme une référence aux coiffures punk ? Cette hypothèse un peu capilotractée est probablement fausse. Les Lofofora n’étant pas des adeptes de la crête punk pour autant que je puisse en juger sur les photos des membres du groupe malgré que le genre musical qu’ils pratiquent s’y apparente.

Hypothèse N°2 : Le cactus, ça fait rebelle !
Pas vraiment, puisque les cactus du genre Lophophora ne possèdent justement pas de piquants. L’image du cactus aux pointes acérées et auquel il ne vaut mieux pas se frotter n’est donc pas exploitée ici…

Hypothèse N°3 : Un bon groupe punk doit sauver les espèces en danger ?
La croissance des cactus de ce genre est très lente, et l’absence de piquants et la couleur bleue azur de la plante font que ces espèces sont prisées des collectionneurs et même en voie de disparition selon wikipédia. De la à en faire u symbole de l’exploitation de la nature par la société capitaliste… je n’y crois pas, il existe bon nombre d'espèces plus "emblématiques" pour porter ce message.

Hypothèse N°4 : Une apologie masquée de la consommation de stupéfiants.
C’est l’hypothèse la plus probable car parmi les cactus du genre lophophora se trouvent le peyotl (Lophophora williamsii) riche en alcaloïdes aux effets psychotropes importants. On y trouve entre autre la mescaline un puissant hallucinogène ! Cette molécule proche des amphétamines et de l’adrénaline se fixe sur les récepteurs à la sérotonine et les actives provoquant par la même de « légers » disfonctionnement dans le cortex visuel entre autre quelques heures après l’ingestion des boutons de fleur… (Rappelons que son usage est interdit en France)

Le « split » des lophophorates devenus polyphylétiques…
Enfin les derniers porteurs de touffes, ceux dont il était question en cours de biologie animale, constituent un groupe zoologique dont l’avenir semble compromis. Et oui quand un groupe ne marche plus la séparation est inévitable... Inclus parmi les lophotrocozoaires (enfin pour la plupart des auteurs) ils comprenaient :

Les phoronidiens : des petits organismes filtreurs fixés dans un tube de chitine. (photo1)
Les brachiopodes : dont l’aspect est très proche de celui des mollusques (photo2)
Les ectoproctes ou bryozoaires : étymologiquement les « animaux mousses » qui se développent en colonie dans des loges et un peu comme le corail. (photo3)

Tous avaient en commun une structure de filtration formée par un anneau de tentacules entourant la bouche de l’animal et filtrant les particules pour l’alimentation : le lophophore… On retrouve notre touffe de « poils » !

Le lophophore d'un brachiopode
(épingle noir)

Seulement voilà, tous les « lophophores » ne semblent pas équivalents, et donc pas hérités d’un ancêtre commun aux lophophorates. Cette structure présente chez ces trois groupes ne serait donc qu’une convergence au moins dans le cas des ectoproctes. C’est en tout cas ce que montrent la plupart des études moléculaires concernant la phylogénie de ces groupes. Les phoronides restent malgré tout proches des brachiopodes et forment avec eux le groupe de phoronozoaires. Les ectoproctes tentent de leur coté une carrière en solo, et constituent désormais un embranchement à part entière parmi les lophotrochozoaires. En tout cas pour l’instant ! Car dans cette branche de l’arbre du vivant comme dans beaucoup d’autres, on ne peut pas dire que tous les mystères phylogénétiques soient définitivement résolus…

[ Classification phylogénétique des protostomiens de 2006 (Dans Classification phylogénétique d vivant 3me Ed. - Lecointre et Le Guyader - Belin). Le groupe des lophophorates est alors considéré comme monophylétique. ]

[ Classification phylogénétique de 2011 (Edgecombe et al.) Les lophophorates sont indiqués en vert. ]

On perçoit ici les limites de la nomenclature descriptive puisqu’un seul terme peut renvoyer à plusieurs espèces ou groupes biologiques. De plus ces caractéristiques visibles ne constituent pas forcément de bons caractères pour la reconstruction des relations de parenté. Bref la conclusion de toute cette histoire c’est que la touffe ne fait pas le moine…

Quelques sources :

Phylogenomic analyses of lophophorates (brachiopods, phoronids and bryozoans) confirm the Lophotrochozoa concept. Helmkampf et al. - Proc. R. Soc. B - 2008 (275) Fichier .pdf
Higher-level metazoan relationships: recent progress and remaining questions. Edgecombe et al. - Organisms diversity & evolution - 2011 (vol. 11) Fichier .pdf
http://www.lofofora.com/ Le site officiel du groupe de musique.
Wikipedia : les lophophorates, l’oiseau lophophorus, et le cactus hallucinogène.

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Comment mange l’abominable étoile de mer ?

2011-06-08T20:56:00.004+02:00

Après l’oursin et sa lanterne d'Aristote, voyons le cas d'un autre échinoderme qui cache bien sa bouche, et bien son jeu: l’étoile de mer animaux de la classe des asteroïdes. Ici la bouche est encore située contre le fond marin mais contrairement aux oursins, pas dents en vue, ce qui n'empêche pas notre "starfish" d'être un sacré prédateur !

A table !
En fait les étoiles de mer sont des opportunistes qui peuvent se nourrir d’à peu près n’importe quoi, il existe des étoiles de mers suspensivores, ou encore dépositivores, s’est à dire absorbant les particules alimentaires en suspension ou déposée sur le fond marin. Mais le plus souvent, les étoiles de mer sont des prédateurs, et ce malgré leur vitesse de déplacement particulièrement lente : 8 cm par minute (à peine plus rapide qu’un escargot)… Conclusion évidente si le prédateur est lent, les proies sont encore plus lentes, citons par exemples certains vers ou crustacés, d’autres échinodermes, ou enfin et surtout des mollusques bivalves quasi-immobiles tels que la moule.
Mais comment fait l’étoile de mer pour ouvrir un bivalve barricadé derrière sa coquille quand nous humains "géniaux" nous éprouvons les plus grandes peines du monde à ouvrir une malheureuse huitre les soirs de réveillons…

Sortez les podia de biches !

La réponse tient en deux mots : la force tranquille ! C’est une sorte de bras de fer sous marin qui s’engage lorsque l’étoile de mer débusque un bivalve. L’étoile de mer est en effet munie dans chaque bras de 4 rangées de podia ou podies ou podions ou pieds ambulacraires ou ...STOP! Ce sont en fait des petits "tentacules" munis d'une ventouse en lien avec un système hydraulique très complexe : le système ambulacraire. Il faut imaginer ce système comme un ensemble de tuyaux et d’ampoules qui peuvent se remplir ou se vider d’eau et ainsi actionner les podia par un jeu de pression différentiel.

Ces podia utiles pour la locomotion [vidéo ci dessus], peuvent également exercer une force étonnante (10 Newtons environs). Sur la durée cette contrainte peut faire céder à peu près n’importe quel mollusque, puisque l’apport en oxygène nécessaire pour faire fonctionner les muscles fermant la coquille dépend de l’ouverture de ladite coquille…

A l’instant où le bivalve cède à la fatigue et où la coquille s’ouvre, l’étoile se rue sur l’occasion pour - tenez vous bien - sortir son estomac par la bouche ! Vous pouvez vous imaginer, après avoir ouvert une glacière blindée, vomir votre estomac à l’extérieur de votre corps et le projeter dans cette glacière pour en digérer le contenu… sympathique n’est-ce pas! Bref une fois l’estomac dévaginé (c’est le terme exact) en dehors du corps la digestion externe commence immédiatement et peut durer une dizaine d’heures pendant lesquelles l’estomac reste à l’extérieur. L’estomac est ensuite réintégré et la digestion se termine tranquillement à l’intérieur de l’étoile de mer jusqu’à la prochaine fois.

[ Sur cette video une étoile de mer à priori dépositivore, ~~en train de vomir ses tripes~~ qui dévagine son estomac sur la paroi de l’aquarium pour se nourrir des particules collées à la vitre. filmé sur 15min]

Illustration originale pour cette article de Lison - (Collaboration Strip-Science)

Autres anecdotes…

Les étoiles de mers possèdent un fort potentiel de régénération, et la perte de 4 bras sur 5 n’est pas un problème tant qu’il reste un peu du disque central. Ce potentiel régénératif est également valable pour les organes internes qui, lorsqu’ils montrent des signes de faiblesses sont évaginés et abandonnés par l’étoile de mer. On désigne ce phénomène sous le terme de régénération par eviscération.
[Cette "asteroïde", présente une forme dite "comète" avec la régénération en cours de 5 bras (appréciez à leur juste valeur ces jeux de mots de qualité!) ]

En fait vomir ses tripes un peu partout pour les régénérer semble une pratique courante chez les échinodermes. En effet, certains concombres de mer (Holothuries) peuvent également dévaginer une partie de leur système respiratoire tubulaire via leur anus lorsqu'ils sont menacés. L'objectif étant d'occuper le prédateur qui va s’empêtrer dans ces tubes gluants et éventuellement s'en nourrir, le temps que notre concombre puisse s'enfuir. C’est un moindre sacrifice puisque ces tubes pourront comme les autres organes être régénérés par la suite.

Un peu plus haut je vous précisais chers lecteurs attentifs, que les étoiles de mer peuvent se nourrir de crustacés, mais comment est-ce possible étant donné la mobilité de ces proies, me direz-vous? Stegnaster inflatus imite en se décollant légèrement de la surface des rochers un petit abri, et si une quelconque crevette a le malheur de venir s’y reposer, le piège se referme immédiatement (un peu comme cet article) !

Bref vous l’aurez compris chez les « lents » la course aux armements n'est pas moins lente que pour les autres prédateurs. Au fur et à mesure que les proies s'adaptent par divers moyens de défenses, les prédateurs doivent trouver des solutions et ici elles sont plutôt originales.

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Comment mange un oursin ?

2011-05-31T15:19:00.005+02:00

Les oursins sont des échinodermes, et l’étymologie nous leconfirme ; « échinos » signifiant épine, et « derme »la peau. Plus surprenant les étoiles de mer sont également deséchinodermes ainsi que les étonnants concombres de mer (ou holothuries) ou encore les crinoïdes dontles restes fossiles constituent une bonne partie des calcaires à entroques.Voilà pour un portrait rapide de la famille, chaque membre méritant bien sur un article àlui tout seul.

Venons-en à la question du jour, qui ne vous a peut êtrejamais traversé l’esprit : Comment mange un oursin ? Etaccessoirement que mange-t-il ? Laissez-moi éclairer vos lanternes !

La réponse a cette question est connue depuis l’antiquité etnous est parvenue via le wikipédia de l’époque : Pline l’ancien et son« Histoire naturelle » en 37 volumes ! (A ne pas confondre avec son neveu, Pline le jeune qui fit le récit de l’éruption du Vésuve). Il mentionne concernant les oursins, unemâchoire particulière : la lanterne d’Aristote. Apparemment la descriptioninitiale est donc faite par Aristote quelques siècles plus tôt…

La lanterne d’Aristote, où les autres dents de la mer…

Voici donc la lanterne d’Aristote

Elle est constituée de 5pièces ajourées qui évoquent la forme d’une lanterne donc, et dont chacune setermine par une dent en calcaire dure et à croissance continue : l’extrémités’use et s’affute en biseau au fur et à mesure que la dent s’allonge. Desfibres conjonctive ainsi que de nombreuxmuscles maintiennent et actionnent l’appareil sur la face oral de l’oursin (laface inférieur contre le substrat où se situe la bouche). Ainsi les 5 pièces indépendantess’agencent entre elles pour former un organe préhensile, et broyeur.

Mais jugezplutôt de l’efficacité dans cette petite séquence vidéo…

Régime alimentaire.

Les oursins du littoral sont donc des brouteurs d’algues quipeuvent littéralement ravager lesforêts/prairies sous-marines. Les espèces vivant à des profondeurs plusimportantes sont elles plutôt omnivores et parcourent les fonds en les« rongeant » avalant ainsi de petits animaux, des algues mais aussipas mal des grains de sables… Hum

Autres remarques en vrac :

Une part non négligeable de l’alimentation se fait pardiffusion au niveau de la peau (on utilise le terme de tégument). (Travail de E. Péquinat: 'Skindigestion' and epidermal absorption in irregular and regular urchins ...)
Les pédicellaires, de petits organes fixés entre lespiquants fonctionnant à la manière de pinces à sucre participent également à la prise alimentaire, tout en permettant de nettoyer le tégument desoursins. Nous verrons le cas des podia avec les étoiles de mer.
La forme de la lanterne d’Aristote varie selon l’espèceconsidérée et sont donc un bon critèrede classification valable aussi bien pour les espèces fossiles que pour lesespèces actuelles. Plus d'infos ici

[ Face buccal de l'oursin fossile Plagiobrissus imbricatus avec la lanterne d'Aristote bien visible ]

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A suivre : Comment mange l’abominable étoile de mer !?

PS: Le blog connait des petits soucis avec l’incrustation du formulaire de commentaires qui est du coup en pop-up...

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Visualiser le Wifi autour de nous…

2011-05-28T17:35:00.005+02:00

Une fois n’est pas coutume, voici un article court ! Je sors un peu de mon domaine pour vous faire partager une petite trouvaille qui alimentera vos réflexions, comme elle a alimenté les miennes que je vous livre à présent !

Le projet est mené par trois norvégiens designers dans la ville d’Oslo : Timo Arnall, Jørn Knutsen, et Einar Sneve Martinussen. Ils ont parcouru le quartier de Grünerløkka avec une sorte de règle de 4m équipée de 80 Leds, et plus le signal Wifi est fort plus le nombre de Leds allumé est important… Une sorte de Wifi-mètre visuel en quelque sorte (un peu comme les « barres » de signal sur nos portables)
Ensuite, c’est très simple, comme il fait nuit quasiment 24h sur 24 en décembre en Norvège, on enfile ses moufles et on promène le wifi-mètre en prenant une photo avec un long temps d’exposition, s’est du « light painting ».

Mais regardez plutôt cette vidéo qui dévoile tout ça en images:

Les villes sont des endroits fascinants de par leurcomplexité organisée et artificielle. Tout est connecté avec des réseauxvisibles: routes, canalisations, câbles, mais également avec des réseauxinvisibles jusqu’à présent tel que le Wifi. Bref ces artistes nousproposent ici une nouvelle vision de la ville et de notre environnement, qui plusest très esthétique. Cette omniprésence de rayonnements électromagnétiques estpour moi à la fois inquiétante, et en même temps fascinante. Quand j’imagine qu’en me situant avec un« terminal » quelconque n’importe où dans ces champs de lumière invisible, je peux accéder à une sommed’informations jusqu’alors jamais rassemblée dans l’histoire du monde, j’ai dumal à renoncer à l’anthropocentrisme voir au transhumanisme qui nousguette.

Faceau gouffre vertigineux et fascinant de la technologie qui nous dépasse que peut-on faire ? Fuir la ville et la société ? Mon approche personnelle consiste plutôt à me rapprocher de la technologie pour essayer de la comprendre et de l’apprivoiser... ça me rassure. Et vous ?

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J’ai découvert ce travail grâce àl’excellentissime émission « l’œil de links » de Canal+, que vouspouvez voir en streaming une fois par quinzaine. Le principe de cette émissionet de présenter des web-créations originales suggérées par descontributeurs/spectateurs, avec le plus souvent une interview des artistes dela toile. Bref, encore un argument qui démontre l’émergence d’un "web-paradigme"...

Sources :

Pour tout savoir sur le projet: http://yourban.no/2011/02/22/immaterials-light-painting-wifi/

Galerie Flikr des auteurs : http://www.flickr.com/photos/timo/sets/72157626020532597/

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Escale géologique sur la côte basque.

2011-05-26T22:37:00.004+02:00

Il n’y a pas que la biologie dans la vie, y’a de la géolaussi ! L’éruption du volcan islandais Grimsvötn est d’ailleurs là pour merappeler que ce blog à déjà traité de géologie, il y a un an avecl’imprononçable Eyjafjöll. Mais cettefois je vais faire dans le local et m’intéresser à la géologie de la côtebasque que j’ai pu explorer rapidement lors de pérégrinations printanières. Voyons comment avec un seul site, on peut passer en revue tous les thèmes de la géologie :sédimentation, crises géologiques, déformation et tectonique, et érosion. En route pour le terrain !

Géolocalisons !

Alors la côte basque, c’est plutôt facile à trouver, prenezune carte de France tapez à l'extrême Sud-Ouest et bim vous yêtes ! St Jean de Luz, Hendaye, Biarritz, Bayonne, Bidart, sont quelqueslocalités à connaître dans cette région… A noter évidemment les Pyrénées quisurplombent St Jean de Luz avec la Rhune, colline emblématique du Pays basque,offrant une vue magnifique, et des poudingues remarquables pour le géologue(Cette roche, c’est un peu le pudding du géologue).

[Vue de la cote basque et de sa géologie sur GoogleEarth - exagération du relief *3]

Mais concentrons-nous sur un site particulier aussisplendide qu’intéressant : la route de la corniche (D912) entre Hendaye et StJean de Luz. Voici les coordonnées GPS exactes du site : 43.394,-1.694 (visible dans street view - un x marque l'emplacement du trésor géologique ci dessus !)

Les flyschs de Socoa…

Et voilà ce magnifique paysage avec cette superposition destrates avec un pendage d’environ 45° comme en témoigne le second cliché quiretourne un peu le cerveau (quand l’horizontalité est en contradiction avec lalogique et la gravité, le cerveau n’aime pas trop…).

- Le faciès : Ces roches sont formées par des avalanchessous marines de sédiments, il s’agit d’un cas particulier de turbidites :les flyschs. Aux bords des continents il existe en effet une zone assezpentue : le talus continental où le plancher marin passe de quelquescentaines de mètres de profondeur (plateau continental) à 4500 mètre deprofondeur (la plaine abyssale). Les flyschs sont donc des sédiments quise forment après avoir dévalé le talus continental (au moins en partie).

- Nature de la roche : La roche est de type calcaire ou marno-calcaire :ce sont des petites particules issues de l’érosion qui dans chaque banc vont sedéposer en fonction de leur granulométrie : les plus gros éléments sedéposent en premier, les plus petits restant en suspension plus longtemps sedéposent plus tardivement et constituent le haut de la strate.

[Carte géologique simplifiée de la côte basque]

- Age de dépôts : La datation relative indique que cesroches se sont déposées à la fin du crétacé entre le Coniacien (définit àCognac) qui démarre il y a 89 millions d’années (Ma) et le Maastrichtien (définit à Maastrichtévidemment) et qui s’achève il y a 66Ma. Au cours de cette période une épaisseur estimé à environ 400m s'accumule pour former ces falaises!

En fait ce sont les dernières roches qui se déposent avantla crise K/T (Crétacé-Tertiaire) qui a vu les dinosaures disparaitre il y a 65Ma. Cette limite est d’ailleurs visible aux environs de Bidart (plus au nord),avec la célèbre couche riche en iridium (18ng/g). L’iridium est un élémenttrès rare à l’échelle du globe (teneur de l’ordre de 0,05 ng/g) mais trèsprésent dans les météorites (teneur de l’ordre de 500 ng/g) d’où l’idée d’uneorigine cosmique pour la crise K/T. Comprenez : « les vilains dinoont pris un gros caillou sur la tête ! »

Témoignage de l’orogénèse Pyrénéenne.

Évidemment un flysch ne se dépose pas avec un pendage de 45°; le talus continental n’est pas si pentu - 1 à 5°. Il faut donc expliquer se redressement assezsurprenant. Le responsable est à chercher en arrière plan, derrière lephotographe, j’ai nommé : les Pyrénées.
Cette chaîne de montagne se formepar collision frontale de la plaque ibérique avec la plaque européenne entre -53 et -33Masoit peu de temps après le dépôt de nos flyschs. En fait la déstabilisation dessédiments en bordure de plateau continental (à l'origine des flyschs) est à mettre en lien avec lesmouvements de plaques qui donneront lieu à la formation des Pyrénées un peuplus tard. En bref, les flyschs annoncent les Pyrénées.

Évidemment cette remontée des flyschs, lors de la surrection générale des Pyrénéess’accompagne de déformations. Deux modalités peuvent alors s’appliquer :Soit la contrainte est modérées’applique sur une durée importante, on alors un pli (photos de plis sur la cote basque). Soit la contrainte estimportante et aboutit à la cassure rapide de la roche avec la formation de failles.

[Une faille bien visible depuis la corniche avec un décalage de quelques centimètres]

Quand la mer ronge la terre…

Enfin terminons l’analyse de ce site avec le constat évidentde l’érosion, et de l’effet de la mer qui petit à petit, strate après strateronge cette falaise.

On peut penser que ce processus et suffisamment lent pourne pas poser problème, mais il n’en est rien. Ainsi, la ligne de côte se rapprochant rapidement de la route de la corniche, le conseil général àdécidé en 1999 de reculer celle-ci.
Icicomme ailleurs en Aquitaine, la mer gagne du terrain sur les terres defaçon très rapide: entre 20 et 80cm par an, et jusqu’à 8m par an plus au nordvers l’estuaire de la gironde (Soulac-sur-mer). Seule solution à l’heureactuelle : ajouter des rochers pour freiner les assauts de la mer. ( Les surfeurs implantés dans les années 50 se révélant inefficaces pour briserles vagues… )

Sources :

-Carte Géologique de Bayonne gratuite à télécharger ici (notice)

-Etude de l'érosion de la Côte Basque - BRGM

-Etude géologique simplifiée de la Côte Basque - BRGM

- Autres infos : Géolval, Observatoire de la cote aquitaine, Géologie et gisements minéraux du Sud de l'Aquitaine, Exposition virtuelle "Aquitaine sortie des eaux".

Pour poursuivre les découvertes géologiques je vous invite àvisiter le site « planète Terre » de l’ENS, notamment avec larubrique « l'image de la semaine ».

Autre pratique incontournable pour le géologue amateur,l’utilisation des cartes géologiques du BRGM sur le relief de Google Earth. Ilsuffit d’appliquer le .klm fournit par le BRGM pour découvrir la géologie de laFrance au 1/50 000ème encore mieux que sur une carte papier et cegratuitement !

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Pullulation de méduses, l'exemple de la méduse d'Echizen.

2011-05-17T23:26:00.007+02:00

Les méduses sont des organismes marins plutôt gélatineux(jellyfish, pour nos amis anglosaxons), mais une méduse de 2m de diamètre et deplus de 200kg, ça fait beaucoup de gélatine ! Quand en plus une telleméduse devient invasive, le problème est de taille vous l’imaginez :destruction des filets de pêche, engorgement des systèmes de pompage d’eau descentrales nucléaires... Et c’est là, oui, à ce moment précis, que le zoologistepeut enfin se rendre utile aux yeux de la société !

Comme toutes les méduses, Nemopilema nomurai, où méduse géante d’Echizen, appartientau groupe de cnidaires, comme les siphonophores dont nous avons déjà parlé ici.Elles dérivent grâce aux courants marins sur les côtes Est du Japon (etnotamment la préfecture d’Echizen), qui sont touchées de façon récurrentesdepuis 2004. En réalité le développement de ces monstres se déroule bien plusau sud, en mer de Chine au sud de la Corée et démarre de façon beaucoup plus modeste...

"C'est l'Histoire de la vie, le cycle éternel..."

En plus de déterminer son origine géographique un premiertravail des biologistes fut de réaliser en laboratoire le cycle de vie de cetteméduse, afin de bien comprendre son mode de reproduction.

Première étape, on prélève les gonades de la méduse afind’isoler des gamètes et de réaliser une fécondation in vitro (ovules desméduses femelles et spermatozoïdes des mâles - les sexes sont séparés). Premièreconstat également lors de la capture, lorsque la méduse se sent menacée ellelibère des milliards de spermatozoïdes ou d'ovule, ce qui contribue à saprolifération.

Unefois la fécondation réalisée on obtient une cellule œuf et rapidement une larvetrès simple appelée planula. C’est un petit disque de cellules ciliées qui vase poser sur un substrat pour former le stade suivant : que l’on nomme scyphistome.(C'est la phase "polype" commune à tous les cnidaires)

[ D- Cellule-œuf (zygote) issu de la fécondation avec globules polaires (a)
E- Larve planula, voir les cils en bordure (barre d’échelle : 30µm) ]

Ce scyphistome, ressemble quelque peu à une coupe, avec un pied fixé surle substrat et des tentacules qui entourent une bouche. "Pied fixé"pas vraiment puisque le scyphistome se déplace régulièrement de quelquescentimètres laissant à chaque fois une portion du pied : un podocystes.Ces podocystes sont remarquables car ils permettent une reproduction asexuéesupplémentaire, chaque petit amas va en effet donner un nouveau scyphistomeclone génétique du scyphistome initial (jusqu’à 18 podocystes !). Pour réaliser le potentiel de reproduction quecela représente imaginez qu'en marchant 18 pas, vous laissiez à chaque un clonede vous même...

[ Podocystes (a) et Scyphistome "fondateur" (b) (barre d’échelle : 1mm) ]

L’étape suivant constitue une seconde phase de reproduction asexuée, avecla strobilisation, qui permet la formation de très petites méduses, dites« Ephyra ». Pour cela les chercheurs nippons en charge de cette étudeont augmenté la température de l’eau de 13 à 23°C, et là paf ! ça fait des~~chocap~~… Ephyra. Le scyphistome perd se tentacules et se segmenterégulièrement en petit disques formant ces mini méduses (en moyenne 5 médusespar scyphistome). Cette fois il faut imaginer que vous tronçonnez votre corpsen 5 disques indépendants (oui, je sais il faut de l'imagination !)

[ B- Scyphostome en cours de strobilisation

A- Ephyra juste libérée (barre d’échelle : 1mm) ]

L’Ephyra qui est une méduse miniature va gagner en taille et en masse defaçon exponentielle (le poids est multiplié par 10 en 50 jours !). Pourcela, il n’y a pas de secrets il fautnourrir la bête à grands renforts de plancton (ici des larves naupliennes d’Artemia) capturé par des batteries denématocyste positionnés sur les tentacules de la méduse. Et voilà 3 à 4 moisplus tard, la méduse atteint la maturité sexuelle, et le cycle peutrecommencer. Au final excepté la reproduction sexuée par podocyste, ce cycle estvraiment typique des cnidaires avec une alternance de phases fixes (polype) etde phase mobile (méduse).

[ A- Jeune méduse de 50 jours (barre d’échelle : 5cm) ]

Le cycle de vie de Nemopilema nomurai

Mais pourquoi sont-elles aussi méchantes ?

Une fois le cycle bien connu, il reste à identifier les causes de laprolifération, et comme souvent elles sont multiples : réchauffementexceptionnel des eaux (facilitant la strobilisation, mais aussi l’installationdes méduses en mer du Japon, normalement trop froide), pollution de la mer deChine (sur la côte Shanghai, les éléments nutritifs ne manquent pas pour lesjeunes méduses), Surpêche réduisant la compétition et la prédation pour lesméduses… C’est sûr, comme toujours, l’Homme est impliqué jusqu’au cou…

Les mêmes causes produisant les mêmes effets, toutes choses étant égalespar ailleurs, les méduses pullulent un peu partout dans les mers du globe. Resteà savoir si cela va profiter aux prédateurs naturels des méduses: les tortues ?Ah, non attendez, on me fait signe que les tortues sont déjà occupées avec uninvasion de sacs plastiques, qu'elle prendraient pour des méduses... dommagepour elles !

[ Les méduses plutôt gentilles dans "Ponyo sur la falaise" du maitre Hayao Miyazaki ]

Quelles solutions alors ?

Et bien tout d’abord, la méduse ça se mange, et pas que pour les tortues !Et oui, en Chine notamment, mais elle n’est vraiment, vraiment pas réputée pourêtre un met des plus fins. Tango Jersey Dairy, une marque japonaisepropose également une glace à la vanille, avec morceaux de méduses,délicieusement gélatineux, de quoi concurrencer Häagen-Dazs c’est certain!D’autres ont suggéré l’utilisation de la méduse comme engrais… Enfin certainesentreprises de cosmétiques envisagent d’extraire le collagène très abondantdans ses organismes : la crème anti-rides « medusa » bientôtdans vos rayons, parce que nous le valons bien !

De façon plus pratique, les pêcheurs ont commencé à utiliserdes filets tranchants qui découpent les méduses, évitant ainsi au chalutier dedevoir hisser leur masse sur le pont du bateau. Enfin solution radicale pourvenir à bout des méduses qui peuvent venir obstruer les buses de captage d’eaualimentant les systèmes de refroidissement des centrales énergétiques :une préparation de prionase, une enzymeprotéolytique permet de décomposer une méduse entière en 30 minutes ! Aupassage cette enzyme remarquable permet également de d’inactiver les protéines "prions"responsables de la de la maladie de Creutzfeldt-Jakob, d’où son nom. Voilà quidevrait permettre de limiter les problèmes gélatineux pour un temps, sanstoutefois résoudre la cause ultime: notre propre pullulation ?

Pour tout savoir sur la méduse d’Echizen, un chouettedocumentaire est disponible en 3 parties de 15min sur DailyMotion sous le titre :« Invasion de méduses géantes au Japon ».

Sources :

Pour le cycle de vie : Unusual population explosion of the giant jellyfish Nemopilema nomurai (Scyphozoa: Rhizostomeae) in East Asian waters; Kawahara et al. 2006 (pdf ici)

Pour la prionase : Institute of microbial chemistry - Tokyo. Projet prionase : ici

Erratum: Citons également l'excellent article du blog SSAFT qui m'a largement devancé sur ce sujet et dont je n'avais absolument pas connaissance lors de la rédaction de mon billet. (Notez d'ailleurs les nombreuses similitudes !) - Honneur lui soit rendu pour la primauté de son contenu !

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Pourquoi je ne mange pas "Bio" ...

2011-05-10T16:51:00.002+02:00

Un peu comme le terme« écologie » qui de la science glisse vers la politique (cf un précédent article), il est desglissements sémantiques et néologismes qui en disent long sur notresociété : « Manger bio », voilà une expression qui, il y a 20ans encore, signifiait pour la plupart des français manger un yaourt nature(celui qui enlève le stress des exams vous savez !). Aujourd’hui le sensest tout autre puisqu’il s’agit de manger des produits issus de l’agriculture biologique (je cherche toujours une agriculture « non biologique »,de même qu’une médecine « dure »). Le terme « bio » va mêmeplus loin que cela, il s’apparente presque à un mode de vie puisque l’on peuts’habiller bio, se maquiller bio, jouer bio, bref consommer bio. Hé oui, car ce que l’onétiquette « bio » ce sont des produits bel et bien fabriqués ettoujours vendus par l’Homme, pas par la nature ! Mais alors consommer« bio » qu’est-ce que c’est ?

Avant de démarrer et pourprévenir à l’avance certains commentaires déplaisants, je précise qu’il s’agitd’un « billet » exprimant une opinion personnelle, que je ne souhaitejuger personne ici, mais juste apporter une réflexion subjective, et non unevérité incontestable.

Les motivations des bio-vores

Nous avons tous autour de nousdes personnes qui ne jurent que par le bio, et je leur ai souvent demandépourquoi elles mangeaient « bio », ou encore de m’expliquer ce qu’estle « bio ». A la première question "pourquoi", une réponsesouvent produite est : "parce que c’est meilleur à la santé" ; à laseconde question la réponse classique est : "se sont des produitsrespectueux de l’environnement". Enfin en creusant un peu, on arrive souvent surun terrain politique, avec une idée de lutte pour la liberté individuelle, deprotection du monde rural contre les grands groupes agroalimentaires.Exemple : le groupe Monsanto, queje ne porte vraiment, mais vraiment pas dans mon cœur, mais qui pourrait enFrance faire office de nouveau BenLadden, entendez par là une figure du malabsolu.

Résumons nous, il y a au moins 3 motivations à la consommation Bio :la santé (motivation individuelle), l’environnement (motivation écologistealtruiste), la défense d’une idéologie à priori humaniste (motivationpolitique).

3 bonnes raisons… ou pas !

Le problème du bio, c’est justement qu’il mélange totalement cesmotivations dans un seul et unique but : vendre plus. En entretenant laconfusion vous obtenez une plus large cible de clientèle : dupseudo-activiste politique un peu « bobo », à la mère de famille hypochondriaque,je caricature bien évidemment. La multiplication des labels n’étant pas là pourclarifier les choses, de Ecocert, à AB, en passant par le label européen, il yen a plus de 70 sur le marché, recouvrant des cahiers des charges tousdifférents ! Bref si j’achète bio, laquelle des trois causes citéesci-dessus vais-je réellement servir ?

- La santé : Je ne suis pas spécialiste, mais apparemment le nombred’études effectuées ne permet pas de dégager un effet significatif. Les étudessont cependant complexes à mener, surtout sur le long terme, d’autant quemanger bio est souvent corrélé à un meilleur équilibre alimentaire à mon avis(plus de fruits et légumes par exemple). Pas d'argument irréfutable sur ce point donc. Je laisse volontairement la question du goût de coté car ça n'est ni l'objectif premier, ni une exclusivité du bio …

-L’idéologie politique : Mis à part les aides de certains gouvernements,je n’ai pas souvenir que les agriculteurs bio touchent de meilleurs revenuspour leur travail. Le prix du bio (25% à 70% plus cher), n’est en tout cas pas répercutésur le salaire du producteur, mais sert plutôt à compenser les productivitésqui sont souvent plus faibles. Pour reverser plus aux producteurs, mieux vautprivilégier la distribution directe ou le label "commerce équitable"(qui est plus lisible dans sa démarche). Pourcontinuer sur cette argumentation, précisons que le « bio » est avanttout un business, et que s’il a envahi les rayonnages des supermarchés si vite,c’est avant tout parce qu’il génère du blé… de l’oseille… (Pardonnez le jeu demot). Le « bio » n’est pas une association à but non lucratif commesemblent le penser certains, mais un pur produit du capitalisme, une marque,dont le but est de vendre toujours plus… Il faut donc oublier à mon avisl’image d’Epinal du producteur bio, icône du monde rural si chère aux français.Le monde rural est à mon avis tout aussi bien défendu par des agriculteursnon-bio !

-La préservation de l’environnement : Alors là, je réponds à prioripar l’affirmative, puisque c’est la démarche de départ dans l’agriculture ditebiologique : limiter les intrants (engrais, pesticides, etc.) dont leseffets sur l’environnement sont énormes (eutrophisation etc.). Je m’interrogetout de même lorsque je vois les produits bio dans des emballages plus abondantsque les produits conventionnels (Exemple dans mon supermarché: 2avocats bio: barquette en carton recyclé + film plastique imprimé encouleur -vs- rien pour les avocats conventionnels). Je m’interroge égalementlorsque je vois les amateurs de bio consommer des produits typiques de régions éloignéesdu monde, qui n’auraient jamais été importés en si grande quantité il y aquelques années (ex : le quinoa, graine importée d’Amérique du sud, et leplus souvent étiqueté bio : son cours à doublé depuis 2006, limitant saconsommation locale, et favorisant une monoculture peu diversifiée).

Les effets pervers du bio.

Bref, vous l’avez compris, je ne suis pas convaincu. Mais ces dernierstemps j’en viendrais presque à militer contre le bio, en réfléchissant et encomprenant les effets pervers qu’il peut avoir, sans que les consommateurs ensoit conscients.

Un retour de l’irrationnel : Le« bio » véhicule l’idée d’une nature bienveillante, favorable àl’Homme, voir en « connexion spirituelle » avec lui. Cette vision se construit en rejet desaspects techniques et scientifiques, considérés quelque part comme l’origine dumal, alors que c’est peut-être là qu’est la solution.
Excès du principe de précaution : seméfier de tout est-il bon à la santé ?? Probablement pas, le stress et lapeur de la maladie gâchent parfois la vie de certaines personnes, à tel pointque l’on peut se demander si cet état de méfiance perpétuel face à lanourriture n’est pas nuisible en lui-même. Et quand ces craintes sont utiliséescomme argument commercial, on ne peut que s’insurger.
Nourrir l’humanité ? Question tabou àpriori chez les « biovores », bien conscients d’être des privilégiésle plus souvent. Mais est-ce moral de diminuer la production mondiale pour mangerdu bœuf bio, nourrit avec du blé bio, au risque d’affamer une partie dumonde ?
Reine des abeilles, et ouvrières : lescastes alimentaires chez l’Homme ? Manger « bio », c’estaccepter l’existence d’une nourriture « non-bio », et si le bioprouve ses effets positifs sur la santé, cela revient à dire que l’alimentationconventionnelle est mauvaise pour la santé. Avec le développement du bio, lescritères de qualité du non-bio vont probablement régresser puisque ces deuxmodes de consommation ne sont pas en réelle concurrence l’un avecl’autre : "Puisqu’il existe une nourriture réputée saine, on peut sepermettre de diminuer la qualité de la nourriture réputée mauvaise". Oncréé alors une alimentation à deuxvitesses, reflet d’un rang social, voir d’une caste. Est-ce moralementacceptable ? A tous les privilégiés qui mangent bio, souscrivez-vous àcela ? De fait, en mangeant bio, c’est bel et bien le cas.

Pour conclure, je ne nie pas l'intérêt qu'il y a à ce préoccuper de notrealimentation, je ne nie pas non plus, que certains acteurs de la filière biosont sincères dans leur démarche, mais à mon avis cette solution n'est pas labonne. En l'absence d'alternative evidente, je comprends que l'on puisse se tourner versle bio même si ce n'est pas mon cas, et je ne peux qu'inviter chacun àréfléchir, à innover.

Avec un marché de 3,3 milliards d’euros par an en France, le« bio » est un produit du capitalisme caché derrière le masque de lamoralité et de l’écologisme. S’il peut avoir des effets bénéfiques pourl’environnement, peut-être faut-il examiner si ces bénéfices ne sont pascompensés par des effets pervers pour nos sociétés bien plus importants? Ledébat est ouvert…

Quelques coupures de presse pour nourrir le débat:

Sur les bénéfices du bio pour la santé : le figaro.fr

Sur le quinoa: libération.fr

Sur le coût du bio: la dépêche.fr

Et je termine par une illustration de l'excellent Martin Vidberg, dont je vous invite à suivre le blog: l'actu en patates : http://vidberg.blog.lemonde.fr/

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1ère classification phylogénétique d'Heroic Fantasy (2/2)

2011-05-03T23:07:00.005+02:00

Oyez Oyez, Geek de tout poil, cladistes convaincus, rôlistesde l’extrême, et curieux de la blogosphère cet article révolutionnaire estfait pour vous !

Je vous propose en effetd’appliquer la cladistique aux espèces du monde de l’Héroic fantasy et doncrien de moins que la « Première*classification phylogénétique de l’Heroic fantasy ». *(à ma connaissance)

Aujourd'hui et après pas mal de travail pour le rendu visuel, voici enfin le résultat tant attendu !

2^ème partie : Le résultat !

Classification phylogénétique de 12 peuples issus de l'univers de l'Heroic Fantasy

Pour ceux qui se demande comment j'ai pu obtenir cela et sur quoi repose se résultat, direction la première partie de cet article: Le BlaBla. Et pour ceux d'entre vous qui ne connaissent pas l'approche cladistique rendez-vous ici: La classification phylogénétique en résumé.

Quelques résultats marquants :

Le pied robuste des nains, hobbits, ogres et géants est unesynapomorphie* permettant de définir le clade* des robustopodia. Pour les non-biologistes on peut dire que c'est un "point commun" qui permet d'établir un "groupe de parenté évolutive" ou "clade" (comme l'homme et le chimpanzé qui partagent des caratères génétiques en commun). A l'intérieur de ce groupe les hobbits malgré leur petite taille sont à rapprocher des géants et ogres notamment en raison de leur estomac extensible...

Les illustrations de l'arbre ci-dessus ne sont pas à l’échelle mais j'ai pu trouver sur la toile ces dessins anatomiques très précis qui vous donnerons une idée. Et messieurs, n'en profitez pas pour vous rincer l’œil sur la femelle orque ! En fait la taille moyenne est un critère très mauvais pour établir une classification phylogénétique et l'on se rend vite compte que le nanisme (nains, hobbits, lutins) et le gigantisme (ogre, géant, troll) se retrouvent dans de nombreuses branches non apparentées de l'arbre... Bref c'est pas la taille qui compte !

La maîtrise de la magie constitue un caractère dérivé propredes magidés groupe frère des robustopodia et son absence plus ou moinssystématique chez les Goblinoïdes est une régression. On peut sans doute interpréter cette régression comme une adaptation au comportement agressif induit par l'hyperstérone (et oui magie et hormones ne font pas bon ménage !).

Parmi les magidés les acu-auriculo-riformes (lespocesseurs d’oreilles pointues) forment un groupe monophylétique (=groupe formé par un ancêtre commun et tous ses descendants) comprenant 2grands clades :

Les Golbinoïdes parfois nommés « peaux vertes »et incluant les trolls.
Les Elfoïdes incluant les Vampires…

Legolas apprenant qu'il n'est pas le "sommet de l’évolution"

Et oui les elfes sont plus prochesdes gobelins et des vampires que des nains … Cela explique peut-être la rivalité naturel entre ces deux espèces.

Sans vouloir prendre partie dans ce conflit séculaire, je précise aux rôlistes gradistes ou "elfocentristes", que leur vision de l’évolution est aujourd'hui périmée, et oui l'elfe n'est pas plus évolué que le troll ou le nain, c'est moche !

Conclusion :

La conclusion de cette petite contribution personnelle aujoyeux monde du fantastique, c’est que les outils sérieux tels que lacladistique peuvent s’appliquer à la classification de n’importe quoi, pour peuque l’on dispose d’une bonne matrice (ce dont on peut douter ici) !

Citons notamment l’astro-cladistique (c’esttrès sérieux) qui permet de classer galaxies et corps célestes : Cette approche a été développée àl’université de Grenoble et vise à classer les galaxies en fonction de leurteneurs en différents éléments et autres caractéristiques déterminées par d’obscuresmesures astrophysiques…

Pour en savoir plus sur ce sujet qui mériterais un article à lui tout seul, filez ici: laboratoire d'astrophysique de Grenoble

Et pourquoi ne pas appliquer les mêmes principes à la musique, au cinéma, ou encore la littérature… Dequoi révolutionner les rayonnages de la Fnac et autres Virgin…

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1ère classification phylogénétique d'Heroic Fantasy (1/2)

2011-04-30T18:49:00.022+02:00

Oyez Oyez, Geek de tout poil, cladistes convaincus, rôlistesde l’extrême, et curieux de la blogosphère cet article révolutionnaire estfait pour vous !

Aujourd’hui on sort de l’académisme sans vraiment ensortir ! Vous l’avez peut-être deviné depuis mon article sur la couleur dusang, je suis un amateur de fantastique et notamment d’Héroic Fantasy : Pourles non initiés, comprenez le monde de Tolkien avec des Elfes des Nains, desOrques etc. Justement c’est de toutesces peuplades fantastiques dont il va s’agir ici. Je vous propose en effetd’appliquer la cladistiques aux espèces du monde de l’Héroic fantasy et doncrien de moins que la « Première*classification phylogénétique de l’Heroic fantasy ». *(à ma connaissance)

Mais avant de vous livrer le résultat tant attendu vousaurez droit selon le modèle de la parution scientifique à la partie« matériel méthodes », autrement dit, le BlaBla.

1^ère partie le BlaBla

Échantillon d’espèces et Extra-Groupe.

J’ai décidé de ne classer ici que les espèces de morphologiehumanoïde, soit une douzaine, en présupposant que cette morphologie est un caractère ancestral etnon une convergence entre des lignées fort éloignées. Vous ne verrez donc pasici les dragons, gryphons et autre « poneys fringuants », maisuniquement des peuples dont la caractéristique commune est l’existence fictive.
L’extra-groupe comme chacun sait, doit être un groupe proche pour qu’ilprésente un certains nombre d’homologies avec les espèces de notre échantillon,mais l’on doit s’assurer qu’il ne fait pas partie de ce groupe. J’ai doncchoisi l’Homme dont on est sûr que l’existence n’est pas fictive. On postuleque dans cet extra-groupe tous les caractères sont à l’état ancestral ce qui vanous permettre de polariser nos états de caractères répertoriés dans la matrice…

Matrice des caractères

Alors là je vous voit venir, non, non, non, ce n'est pas de cette matrice là qu'il s'agit, mais d'un tableau tout bête qui regroupe l'ensemble des caractères.

C’est le point le plus contestable de ce travail et je nedoute pas que les plus fanatiques d’heroic fantasy ne manqueront pas de me reprendre surcertains points… J’ai en effet sélectionné arbitrairement 22 caractères dontj’ai précisé l’état à partir de mes connaissances personnelles. Bien sûr cescaractères sont variables d’un auteur à l’autre où selon les représentations,mais j’ai tenté de dégager la représentation commune que l’on peut avoir, le « cliché »correspondant à chaque espèce. A vrai dire les études d’anatomie descriptivesont encore rares dans le domaine… C’est pas le tout de lancer des poignées de désà « Warhammer » et autre « donjons et dragons » pendant desheures, mais il va falloir se mettre à la dissection les gars !

Voici donc la matrice :

Téléchargeable ici au format .xls

Quelques exemples de caractères :

La forme des pieds présente deux états : Fin etRobuste : l’état fin présenté par l’Homme (notre extra-groupe) corresponddonc à l’état ancestral, l’état robuste présenté par les nains, les hobbits lesogres et les géants correspond à l’état dérivé de ce caractère.

Le caractère couleur de la peau présente 3 états :normale, dépigmentée, et verte… L’état « normale » correspondant àl’état ancestral et les états « verte » et « dépigmentée »à des états dérivés présents respectivement chez les goblinoïdes et chez leselfidés. Merci de ne pas venir m’embêter avec Hulk ou Yoda qui ont également la peau verte, c'est hors sujet, au mieux c'est une vague convergence évolutive !

Le caractère magie présente deux états : l’état dérivécorrespondant à la maitrise de la magie est partagé par de nombreux groupesavec plus ou moins de certitudes. Chez les gobelins et les orcs notamment lamagie n’est « maitrisée » (peut-on vraiment parler de maitrise…) que parcertains individus.

Application de la méthode cladistique via le logiciel TNT

Oh joie, Oh bonheur, la « Willy Hening society »qui n'est pas une secte de savants fous pratiquant les arcanes de cladistique, non, nous autres appelons ça une société savante, ça fait plus sérieux. Eh bien cette société propose gratuitement un logiciel de cladistique remarquable (surtout de par sagratuité) nommé TNT. Celui-ci est en anglais, mais l’utilisation se révèlesuffisamment intuitive pour que je m’y sois plonger sans aide extérieure, lesmatrices données en exemples sont également suffisantes pour en décoder leprincipe.

La matrice ci dessus a donc ététranscrite en fichier «.tnt » regroupant toutes les informations pour quele logiciel TNT puisse lancer ses algorithmes surpuissants et pondre enquelques millisecondes (0,09s sur mon PC) l’arbre présentant le moins d’hypothèsesde transformation (principe de parcimonie oblige !) parmi les 6281possibles ! Les paramètres sont ceux par défaut et conviennentparfaitement à une matrice simple aboutissant par ailleurs à un arbrecomplètement résolu.

Vous pouvez télécharger le fichier .tnt ici et le compléter à votre guise.

Suite et fin au prochain épisode avec le résultat tant attendu : l'arbre phylogénétique de l'heroic fantasy.

Source pour le logiciel TNT:

Goloboff, P., Farris, J., &; Nixon, K. 2008. TNT: a free program for phylogenetic analysis. Cladistics 24: 774-786
Logiciel disponible à cette adresse: http://www.zmuc.dk/public/phylogeny/TNT/

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Un an de Blog !

2011-03-30T23:21:00.002+02:00

Et oui un an déjà, l'occasion de faire un petit bilan du Blog de M.Colin...

Un grand Merci !

Tout d'abbord merci à tous pour vos visites, votre lecture bienveillante et vos commentaires constructifs. Visiteurs fidèles ou infidèles vous avez étés au total 9337 à visiter ces pages cet année (soit 25 par jour en moyenne). Ce chiffre ne tient en plus pas compte des nombreuses lectures effectuées sur le site Paperblog ( 1300 lectures par mois !).

Autre bonne nouvelle ce chiffre est en progression constante avec un record absolu hier : 91 visites ! Pourvu que ça dure !

Mais d'où pouvez vous bien venir ?

Top 10 des villes:

Paris(1000),
Dijon(500),
Pau(400),
Toulouse(350),
Lyon(300),
Nantes(220),
Montpellier(170),
Rennes(170),
Marseille(160),
Bordeaux(160).

Top 10 des pays:

France(7400),
Belgique( 400),
Canada (370),
Maroc (240),
Suisse(200),
Tunisie(130),
Algérie(120),
USA (70),
Espagne(30),
Liban(25)

Vos articles préférés en nombre de visites:

-Le nouveau programme de seconde
-Chroniques de dissection 1 et 2 (on sent là l'influence des collègues du secondaire !)
-Les fractales dans la nature
-La pyramide des besoins
-Remarquables céphalopodes
-A dose homéopathique
-Chroniques de dissection 3
-Vertigo entre vertige et acrophobie

Allez vite lire ceux que vous ne connaissez pas encore !

Pour l'an prochain, je souhaite bien sur augmenter la fréquence de parution des article, la moyenne actuelle étant de 1 à 2 par mois. A plus court terme, je vous prépare plusieurs sympathiques articles de cladistique pour le moi d'avril et ce n'est pas un Actinistien d'avril...

Les derniers ajouts:

Les boutons de partage rapide pour vos réseaux sociaux: facebook, twitter & Co

La zone de vote: vous pouvez donner votre avis sur n'importe quel article en cochant la case en "M" que vous jugerez pertinente... Médiocre, Mitigé, Mieux, Magnifique? (je vais peut être rajouter "Merdique" pour mes potentiels détracteur...)

L'entrée dans la blogosphère:
Et oui à force de bloguer on se fait des amis dans le milieu! Je ne peux que vousconseiller d'allez voir leurs blogs: Strange Stuff And Funky Things ; Nicobola: Biologie animale, zoologie; Le fabuleux destin du pingouin...
En plus de cela, les articles sont diffusés plus largement grâce à la communauté scientifique Knowtex et une candidature est même en cours pour le célèbre "café des sciences"

J'espère continuer longtemps cette activité qui m'a beaucoup apporté et m'apportera encore beaucoup j'en suis sur.

Merci encore ! Et laissez vos commentaires, suggestions, remarques sur le fond, sur la forme etc.

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Parthénogenèse - vs - Reproduction sexuée.

2011-03-28T22:56:00.002+02:00

Je vous en ai déjà entretenu lors du précédent article, la parthénogenèse est un mode de reproduction asexuée utilisant des gamètesfemelles non fécondés. Grosso-modo, prenez un ovule, activez le et laissez-lese diviser jusqu’à obtention d’un "nouvel" individu.

La question que l’on peut se poser s’est pourquoi certainesespèces issues d’ancêtres à reproduction sexuée se sont soudainement mises à produire des clones ? Car c’estlà, la plus grande conséquence de la parthénogenèse, les individus sont tous desclones, c'est-à-dire qu'ils possèdent le même patrimoine génétique !

[Reproduction asexuée ne veut pas dire sans sexualité, Ci contre deux lézards femelle de l'espèce parthénogénétique Cnemidophorus uniparens simulent un accouplement. Les rôles de mâles et femelles changent toutes les 2 à 3 semaines en fonctions du cycle hormonal.]

Avantage au nombre, ou le poids démographique des mâles.

La reproduction asexuée permet la production rapide d’ungrand nombre d’individus. Elle évite en effet les tracasseries causées par lesmâles qui ne sont, avouons-le, que perte de temps et d’énergie : En effet si la quête d’unindividu du sexe opposé, ou les diverses parades amoureuses, sont assurées par le mâle, c'est malgré tout la femelle qui assure à elle seule la plus grande part du coût de la reproduction sexuée en dédiant une grande partie de ses ressources à la procréation de 50% de mâles dans la population. Si les mâles deviennent facultatifs à quoi bonles produire ? Envisageons cette hypothèse avec un exemple :

[Soit deux espèces proches, pour lesquelles lafemelle produit à chaque génération systématiquement 2 individus, mais dans uncas elle produit deux femelles par parthénogenèse, et dans l’autre cas elledonne naissance à un mâle et une femelle (statistiquement) issu de lareproduction sexuée.

Si l’on prolonge ce schéma sur plusieurs générations, chaquefemelle donnant à son tour 2 individus, soit 2 femelles, soit 1 femelle et unmâle, on obtient au bout de 10 générations 1024 individus pour la reproductionasexuée (2¹⁰), et seulement 2 individus pour la reproduction sexuée… ]

La parthénogenèse parce qu’elle évite la production desmâles, écrase donc littéralement et à très court terme la reproduction sexuée par son efficacité d’unpoint de vue démographique. Comment-se fait-il alors que 95% des espèces pratiquent toujours la reproduction sexuée ?

- Parthénogenèse 1 /Reproduction sexuée 0 -

Avantage à la diversité, ou l’utilité relative du sexe surle long terme.

Le maintien de la reproduction sexuée trouve une premièreexplication dans l’idée qu’elle apporte une grande diversité génétique. Et oui,le mécanisme conduisant à la production des gamètes (la méiose) permet deproduire chez l’Homme plus de 64 milliards de gamètes différent ! Ceci associéeà la rencontre aléatoire des gamètes assure la création d’un individugénétiquement unique à chaque génération. La « procréation sexuée » est donc comme l’a formulé François Jacob« une machine à faire du différent ». Et le différent c’estbien ! La variation inter-individuelle héréditaire constitue en effet le terreau de la sélection naturelle.Sans variation, il n’y a pas de sélection possible et donc pas d’adaptation. Sil’environnement reste constant ce qui est le plus souvent le cas à court terme cela ne pose pas de problème, mais en cas de changement les espècesparthénogénétiques ne présentent pas le "pool" de diversité génétique leurpermettant de s’adapter.

[Ci dessus, la parade nuptiale du fou à pieds bleus Sula nebouxii... un probant résultat de la machine à faire du hmm "différent" ...]

Cet avantage n’est toutefois que relatif car il n’estvalable que sur le long terme, et la sélection naturelle s’effectue à l’échelled’une génération. Nulle conscience divine n’est là pour prendre en compte deseffets bénéfiques à long terme, mais couteux à brève échéance...

- Parthénogenèse 1 /Reproduction sexuée 0 -

Le bénéfice à court terme : l’exemple des pucerons.

Si la procréation sexuée se maintien c’est donc qu’elleprocure bien un avantage à court terme. Quelques exemples sont susceptibles de fournir uneexplication qui nous allons le voir sont liées à des contingences bien éloignéedu mécanisme même de la reproduction sexuée...

Chez certaines espèces de pucerons (aphidés) lareproduction se fait par parthénogenèse à la belle saison. Les individus issusd’ovules non fécondés se développent à l’intérieur même du corps de leur mère. dont il sortirons entièrement formés. (photo) Il peut même arriver que deuxgénérations soit présente de le corps d’un seul individu. Bref la productiondémographique est énorme (théoriquement 524 milliards d'individus par an chez Aphis fabae) et les ressources sont exploitées au maximum par desindividus dont l'une des particularité est l'absence d'ailes. On a là un bel exemple d'espèce à "stratégie r" axé sur la reproduction plutôt que sur la survie.

Il n’y a que deux cas où les femelles commencent à produiredes mâles : lorsque les ressources s’épuisent, et lorsque l’hiver arrive.Dans le premier cas l’apparition d’individus ailés pouvant effectuer lareproduction sexuée permet la dispersion sur une nouvelle plante. Dans le secondcas les œufs pondus issu de la reproduction sexuée constituent une forme derésistance au froid, apte à passer l’hiver en attendant le retour des beauxjours… Résistance, et dispersion sont ici deux exemples d'avantages à court termes liés à une reproduction sexuée qui se produit au moins une fois par an.

- Parthénogenèse 1 /Reproduction sexuée 1 -
Match nul !

Cet exemple des pucerons traité notamment par S.J.Gould dans le recueil « Darwin, et les grandes énigmes de la vie » nous montre unefois de plus que l’idée d’une sélection naturelle conduisant directement à une solution optimale qui serait ici lareproduction sexuée est à rejeter. L’évolution procède en réalité plus du « bricolageimprovisé » que du « plan d’architecte » et l’Homme parce qu’ilcherche l’idée, la morale ou la conscience là où il n’y en a pas, est souventprompt à se fourvoyer. Il n'y a donc ni gagnant ni perdant dans ce duel mais juste un ensemble de solutions possibles au problème de la reproduction.

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Une fécondation bien inégale.

2011-02-17T23:48:00.002+01:00

« Eh bien pour faire un bébé, il fautdéjà un papa et une maman »… Cettephrase classique est souvent la première étape d’une plus ou moins longueexplication que beaucoup de parents donnent à leur enfant. Cette affirmation se vérifie facilement, et dès l’antiquité onpense qu’il faut obligatoirement un échange de « fluides » entre l’hommeet la femme pour donner naissance à un nouvel individu, et même si la viergemarie, « sainte mère de Dieu », vient compliquer le problème, l’affairesemble entendue. Mais la part relative de chaque parent dans la « conception »d’un nouvel individu reste à expliciter… Aujourd’hui, dans un contexte de révisiondes lois bioéthiques, je vous propose une relecture moderne des conceptsovistes. Commençons par voir de quoi il s’agit.

Ovistes contre animalculistes.

Même si l’importance des deuxparents est rapidement perçue, la « théorie de la fécondation » n’estformalisée qu’en 1900 par l’allemand Oskar Hertwig. Entre temps deux camps s’opposent:les animalculistes d’une part, qui pensent que le spermatozoïde contient desêtres miniatures préformés, ou homunculus (voir gravure ci-contre) ; ils n’envisagent l’ovule que commeune chambre de développement. Les ovistes d’autre part, pour qui c’est l’ovulequi primordial pour la procréation, et le sperme ne joue qu’un rôle d’activateur.Et dans certains cas tels que la parthénogénèse il n’est même pas nécessaire !Cette théorie n’est plus d’actualité aujourd’hui car elle supposait également l’existenced’un individu préformé, à l’intérieur de l’ovule. Mais voyons en quoi la prépondérancede l’ovule dans le développement se révèle pertinente.

Parthénogenèse et pertinence de l’ovisme.

La parthénogénèse est le développementd’un individu à partir d’un ovule non fécondé. Le premier exemple naturel a étéobservé par Bonnet en 1745 qui obtient plusieurs générations de pucerons dufusain en isolant des femelles dès la naissance. C’est la présence de réservesnutritives uniquement dans le gamète femelle (ovule) qui rend ce mode dereproduction possible et inenvisageable à partir d’un spermatozoïde (gamètemâle). Et oui les ovules sont généralement les cellules les plus volumineusesde l’organisme, il n’y a qu’à voir la taille du jaune d’œuf pour s’en rendrecompte ! Si la parthénogénèse existenaturellement chez certains groupes, on peut également la déclencherartificiellement, comme se fut fait chez la souris en 2004. Suite à la fusionde deux noyaux ovocytaires (dont un muté par génie génétique) on a pu obtenirpour la première fois 2 souris sans père…

[Un puceron et sa progéniture pathénogénétique]

L’inégale participation de chaquegamète.

En définitive qu’apporte lespermatozoïde lors de la fécondation ? Et bien à y regarder de plus près, pasgrand-chose… Évidemment il y a le noyau qui contient le bagage génétique, cequi n’est tout de même pas rien : pour chaque paire de chromosomeshomologues l’un d’eux est issu du spermatozoïde ! Lors de la parthénogenèse plusieurs solutions sont apportées pour remédier à cemanque: fusion avec une autre cellule, suppression d’une phase de divisioncellulaire etc. Le deuxième élément apporté est un centriole : une petitestructure cylindrique nécessaire au bon agencement des composants de la cellulelors de la division. Au final aucun autre élément ne rentre dans l’ovocyte,ainsi 100% des mitochondries de nos cellules sont d’origines maternelles !Donc d’un point de vue cytoplasmique au moins, le volumineux ovule sembleeffectivement prépondérant, qu’en est-il d’un point de vue génétique ?

[Le "jaune" de l'œuf d'autruche correspond à la plus volumineuse cellule animale connue.]

Gynogénèse, Androgénèse et guerre des sexes...

On l’a dit déjà le mâle apporte50% des chromosomes mais certaines constatations semblent montrer que cetapport génétique n’est cependant pas équivalent fonctionnellement à celui de lafemelle. En effet chez certains groupes des ovocytes fécondés par unspermatozoïde peuvent se développer, sans que le génome mâle ne participe.Celui-ci ne s’intègre pas au génome maternel et est éliminé : c’est lagynogenèse. L’équivalent avec un génome mâle est l’androgénèse, elle ne seproduit que chez les mammifère lorsqu’un spermatozoïde fusionne avec un ovulesans noyau. Dans ce cas des tissus analogues au placenta se forment mais nedonnerons jamais un véritable embryon. Ainsi dans de nombreux cas le génomefemelle seul suffit à produire un embryon tandis que le génome mâle estinsuffisant ! L’apport ne semble donc pas équivalent. En fait 100 à 200gènes s’exprimeraient ou non selon leur origine parentale : c’est lephénomène de l’empreinte génomique.

[Môle hydatiforme totale: ce kyste anormal issu de la prolifération du trophoblaste se forme par développement d'un ovocyte fécondé mais ne contenant pas de noyau initialement. Il n'y a donc pas d'embryon. Cette anomalie concerne 0,1 à 0,5 % des grossesses. On parle de grosses molaire]

Une expérience menée chez lasouris nous en dit un peu plus : elle consiste à former un embryongynogénétique (génome femelle uniquement) et un embryon androgénétique (génome mâleuniquement). On constate que la gynogénèse donne un embryon mais pas lesstructures extra-embryonnaires nécessaires à sa nutrition. A l’inverse comme l’ona dit plus haut l’androgenèse donne surtout des tissus extra-embryonnaires detype placenta permettant la nutrition de l’embryon.

Il semble donc que les gènes paternelsfavoriseraient une plus grande exploitation des ressources in utero, tandis que les gènes maternels tendent à limiter cetteexploitation afin de préserver l’organisme pour de futures reproductions. C’estexemple de conflit sexuel où les intérêts des mâles et des femelles sontdivergents du fait d’un investissement différent des ressources dans lareproduction. Il y aurait vous vous en doutez, tellement plus à dire sur cesujet… Mais pour notre sujet du jour la conclusion qui s’impose, c’est que lacontribution de chaque parent est fondamentalement inégale lors de lafécondation, de là à restaurer l’ovisme il n’y a qu’un pas et comme d’habitudeje ne le franchirai pas ...

Liens et références :

Wikipédia sur la fécondation, la parthénogenèse, les gènes à empreinte.
Référence de l'article de 2004, sur la pathénogénèse chez la souris : Kono T, Obata Y, Wu Q, etal. Birth of parthenogenetic micethat can develop to adulthood. Nature 2004;428:860-4
Lien sur la relation empreinte génétique / guerre des sexes. (Revue médicale suisse)
Pour en savoir plus sur la grosses molaire : http://www.embryology.ch/francais/fplacenta/patholpl04.html

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Les siphonophores sont les plus forts !

2011-02-05T14:28:00.002+01:00

Créationnistes et évolutionnistes sont sans doute d’accord sur un point : la nature dans sa beauté révèle à qui sait l’observer, une certaine logique, une organisation remarquable. Certains y voient l’œuvre de Dieu, d’autre la conséquence d’un ensemble de mécanismes regroupés sous le concept d’évolution.

Tout de même Dieu, c’est plutôt facile comme solution… Si Dieu explique tout, il n’explique rien non plus … « il neige grâce à Dieu », « le président de la république est envoyé par Dieu »… In god we trust,... un peu trop ! J’ai entendu récemment une interview de Michel Onfray le philosophe qui affirme que la religion est une « pathologie mentale » : Savoureux!
Mais, pour le béotien moyen qui observe un siphonophore, il y’a de quoi se poser des questions. Face à une organisation aussi complète et en même temps aussi simple ! Voyons ces créatures remarquables de plus près...

Présentation.

Physalia physalis

Les siphonophores sont des cnidaires, comme les hydres, les méduses, les anémones de mer ou encore les coraux. Ils font partie des hydrozoaires (le groupe des hydres). Ce sont des organismes marins assimilés au zooplancton bien qu’il puisse atteindre de grandes tailles (jusqu’à 40m de long).
Comme tous les cnidaires les siphonophores se développent à partir d’une larve dite planula. La partie antérieure de cette larve va donner un nodule à la forme d’une méduse le pneumatophore, tandis que la base va s’allonger et donner un premier filament pêcheurs. Entre ces deux zones vont se développer des cloches natatoires et d’autres filaments pêcheurs.
Au final chaque colonie se compose d’un nectosome partie qui permet le déplacement et la flottaison et d’un siphonosome composée d’unités identiques les unes aux autres et comprenant à chaque fois un filament pêcheur : les cormidies.

Distribution des rôles
Qui fait quoi chez un siphonophore ? Prenons l’exemple du genre Halistemma : un siphonophore où chaque unité est bien individualisée et disposée de façon linéaire sur un axe le stolon.

- Le nectosome (du grec "necton" qui nage) est en quelque sorte le moteur du siphonophore, il comprend:

Le pneumatophore : cette petite vésicule va former une poche remplie de gaz (composé d’argon, d’azote et d’oxygène) qui va assurer la flottaison.
Les cloches natatoires : à la manière de petites méduses ces éléments vont permettre la propulsion du siphonophore en se contractant afin d’expulser l’eau présente au centre de la cloche.

- Les cormidies qui composent le siphonosome comprennent à chaque fois :

Une bractée : c’est un élément aplatie qui protège le reste de la cormidie
Un dactylozoïde ou cystozoïde : qui a un rôle d’excrétion des déchets
Un ou plusieurs gonozoïdes, mâles et femelles qui produiront les cellules reproductrices nécéssaire la formation de nouvelles larves
Un gastrozoïte : qui comprend une cavité gastrovasculaire et un filament pêcheur qui va ramener les proies dans la cavité du gastrozoïte.
Parfois d'autres éléments : dactylozoïde, cystozoïde ...

Un vaisseau de guerre bien armé !
L’espèce de siphonophore la plus connue est sans doute Physalia physalis (voir plus haut), dont le nom provient du grec « phusalis » et signifie galère portugaise, c’est d’ailleurs le nom commun de cette espèce. Cette appellation martiale provient sans doute plus de l’allure du pneumatophore en coque de bateau, que de la présence de filaments pêcheurs doté de cellules urticantes : les cnidocytes.
Ces cellules caractéristiques ont donné leur nom au groupe des cnidaires. Ce sont de véritables lassos/harpons enroulés dans une vésicule sous pression : le nématocyste. Un cnidocil au sommet de la cellule permet de déclencher le mécanisme de libération du filament urticant enroulé dans le nématocyste.

La proie en plus de subir les effets urticants de la toxine contenue dans le nématocyste peut , si sa taille le permet, se retrouver prisonnière, enroulée par le filament. La cible est ensuite ramenée à la bouche ou à l’entrée du gastrozoïte. Cette arme redoutable apparue très tôt dans l’histoire du vivant peut se révéler mortelle y compris pour des organismes de grande taille tel que l’Homme (voir par exemple la méduse Chironex fleckeri ) !
On a donc chez les siphonophores une sorte de « pêche à la ligne » géante, permettant la capture massive de petites proies sur toute la surface couverte par les filaments pêcheurs. Cette efficacité est parfois accrue par une bioluminescence et des tenilles "leurres" qui miment des copépodes ( crustacé planctoniques) dont le but est d’attirer les poissons.

[A gauche: Vue des cloches natatoires d'un siphonophore. A droite: Exemples de tentilles (petites tentacules) bioluminescentes miment des copépodes marins. chez un siphonophore du genre Erenna (Haddock, Science - 2005)]

Super-organisme… oui et non !
Chaque siphonophore est on l’aura compris, formé d’unité spécialisée et assemblées en une seule structure. Chacune de ces unités peut se comparer à un polype (forme de cnidaire fixée) ou a une méduse (cloches natatoires par exemple). On a donc plusieurs unités hautement spécialisée dans diverses fonctions. En ce sens un siphonophore est un cnidaire colonial, c’est à dire composé d’individus ayant le même génotype puisqu’issus de la même larve et fixés les uns aux autres. On parle de super-organisme car chaque individu participe à la survie de l’ensemble de la structure.
Mais que dire alors de l’organisme humain par exemple ? Isoler en tant d’individu un gastrozoïte n’as pas forcement plus de sens que d’isoler en tant d’individu un organe participant au bon fonctionnement du corps humain.

C’est pourquoi le terme de super-organisme ne peut à mon avis s’appliquer qu’aux espèces sociales dont les individus sont bien distincts, car physiquement séparés, et participant au bon fonctionnement de la société qui est considérée comme le super-organisme. C’est le cas des abeilles qui se dévouent pour la ruche par exemple. Le problème consiste en fait à résoudre la question de l’individualité… La philosophie est-elle donc partout ?

[Quelques vidéo de siphonophores à l'œuvre:]

Liens:

http://www.siphonophores.org/ : pour en apprendre plus sur les leurres (en anglais)
Autre vidéo: http://vimeo.com/9561696 et http://vimeo.com/10784386
Aperçu rapide sur Science direct (en anglais)
Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Siphonophorae

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La fin de l'évolution ?

2011-01-31T22:19:00.002+01:00

Si j’étais un peu moins scientifique, etsi je maitrisais un peu plus l’art des mots, je me serais certainement plusintéressé à la philosophie. Je regrette aujourd’hui de n’avoir étéplus attentif aux propos de mon professeurlors de mon année de terminale. Mais ! Grâce soit rendue à la plasticitécérébrale, il n’est jamais trop tard pour s’ouvrir à de nouveau domaines etl’épistémologie et la philosophie des sciences font partie de ces derniers. Aussi c’est en tant que novice enphilosophie et que je voudrais vous entretenir du problème du finalisme !

Le finalisme contre le mécanisme.

Le finalisme c’est l’idée qu’il existe un aboutissement, une fin àl’univers et que tous les phénomènes qui s’y produisent, conduisentinéluctablement vers cette fin. En cesens l’idée du finalisme est à priori indissociable de la croyance en un Dieu.Pour prendre un exemple : l’aile a été crée pour le vol.

Cette idée du finalisme s’oppose auprincipe du mécanisme, pour lequel chaque phénomène possède une cause qui luiest propre et la cause précède forcément le phénomène. Pourreprendre l’exemple précédent on peut dire que c’est l’aile qui permet le vol.

Devant l’implacable logique de ce raisonnement,les finalistes suggèrent que la fin est ultime en exécution mais première enintention (« Finis est prima in intentione, ultima inexecutione » dit Aristote) : si les ailes permettent le vol c’est parce qu’ellesont été conçues pour cela : c’est plus où moins de l’intelligent design…Une idée qui date d’Aristote finalement !

[Platon, à gauche, devise gaiment avec son disciple Aristote ,à droite, dans les couloirs du Lycée - ou école péripatéticienne, qui tire son nom du terme grec peripatein, « se promener ». La légende dit qu'Aristote enseignait au Lycée en se promenant. Tableau: L'Ecole d'Athènes - Raphaël, vers 1510]

D’une façon générale la penséescientifique se veut rigoureusement mécanistique et cherche donc les causes etles mécanismes de chaque phénomène. Ainsi la théorie de l’évolution exclue enbloc, et elle a raison de le faire toute idée d’un perfectionnement ou definalisme dans l’évolution.

Le finalisme et l’idée d’une fin...

Ceci étant, le finalisme renvoi égalementà l’idée d’une fin, dans le sens de la terminaison. Et je voudrais ici réfléchirau concept théorique d’une fin de l’évolution biologique.

Fukuyama envisage l’idée d’une fin del’Histoire, en précisant que l’admission de plus en plus large d’un modèledémocratique, d’une voie de la raison, devrait logiquement conduire à une fin del’Histoire c'est-à-dire à l’absence d’événement historiques majeurs telsque les guerres par exemple. C’est une idée un peu utopique, mais malgré toutassez séduisante. On peut d’ailleurs imaginer que l’accélération des échanges,la mondialisation, ainsi que la mise en place de systèmes de régulation,deplus en plus réactifs, devraient faciliter cette fin de l’Histoire; ce gain en stabilité.

Pour moi ce concept est à envisager dans lecadre de la théorie des jeux : il existe une solution optimale, logique,« mathématique » à tous les problèmes. Si cette solution optimale (ou pas) est connue elle devrait logiquement s'imposer. (Voir l’article sur le dilemme du prisonnier)

L’équilibre d’Hardy-Weinberg : finde l’évolution ?

Mais revenons à mon idée: sur le modèlede la fin de l’Histoire, peut-il y avoir théoriquement une fin àl’évolution ?

Pour qu’une telle fin se réalise il« suffit » de maintenir constante les fréquences alléliques, en termeplus simple il faut que le "contenu génétique" présent dans ne population nevarient pas d'une génération à l'autre. L’approche mathématique de ce problème a été envisagéepar le mathématicien britannique Godfrey H. Hardy (photo ci-dessous) et indépendamment par lephysicien allemand Wilhelm Weinberg en1908 : c’est la fameuse loi de Hardy-Weinberg.

Quelles sont les conditions d’applicationde cette loi ?

La population doit tout d’abord être detaille infinie, afin d’éviter la dérive génétique ; et les flux migratoires sont nuls. Lareproduction doit se faire de façon aléatoire : c’est la panmixie (onconsidère une espèce diploïde). Il n’y a ni mutation ni sélection dans lapopulation considérée.

Si toutes ces conditions sont réaliséesalors la fréquence des allèles ne varie pas d’une génération à l’autre.Autrement dit, il n’y a pas d’évolution! De la à conclure que l’évolution biologique a unefin, il y a un pas que je ne franchirai pas.

Cependant, si les conditions del’équilibre de Hardy-Weinberg sont utopiques, peut-on toutefois imaginer quel’Homme s’en rapproche suffisamment par ses moyens technologiques pouratteindre statistiquement cet équilibre ? (j’insiste sur le pointd’interrogation). En effet la médecine rend la sélection naturellenégligeable ; la démographie et les capacités de transport à l’échellemondiale limitent la dérive génétique. etc.En conclusion, dans les conditions actuelle la vitesse d’évolution de lapopulation humaine est négligeable (et oui l'Homme du futur ce n'est pas pour demain!). Wikipédia présente également un exemple concret de populationde papillons Callimorpha qui répondent statistiquement (via un test du χ²)à la loi de Hardy-Weinberg.

Conclusion :

Un roman d’anticipationpourrait tout à fait imaginer, suite à une crise de la biodiversité causée parl’Homme par exemple, qu'un faible nombre d'espèces présentes sur Terre occupent la totalité desniches écologiques et répondent à cet équilibre de Hardy-Weinberg. On auraitalors une fin à l’évolution… Je clos ici mon délire pseudo-philosophique queje vous invite à alimenter, où critiquer comme bon vous semble! Pour ma part, j’ai en quelquesorte réglé ma frustration philosophique, pour un temps au moins. Mais assurémentce n’est pas ma seule frustration et jeregrette également de ne pas être plus bricoleur. La notion de « bricolageévolutif » chère à S.J. Gould et F. Jacob qui s’oppose au finalisme vousattend donc dans un prochain article !

D'ici là excellente année à tous.

Liens Wikipédia:

Merci à J. Reigner pour cet article.

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Rouge sang !

2010-12-27T19:06:00.006+01:00

Saviez-vous que Peter Jackson avant de réaliser le Seigneurdes anneaux fut un réalisateur de film gore à très petit budget ? (Voir parexemple "Braindead" ou "Bad Taste"…) Autrefilm bien adapté à notre sujet du jour: "Sweeney Todd, le diaboliquebarbier de Fleet Street" de Tim Burton. Et que dire encore de la série Dexter,où le personnage principal est un expert de l’analyse des tâches de sang etégalement un tueur en série. Vous l'aurez deviné, notre sujet du jour est le sang. Star des films d’horreur, sa couleur rouge vif met nos sens enalerte, et suffit à faire détourner le regard des plus sensibles (C’estd’ailleurs pour cela que les orcs ont le sang noir et non rouge dans le Seigneur des anneaux : on éviteainsi l’interdiction du film au moins de 12 ans ...). Mais à quoi est due cettecouleur si intense ? Et pourquoi le sang non oxygéné des veines est-iltoujours représenté plus sombre ou plus bleu que le sang oxygéné desartères ?

Du sang à l’hémoglobine

Que contient le sang ? Et bien sion centrifuge le sang on distingue 3 fractions : le plasma plutôt jaune,c’est la portion liquide du sang, elle correspond à 55% du sang total, lesglobules blancs et plaquettes (moins de 1%) et enfin les célèbres globulesrouges appelées hématies chez l’Homme qui correspondent à 45% du volume total (Ce pourcentage s’appelleégalement hématocrite, sur une analyse de sang).

Ces hématies donnent leur couleur rouge au sang, ce sontdes cellules sans noyaux et pratiquement sans organites, elles contiennent pourl’essentiel une seule protéine : la fameuse hémoglobine. Ces sacsd’hémoglobine ont pour mission de transporter l’oxygène dans tout l’organismegrâce à cette protéine aux propriétés remarquables (Je suis sûr que tous les amateurs du fameuxdessin animé « Il était une fois... la Vie» s’en souviennent).

[Les hématies en microscopieélectronique à balayage (fausses couleurs) et selon le dessin animé « Il était une fois... la Vie » (Albert Barillé - 1987).]

La structure de l’hémoglobine

La protéine est composée de 4sous-unités protéiques, les globines: deux α etdeux β, chaque sous-unité étant liée à ungroupement non protéique, l’hème ; d’où le nom :« hémo-globine ». Cet hème contient un atome de Fer lequel peut selier avec la molécule de dioxygène. Chacune des millions de moléculesd’hémoglobine d’un globule rouge peut donc transporter 4 molécules de dioxygène.L’emplacement réservé pour le dioxygène, n’est pas utilisé pour transporter ledioxyde de carbone (CO2), par contre le monoxyde de carbone (CO) est suffisamment petit pour venir se fixer defaçon quasi-irréversible sur ce site. Comme la place de l’O2 est prise, lemanque d’oxygène se fait vite sentir même pour de faibles concentrations en CO…C’est l’origine des empoisonnements au monoxyde de carbone souvent liés à devieux poêles et autres chaudières mal réglées.

[L’hémoglobine : une protéine àstructure quaternaire, c'est-à-dire composée de sous-unités. (2α et 2β)]

Une couleur variable selon le degréd’oxygénation.

En absence d’O2 fixé sur l’hémoglobine,l’atome de fer II (fer ferreux) lié par une liaison faible à un acide aminé(l’histidine) est décalé par rapport au plan de l’hème. Il dépasse un peu comme s’il était tiré sur le coté par sa liaison avec l’histidine. De plus la répartition des électrons autour du noyau fait que le diamètre global de l’atome est important. On parle de configuration haut spin. A l’inverse lorsque le dioxygène se fixe sur l’atome de fer du coté opposé à celui de l’histidine, il prend une position parfaitement centrée par rapport au plan de l’hème, et son diamètre est réduit : on parle de configuration bas spin. Cettesimple différence entre la configuration haut spin et bas spin et les changements qui l'accompagnent, suffisent à créerune différence importante dans le spectre d’absorption de la molécule, autrementdit, sa couleur. Ainsi l’oxyhémoglobine absorbe beaucoup moins dans lescouleurs d’onde du rouge (env. 660nm) que la désoxyhémoglobine, qui apparaît donc moinsrouge. Son aspect est plus terne, plus proche du bleu, et voilà la raison decette représentation conventionnelle du sang non oxygéné en bleu et du sangoxygéné en rouge.

Ci-dessus:

[A gauche: Configuration et position de l'atome de fer dans le plan de l'hème dans le cas de l'oxy. et de la désoxyhémoglobine.

A droite: Le spectre d’absorption del’hémoglobine oxygénée et non oxygénée, mesuré lors d’un TP de physiologieanimale de L3 (UPPA). La désoxyhémoglobine (en bleu) absorbe beaucoup moins dans le rouge (660nm) que l'oxyhémoglobine (en rouge).]

L’hémoglobine, qualifiée de pigmentrespiratoire à cause de sa couleur, n’est pas la seule molécule à assurer cettefonction de transporteur d’O2 dans le monde animal. Ainsi chez les crustacés ouchez les mollusques, on trouve l’hémocyanine, qui comprend deux atomes decuivre. L’atome de cuivre oxydé donne alors une couleur bleu-verte au sang. Sansdoute les orcs du Seigneur des anneaux ont-ils également une hémoglobinespécifique qui n’utilise pas le fer… Je propose le manganèse, à l’origine decertains colorants noirs.

Pour finir sur une note moins triviale, sachezque l’hémoglobine constitue un remarquable outil de phylogénie moléculaire chez lesgnathostomes (vertébrés possédant une mâchoire).

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Chronique de dissection (4/4)

2010-11-21T12:00:00.002+01:00

Ce sont parmi les expériences les plus marquantes de l’enseignement ; souvent critiquées ou évoquées comme un traumatisme, les dissections n’en sont pas moins un remarquable exercice d’observation aux nombreuses vertus pédagogiques. Dans ces 4 articles intitulés « chroniques de dissection » je reviendrai sur ces TP de biologie animale de L2 de l’UPPA.

TP4 :Système digestif de la souris blanche.

Un modèle biologique incontournable

« C’est sans aucun doute le mammifère qui a le pluscontribué aux progrès de la science », voilà ce que l’on dit de la sourisblanche, Mus musculus, dans nos manuels. Bien sur de mon point de vue, le mammifère qui a leplus contribué à la science c’est l’Homme (on fera abstraction de mickey, minus et cortex et autre souris surdoués)… Mais tout de même, comment expliquerl’incroyable contribution de ce rongeur qui avant l’avènement de la scienceétait considéré comme un fléau des greniers à grain…

En réalité, ce succès s’explique parce que la souris remplitous les critères d’un modèle biologique :

Tout d’abord l’élevage des souris est économique, avec un faible volume occupé,et une consommation de 5g de nourriture par jour seulement. De plus lareproduction est aisée et rapide avec 5 à 15 portées par an, chacune donnantnaissance à une dizaine de souriceaux, soit une cinquantaine de souriceaux parfemelle par an ! Cette capacité à se reproduire rapidement associé à unedurée de vie courte correspond à une stratégie r : c’est en fait une façonde compenser par le nombre une mortalité naturelle (prédation, famine etc.)importante. On oppose cette stratégie à la stratégie K (longue durée de vie,animaux de grande taille, reproduction en faible nombre).

Autre critère ; la souris est un excellent représentantdes mammifères (50% des espèces de mammifères sont des rongeurs), et saproximité avec l’Homme est suffisante pour bien des études (99% de gènes communs).Dernier point, la somme de connaissances accumulées sur l’espèce, permet delancer pratiquement n’importe quel type d’étude, à titre d’exemple le séquençagedu génome de la souris est terminé depuis 2003.)

Glandes annexes du tube digestif.

Le tube digestif composé de l’œsophage de l’estomac et del’intestin, ne peut à lui seul assurer l’ensemble de la digestion. Denombreuses glanes dites annexes viennent compléter le dispositif. Le foie estla plus massive, il sécrète la bile : ce liquide jaunâtre au pH basiqueest riches en sels biliaire dont le rôle principale consiste à favoriserl’absorption et la digestion enzymatique des lipides. La bile agit en faitcomme un détergent en permettant la formation de petites gouttelettes lipidiques (émulsion, comme dans la sauce de salade) sur lesquels vont agir lesenzymes. La bile, produite en continue parle foie est déversée dans les canaux hépatiques avant de rejoindre la vésicule biliaire, sonlieu de stockage, via le canal cystique. Au moment ou les aliments digéréspénètrent dans l’intestin une hormone, la cholécystokinine (CCK) permet lacontraction de la vésicule biliaire. La bile passe alors à nouveau dans lecanal cystique avant de rejoindre le canal cholédoque qui s’ouvre dansl’intestin.

Une autre glande annexe du tube digestif est le pancréas quilibère le suc pancréatique riche en enzymes de toutes sortes : -protéolytiques (trypsine, chimotrypsine, carboxypeptidases), -glucolytiques(α-amylase) -lypolitiques (lipase). Chez la souris c’est un organe diffusmal délimité présent dans le mésentère après l’estomac.

Enfin la ratede couleur pourpre n’a pas de rôle digestif, elle est impliquée dans ladestruction des éléments figurés du sang (les hématies par exemples), ainsi quedans la fonction immunitaire.

[Le foie en haut sur cette dissection présente 4 à 5 lobes inégaux, on observe en dessous l’estomac précédé de l’œsophage (étiré sur le coté gauche) et suivi du duodenum (première partie de l’intestin grêle en haut à droite). On remarque bien la vésicule biliaire orangée reliée en bas par le canal cystique au canal cholédoque lequel rejoint l’intestin à droite. Enfin le pancréas diffus est épinglé en bas de l’estomac avec la rate sur la gauche.]

Les qualités d’un bon dessin

La dissection de la souris ne présentant pas de difficulté particulière,je vais donc m’attarder cette fois sur les critères de qualité du dessinscientifique. Tout d’abord ce mode de représentation à pour but de rendre comtede la réalité, et donc des observations faite lors de la dissection, et ce sansles idéaliser. C’est donc un outil pédagogique permettant de travailler lesens de l’observation, ainsi que la mémorisation des structures observées.

Pour faire un bon dessin, celui-ci doit déjà être grand etremplir une grande partie de la feuille. Le trait doit être fin et continu maissuffisamment marqué pour bien délimiter les structures. Les proportions sontégalement un point essentiel, pour bien réussir il ne faut pas hésiter àcomparer la taille des éléments entre eux dans la réalité et sur le dessin. Uneautre astuce consiste à prendre des points de repères (longueur d’une épingle…)voir des mesures avec un réglet. Enfin il convient de donner un peu de réalismeà l’ensemble pour ne pas se limiter à un schéma. Ainsi on ajoutera un maximum de petits détails, morceaux de muscles découpés, restes de mésentère sur le tube digestif etc. On pourra également ombrer différentséléments où leur appliquer une texture afin de bien distinguer les différentsorganes entre eux.

Une fois le dessin terminé il convient de le légender endisposant les légendes toutes du même coté avec un trait de rappel rectilignele plus fin possible. Un titre aussi complet que possible viendra apporter latouche finale de la figure en bas du dessin.

Merci à tous les étudiants pour leurs contributions à ces articles - Bon courage pour les révisions.

Sources :

Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Mus_musculus
http://fr.wikipedia.org/wiki/Tube_digestif
Le site de Emmanuelle Van Noppen : dessinatrice scientifique: http://www.illustration-animaliere.be/index.php/dessin-scientifique
Travaux pratiques de biologie animale - Zoologie Embryologie Histologie, 3e édition. André Beaumont, Pierre Cassier. Editions Dunod 502p.

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Chronique de dissection (3/4)

2010-11-21T11:49:00.003+01:00

TP3 : La Grenouille Verte.

Gardiennage pré-copulatoire et dimorphisme sexuel.

L’espèce du jour est la grenouille verte, Rana esculenta,c’est la grenouille la plus fréquente en France. On la rencontre souvent àproximité des mares et des berges peu profondes des étangs, qu’elles nequittent que très rarement contrairement à de nombreux autres amphibiens quimènent une vie plus terrestre.

Une rapide étude morphologique permet de mettre en évidenceun dimorphisme sexuel plus ou moins marqué. Outre la taille (le mâle est souventplus petit que la femelle), un premier caractère est la présence de sacs vocaux en arrière de labouche qui permettent un chant fort et varié apte à faire chavirer la plusbelle des grenouilles femelles !
Une fois la belle charmée le mâle va userde son deuxième caractère sexuel secondaire : la callosité rugueuse del’index (seulement 4 doigts à l’avant, le pouce étant régressé) lui permettantde s’agripper au dos glissant de sa partenaire annuelle. Il va ainsi resteraccroché sur le dos de la femelle (amplexus photo de droite) jusqu’à ce que celle-ci ponde unchapelet d’ovocytes dans l’eau généralement emmêlé autour des végétaux des berges. La fécondation est donc externe,et c’est pour s’assurer d’être le seul à féconder les ovocytes que le mâles’agrippe à la femelle. C’est un exemplede gardiennage pré-copulatoire (mate-guarding), une étape clé de lareproduction qui correspond à une forme de une sélection sexuelle. En effet les mâles seretrouvent en compétition pour l’accès aux femelles les plus fécondes et lesplus proches de la ponte. Inversement pour les femelles un gardiennagepré-copulatoire long est un gage de qualité du mâle et donc une forme desélection (en plus du chant).

[Les sacs vocaux (à gauche) et la callosité sur le doigt N°2(à droite) chez le mâle. La callosité ne s’observe qu’en période dereproduction, la coloration peut-également varier énormément.

Ouverture de la cavité buccale

L’une des difficultés de la dissection consiste enl’ouverture de la cavité buccale dans le but de séparer les voies digestives etaériennes. Pour bien réussir cette étape il convient tout d’abord de bienprendre ses repères, décrivons donc cette cavité buccale. Le plancher buccal secaractérise surtout par une langue bifide très gluante. Au repos cette langueattaché à l’avant de la bouche est repliée en arrière, mais elle se projette volontiersvers l’avant (pro-tractile) pour saisir une belle libellule. Chez le mâle onobserve les orifices des sacs vocaux. Tout au fond du plancher buccal en régioncentrale, la glotte, forme une fente longitudinale, qui s’ouvre sur lelarynx, quidonne accès aux poumons (voies aériennes). Le plafond buccal entouréd’une mâchoire dentée comprend des choanes (orifice interne des narines), desdents vormériennes, et enfin les orifices des trompes d’Eustache, qui font communiquercavité buccale et oreille moyenne. Enfin entre ces deux parties, Lepharynx, se présente sous la forme d’un très large orifice transversal, quiprécède l’œsophage (voies digestives).

Une fois se repérage accompli, il faut commencer par bien dégager lespoumons, en les séparant sans trop les abimer des lobes du foie, puis del’œsophage de façon à pouvoir les maintenir avec les doigts, rabattus sur leplancher buccal.

Il faut ensuite avec les ciseaux forts, couper la mâchoired’un coté ; puis de façon trèsprogressive, quelques mm à chaque fois, découper la plancher buccal entre laglotte et le pharynx aux ciseaux fins (ne pas hésiter à descendre, au fond dela bouche, largement en dessous de la glotte). Bien entendu, laglotte et les poumons doivent rester attachés au plancher buccal et à ladissection ! Il convientensuite de ne pas terminer la découpe pour rabattre le plancher buccal sur lecôté.

[Et voilà le résultat: plancher buccal à gauche avec les poumons,
et plafond buccal droite avec l'œsophage.]

L’art de l’épinglage

Pour bien présenter une dissection, un point estessentiel : l’épinglage ! Lesépingles à tête doivent toujours être disposées de façon très oblique, pour nepas gêner les mouvements, et l’inclinaison doit toujours se faire versl’extérieur de la dissection. De cette façon les tissus épinglés sont le mieuxmaintenu (un peu comme les sardines pour planter une tente). De plus lesépingles ont alors une disposition en étoile autour de la dissection qui nemasque pas la vue.

L’épinglage de l’intestin chez la grenouille est un redoutableexercice. Il faut en effet le dérouler et l’épingler au fur et à mesure sanspour autant déchirer le mésentère qui attache le tube digestif à la cavitégénérale. Quelques conseils pour réussir :

Dérouler avec les doigts et observer une très courteportion de l’intestin (1 cm) sans déchirer le mésentère. On ne s’occupe ensuiteque de cette portion, le déroulement est donc progressif !
Former une boucle sur cette portion déroulée encontournant une épingle qui sert de support. Cette épingle ne sera pas planter,elle sert juste à plier l’intestin pour lui faire décrire les boucles que l’ontveut (et qui ne sont pas des boucles naturelles).
Terminer en épinglant la boucle formée un peu en arrièrede la première épingle ; Au final les boucles mesurent donc 0,5cm environet se touchent entre-elles.

Dernière astuce, un petit papier noir disposé ici où làpourra mettre en évidence les structures les plus claires et constitue unebonne aide à l’observation.

Et voici comme d'habitude le poster de la dissection achevée. Prochaine et dernière chronique annoncée: la souris.

Sources :

Wikipédia : Rana esculenta
Sélection sexuelle
Le site DORIS : http://doris.ffessm.fr/
Travaux pratiques de biologie animale - Zoologie Embryologie Histologie, 3e édition. André Beaumont, Pierre Cassier. Editions Dunod 502p.

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Chronique de dissection (2/4)

2010-10-28T11:00:00.004+02:00

Ce sont parmi les expériences les plus marquantes de l’enseignement ;souvent critiquées ou évoquées comme un traumatisme, les dissections n’en sontpas moins un remarquable exercice d’observation. Dans ces 4 articles intitulés« chroniques de dissection » je reviendrai sur ces TP de biologieanimale de L2 de l’UPPA.

TP2 : Le maquereau

Parasitisme à gogo !

Pour ce second TP nous passons dans le groupe des vertébrésavec le maquereau, poisson pélagique (de haute mer) relativement commun, quifait l’objet d’une pêche industrielle. L’exploitation de se poisson gras (richeen omega3, vitamines A, et B) se fait bien sur à destination de l’Homme, maiségalement des élevages de saumons. Sachant qu’il faut 6kg de poissons pour« faire » 1kg de saumon, et qu’une personne meurt de faim toutes les4 secondes dans le monde … cherchez l’erreur !

Ceci étant dit, les hommes et les prédateurs naturels du maquereau ne sont pasles seuls à l’exploiter en tant que ressource! Ainsi on trouve dans la cavitégénérale, de nombreux vers parasites de quelques millimètre de long, roulés ende petits cercles jaunes ou blancs opaques, ou formant parfois des kystes. Mentionnons par exemple le genre Anisakis, petit ver nématode,pouvant provoquer une forte réaction immunitaire lorsqu’il est consommé avec lachair crue des poissons.

Mais ces parasites ne sont rien en comparaison de celui découvert dans lacavité buccale d’un des maquereaux (photo). Il s’agit d’un crustacé isopode(toutes les pattes sont identiques) comme le cloporte) de la famille des Cymothoidae long dequelques centimètres. Pour l’identification exacte, le groupe DORIS : Données d'Observations pourla Reconnaissance et l’Identification de la faune et de la flore Subaquatiques, a permis de conclure qu'il s'agit de Ceratothoa oestroides (Remerciements à Benjamin Guichard, vétérinaire spécialiste des pathologies des poissons, et Jean-Paul Trilles, Professeur spécialiste pour certains Crustacés).

Ceratothoa oestroides

[La cavité buccale du maquereau, et le crustacé parasite observé Ceratothoa oestroides: longueur environ 3 cm (Autres photos). Ce parasite "peut poser problème dans les élevages méditerranéens de bars et daurades, non pas tant par les lésions buccales qu'il provoque que parce qu'il empêche les poissons de s'alimenter normalement" indique B. Guichard.]

La ligne latérale ou le toucher à distance

Le maquereau se déplace en bancs compacts (photo d'introduction) et l’on peut s’interroger sur cettecapacité à réaliser des déplacements synchronisés à grande vitesse sansqu’aucune collision ne se produise. Le secret réside dans la ligne latérale sensorielle que l’on peu observer sur lapartie latérale supérieure du corps de l’animal. Il s’agit en fait d’unesuccession de mécano-récepteurs ouneuromastes. Lorsque la pression d'eau augmente sur le neuromaste les cellules ciliées qu'il contient se déplacent et transmettent le signal auxdendrites de neurones ganglionnaires. Ces neuromastes sont situés soit directement à l’extérieur, soitenfermés dans un canal (le canal de la ligne latéral) qui permet la protectiondes récepteurs et l’amplification du signal.

Ce système latéral est sensible aux déplacements d’eauenvironnants ce qui permet d’équilibrer la nage, de percevoir la vitesse dedéplacement ou encore de sentir un obstacle ou un prédateur arriver. En plus decela la ligne latérale serait également impliquer dans la perception des bassesfréquences, bien qu’on ne puisse pas vraiment parler d’audition. C’est ainsi queles poissons perçoivent les pas lourds du pécheur sur la rive. Enfin ladécouverte de magnétite Fe₂O₄dans le système latéral du saumon, laisse supposer que cet organepourrait être impliquer dans la perception du champs magnétique terrestrepermettant ainsi aux poissons migrateurs de se localiser dans l'immensité de l'océan.
Il est à noté que ce système, parfaitement adapté à la vie aquatique, tire profit de la densité du milieu aqueux. A l'inverse les organismes terrestres développerons l'audition, l'air peu dense étant plus propice aux transmission de vibrations.

Petits gestes techniques…
En plus du déroulement de l’intestin très fragile, la dissectionprésente quelques gestes un peu délicats permettant de libérer le foie et la vésiculebiliaire qui lui est rattachée, de la cavité générale. Ainsi après avoir ôté lanageoire pectorale et la rate, il faut couper deux attaches qui relient lavésicule biliaire à la paroi dorsale : un vaisseau sanguin et dumésentère. Tant que ces liens sont présents la vésicule biliaire forme un angledroit avant de rejoindre le foie, une fois coupé, la vésicule n’est plus reliéeque par le canal cystique au foie.

Pour le foie les choses se compliquent encore un peu, non seulement cet organeest fragile, mais en plus il est attaché en avant par un important vaisseausanguin : la veine sus hépatique. Cette veine est difficile à observer carelle est profonde et recouverte en partie par le foie. Il va donc falloir lasectionner, le plus souvent en devinant son emplacement avec une paire de pince.Une fois coupé, une quantité importante de sang se déverse et le foie estlibre, rattaché uniquement au tube digestif par le canal cholédoque et desadhérences avec les caeca pyloriques.

Les poupées russes

Une dernière observation peut être faite en fin dedissection, permettant de mieux appréhender le régime alimentaire de cespoissons, elle consiste à inciser l’estomac pour en observer le contenu. Laplupart du temps le maquereau se nourrit de zooplancton mais en période dereproduction, de mars à juillet, il devient prédateur et chasse les poissons depetite taille comme les sardines ou les anchois. Le record observé lors des TPest de 6 sardines (déjà bien digérées) dans un seul estomac. Dans certains cas,les poissons ingérés entiers (alors qu’ils mesurent plus de 5 cm de long), sontencore en relativement bon état (cf photos) donnant alors une étrangeimpression de poupées russes… Une dissection pourrait-elle en cacher uneautre ?!

[Contenu stomacal d'un maquereau: 3 sardines dans un état de digestion +/- avancé]

[La dissection terminée]

Sources :

Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Maquereau_commun
et http://fr.wikipedia.org/wiki/Anisakis
Le site DORIS : http://doris.ffessm.fr/
Pour le système latéral : Biologie animale, Lescordés : Anatomie comparée des vertébrés. 9e édition. André Beaumont , Pierre Cassier. Editions Dunod 653p.

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Chronique de dissection (1/4)

2010-10-26T19:51:00.005+02:00

TP1 : Pièces buccales et anatomie du criquet

Le sujet d’étude : Locusta migratoria

« Elles couvrirent la surface de toute la terre et la terre fut dans l'obscurité; elles dévorèrent toutes les plantes de la terre et tous les fruits des arbres, […] et il ne resta aucune verdure aux arbres ni aux plantes des champs dans tout le pays d'Égypte. »

La Bible, Livre de l'Exode 10, verset 16.

Le criquet migrateur, Locusta migratoria est une espèce d’insecte orthoptère faisant partie de la catégorie des locustes : c'est-à-dire les criquets grégariaptes (aptes à la vie grégaire, en essaim). C’est le cas également du criquet pèlerin ou du criquet nomade. Lorsque la densité de population est relativement faible, le criquet mène une vie solitaire et mange en quantité normale. Mais dans certaines conditions, lorsque la densité de population augmente, du fait de vent convergent, de la répartition des végétaux, ou de la concentration des pontes (80 à 100 œufs tous les 2 mois), les criquets forment un essaim. Sous l’effet de la sérotonine, la morphologie et le comportement du criquet changent alors radicalement : la coloration est plus vive, la prise alimentaire plus importante (chaque criquet mange son propre poids en végétaux chaque jour !), et le comportement est grégaire avec formation d’essaims pouvant dépasser plusieurs milliards d’individus.

Bien sur les conséquences sont désastreuses pour les cultures, l’essaim pouvant parcourir jusqu’à 200km par jour sous l’action des vents. Les criquets grégaires ne sont pas l’une des 10 plaies d’Egypte pour rien !

[Le criquet du désert, en phase grégaire à gauche et en phase solitaire à droite]

Les pièces buccales : Attention à la casse !

La dissection commence par l’arrachage des pièces buccales en bonne et due forme. Petit conseil technique au passage, il convient d’arracher les pièces vraiment à la base là où la cuticule est souple, pour cela il faut glisser les pinces fines par le coté. Les mandibules dures et cassantes à leurs extrémités sont l’étape la plus délicate. Les pièces buccales dirigées vers le bas (disposition orthognathe) sont de type broyeur (caractère ancestral), et de bonne taille permettant le broyage des végétaux. Ces pièces comprenant 6 éléments (1 labre, 2 mandibules, 2 maxilles, 1 labium) vont avoir plusieurs grandes fonctions : amener les végétaux à la bouche, broyer et découper les végétaux, les gouter et les envoyer dans l’œsophage. En voici quelques clichés:

Le tube digestif.
De façon étrange le vocabulaire employé pour décrire le tube digestif des insectes est plus ou moins le même que celui utilisé pour le tube digestif des vertébrés. (Mes étudiants pourront cependant sans doute attester que le vocabulaire des zoologues n’est pas pauvre pour autant !). On parlera donc d’estomac, de gésier, de rectum etc. Et ce bien que les structures et les fonctions soit souvent très différentes.

Ce tube digestif se divise en trois segments : le stomodeum, le mésentéron, et le proctodeum . Le premier segment composé d’un œsophage, d’un jabot et d’un gésier a pour rôle principal de broyer et stocker les aliments ingérés. La limite avec les segments suivants est marquée par des renflements: les caeca gastriques au nombre de 6 (sorte de diverticules permettant d’augmenter la surface d’absorption), puis vient l’estomac qui se prolonge jusqu'au sphincter pylorique, zone d’insertion des tubes de Malpighi (chargée de l’excrétion des déchets azotés). Enfin le dernier segment regroupe un iléon (intestin) court, un colon, et un rectum gonflé qui débouche sur l’anus.

Sources :

Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Locuste et
http://fr.wikipedia.org/wiki/Criquet_migrateur
Le site du CIRAD sur le criquet : http://locust.cirad.fr/tout_savoir/index.htm
Travaux pratiques de biologie animale - Zoologie Embryologie Histologie, 3e édition. André Beaumont , Pierre Cassier. Editions Dunod 502p.

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Les éponges de nos salles de bains

2010-10-13T21:21:00.005+02:00

C’est un objet devenu rare mais que l’on trouvait facilement au côté d’une pierre ponce de Sicile sur le bord d’une baignoire à pied, d’une couleur plutôt brune orangée, avec une structure en alvéoles, et imbibée d’une odeur caractéristique de savon de Marseille, c’est l’éponge de toilette [Spongia officinalis, photo ci-contre]… Aujourd’hui notre image de l’éponge a bien changée, bien sûr il y a Bob d’un côté, et Scotch Brite de l’autre, munie de son grattoir à faire rougir un hérisson.

Le plaisir des systématiciens
Bob l’éponge cité en introduction, aura tout de même un mérite remarquable, malgré sa forme rectangulaire et sa maison ananas, celui d’inscrire dans l’inconscient collectif que les éponges sont des animaux et non des végétaux. Cette question a en effet longtemps été un sujet de discorde au XIXème siècle. En effet, la vie fixée, l’absence de système nerveux bien définit ou de motilité (capacité au mouvement) importante portent à croire que les éponges sont des végétaux. Cependant le mode de nutrition hétérotrophe, et les étapes du développement avec la présence de deux feuillets embryonnaires, indiquent qu’il s’agit bien d’animaux à la vie fixée.

[Ci-contre: Bob l’éponge, héros de la série animée éponyme]

Encore aujourd’hui les éponges sont un casse tête pour les systématiciens, avec des animaux aussi simples le nombre de caractères permettant d’établir une classification à l’intérieur du groupe est faible, et ne permet pas de définir des ensembles robustes d’un point de vue phylogénétique. Heureusement les études moléculaires apportent de nouveaux caractères (notamment l’ARNr 18S) qui devraient permettre dans les années à venir de stabiliser la classification des éponges. Actuellement les éponges sont classées en trois groupes : Les demosponges qui présentent des formes complexes (types leucon), les éponges hexactinellides, dont le « squelette » est siliceux et enfin les éponges calcaires (squelette calcaire).

[les éponges calcaires (à gauche) et les éponges hexactinellides (à droite), planche de H.Haeckel, 1904]

Spicules et spongine
Qu’entend-on par squelette lorsqu’il s’agit d'une éponge ? Les éponges sont à peu de choses près des outres qui filtrent et retiennent les particules alimentaires présentes dans le courant d’eau créé par des cellules flagellées typiques : les choanocytes. Ces structures de filtration conservent leur forme grâce à des « baguettes » de soutien rigides : les spicules, siliceux ou calcaires sécrétés par les scleroblastes.

[Spicules d’éponges : Leurs formes variées sont un critère de classification traditionnel. ]

Chez les demosponges ces spicules sont parfois associés à des protéines telles que la spongine, forme particulière de collagène dispersé ou organisé en large fibres. Parfois les spicules sont même totalement absents et seule la spongine subsiste pour former la structure de l’éponge, c’est le cas notamment des éponges de toilettes : Spongia officinalis.

[Euplectelle : cette éponge hexactinellide présente des spicules siliceux formant des étoiles à six branches (hexa=6). On trouve fréquemment une paire de petits crabes ou crevettes restés coincés à l’intérieur de l’éponge après leur croissance si bien qu’en Asie les Euplectelles ou corbeilles de Vénus constituent un cadeau de mariage apprécié.]

Reproduction et régénération
Les capacités de régénération des spongiaires sont très importantes. Ainsi lorsque l’on sépare des cellules d’éponges, celles-ci peuvent se réunir et se réorganiser spontanément pour reformer l’éponge. De la même façon des fragments d’individus peuvent régénérer une éponge entière c’est le « bouturage » des éponges, méthode utilisée autrefois pour la production en grand nombre d’éponges de toilette.

Cela peut paraître surprenant chez un organisme aussi simple, mais les éponges sont gonochoriques, c'est-à-dire que les sexes sont séparés (il existe des individus mâles et des individus femelles).Les spermatozoïdes du mâle sont libérés dans l’eau et sont au gré du hasard capturés par les choanocytes d’un individu femelle. Le choanocyte se transforme et migre alors au cœur de l’éponge femelle pour amener le spermatozoïde vers un ovocyte. Ensuite de quoi, après fécondation et incubation dans le corps de la femelle, une larve « amphiblastula » est libérée et ira se fixer sur un support après une période de vie libre où elle se déplace.

Des éponges encore utiles…
Malgré l’arrivée de matériaux synthétiques aux propriétés remarquables capables de supplanter largement les éponges naturelles, celles-ci présentent toujours de nombreux intérêts notamment dans le domaine scientifique. Les éponges constituent en effet des réservoirs de biodiversité, ainsi un spécimen de Geodia mesotriaena récolté dans le golfe de Californie comptait plus de 100 espèces différentes d’algues ou d’animaux sans compter les bactéries. Les pharmacologistes s’intéressent également de près aux éponges, en effet faute de système immunitaire, celles-ci produisent des antiviraux tels que la spongopurine, et des antibiotiques tels furospongine, tandis que la spongopridine présente des propriétés antitumorales.
Conclusion : Oui Bob l’éponge est vraiment un héros !

[Symbiose Crabe / Demosponges : Ce crabe a découpé un morceau à sa taille dans une demosponge du genre suberites laquelle profite des débris alimentaires tandis qu’elle camoufle son porteur.]

Article wikipedia: les spongiaires

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Remarquables Cephalopodes

2010-09-01T11:42:00.004+02:00

La coupe du monde de football a eu deux mérites : mettre en évidence l’incompétence de l’équipe de France, et mettre en évidence les capacités d’un groupe remarquable : les céphalopodes dont le plus éminent représentant « Paul le Poulpe » a présenté des capacités parapsychiques proches de la divination. En effet Paul le poulpe a prédit l’équipe gagnante pour les matchs de l’Allemagne avec un pourcentage de réussite remarquable (près de 90%). Remarquons au passage que le pourcentage de réussite sur un tirage est déjà de 50%, finalement Paul n’a fait que gagner à pile ou face plusieurs fois de suite ! Pour ceux qui seraient intéressés par la procédure voyez la vidéo en bas d’article. Une telle performance mérite un examen approfondi de ces céphalopodes aux caractéristiques biologiques fascinantes…

[Planche du celèbre biologiste Ernst Haeckel concernant les céphalopodes]

Le pied dans la tête…
Les céphalopodes sont des mollusques dont le pied, masse musculeuse servant à la locomotion, migre en avant de la tête, d’où le nom du groupe : céphalopode : « pied dans la tête ». On compte 730 espèces de céphalopodes divisées en deux groupes, les tétrabranches (nautiles : proches des ammonites fossiles à coquille externe) et les dibranches dont les décapodes (10 tentacules : seiches et calmars) et les octopodes (pieuvres ou poulpes et argonautes). Ils se repartissent sur l’ensemble des mers du globe exceptée la mer noire et vivent à de grandes profondeurs. Le plus gros spécimen jamais observé est un calmar géant (genre Archtiteuthis) de plus de 20m tentacules compris soit le plus imposant de tous les « invertébrés »!

[Un calamar géant - "Pour la Science" a consacré son dossier du mois d'Août sur ces montres marins]

Des structures anatomiques convergentes avec celles des vertébrés.
Les céphalopodes possèdent un certains nombre de structures convergentes avec celles des vertébrés qui ont fait dire aux zoologistes finalistes que ces animaux étaient « particulièrement évolués ». En effet le système nerveux habituellement ganglionnaire est ici extrêmement centralisé et forme un « cerveau » enfermé dans une capsule cartilagineuse, équivalente à la boîte crânienne des craniates. Le système circulatoire ouvert chez les autres mollusques est ici clos et comporte un cœur. Enfin l’œil présente une très forte convergence avec celui des vertébrés on y retrouve en effet des paupières, une cornée, un iris, un cristallin et une rétine laquelle est directe contrairement à celle des vertébrés qui est inversée. (voir le schéma de comparaison)

[L’œil à rétine inversée des vertébrés et l’œil à rétine directe des céphalopodes]

Des prédateurs rusés.
Les céphalopodes sont des prédateurs qui chassent à l’affût, ils se camouflent en prenant la couleur du fond (cryptisme - Voir l'article) grâce à des cellules pigmentées : les chromatophores. Les tentacules capturent et amènent les proies à la bouche, laquelle est équipée « de série » de deux mâchoires squelettiques formant le « bec de perroquet » capable de briser les coquilles et carapaces de la plupart des proies. Enfin lorsqu’ils sont menacés, les céphalopodes émettent de l’encre, des grains de pigment noirs, sécrétés par la poche du noir. Cette encre entre toujours dans la fabrication de l’encre de chine, ou sépia (le nom de genre de la seiche est sepia).

[Seiche émettant un nuage d’encre par l’entonnoir. Noter également à droite, la couleur cryptique de l’épiderme.]

Par ailleurs le système nerveux central permet aux céphalopodes de développer des comportements remarquables en matière de vie sociale ou de techniques de chasse. Ainsi si l’on place dans l’aquarium d’un poulpe (Paul ou un autre) un crabe enfermé dans un bocal, il apprend en une trentaine d’essais à ôter le bouchon pour saisir sa proie. De la même façon des expériences plus complexes ont démontré les facultés de mémorisation, d’apprentissage et d’orientation de ces mollusques. De là à dire que Paul possède un réel talent il n’y a qu’un pas … que je ne franchirai pas !

Un groupe d’intérêt pour l’homme.
Terminons en notant que les céphalopodes sont un groupe d’intérêt pour l’homme, aussi bien dans le domaine culinaire, où les fricassées d’encornets contentent nos estomacs, que dans le domaine scientifique, où les ammonites constituent un fossile stratigraphique d’une valeur inestimable ainsi qu’un témoin de l’évolution.

[Vidéo : Paul le poulpe à l’œuvre sous le crépitement des flashs.]

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Pourquoi faut-il jeter la classification traditionnelle ?

2010-08-11T19:20:00.001+02:00

Nous avons vu dans l’article précédent quelques caractéristiques de la méthode de classification moderne ou cladistique. Et si les classifications changent, au grand damne de tous les systématiciens vétérans, il y a de multiples raisons à cela qu’il convient de présenter avant de jeter à la poubelle nos vieux traités (c’est une image, n’est faites rien de grâce !).

L’anthropocentrisme et le finalisme
Les anciennes classifications utilisent des groupes privatifs tels que « invertébrés », « agnathes » etc. Or ces groupes n’ont pas de valeur phylogénétique, ils ne permettent pas d’établir des rapprochements, mais juste de souligner l’absence d’attributs présents chez d’autres groupes. Ainsi les vertébrés n’ont pas les vertèbres que l’homme a, les agnathes n’ont pas la mâchoire que l’homme a. En ce sens la classification traditionnelle hérite du défaut d’anthropocentrisme et de finalisme de « l’échelle des êtres » de Leibnitz (1646-1715) qui voyait dans la nature un ordre et une gradation linéaire des espèces des lichens aux mousses, des poissons aux reptiles, des Hommes aux anges…

[L'échelle des êtres ou Scala Naturae: se succèdent dans l'ordre: les éléments les minéraux, les végétaux, les animaux, l'Homme, et dans certaines version les anges...]

L’essentialisme
L’essentialisme est l’idée que l’essence précède l’existence, autrement dit que l’espèce existe naturellement et presque indépendamment des individus, ainsi toute variation intraspécifique (à l’intérieur de l’espèce) est gommée et chaque espèce peut-être représenter par un spécimen type qui sert de référence: l’holotype conservé au muséum. Cette idée culmine a l’époque de Linné, qui établit le nom de genre et d’espèces et réalise une classification des plus ambitieuse « systema naturae », ou le mâle colvert est une espèce différente de la femelle (Quel homme de terrain !). Pour qu’une classification soit naturelle, il convient de la réaliser sans idée préconçue.

Considérations écologiques et « saut adaptatif »
Les premières classifications (Théophraste, environ -300 av JC) sont avant tout utilitaires, telle plante possède telle vertu médicinale, tel poisson se mange, etc. Par la suite des notions d’écologie ont été ajoutées notamment le milieu de vie, ainsi malgré les nombreux indices indiquant le rapprochement entre les crocodiles et les oiseaux et ce dès le XIXème, le grade des reptiles a été conservé sous prétexte que le vol constitue chez les oiseaux un saut adaptatif suffisant pour lui donner une classe à part. Or les crocodiles sont bien plus proches des oiseaux qu’ils ne le sont des lézards ou des tortues.

[La classification traditionnelle en bulle accorde un grade séparé aux oiseaux en raison de caractéristiques écologiques.]

Groupes usuels rendu caduques par la méthode cladistiqu
De la même façon, le groupe des poissons a une existence légitime d’un point vue de culinaire mais ne correspond à rien d’un point de vue évolutif (si ce n’est à des crâniates sans pattes). Il en va de même pour de nombreux autres groupes classiques et connu du grand public n’ont aucune cohérence d’un point de vue phylogénétique :
En voici quelques-uns chez les végétaux : les algues, les bryophytes (mousses), les ptéridophytes (fougères). Et chez les animaux : les invertébrés, les poissons, les reptiles…

[Le groupe paraphylétique des reptiles, et la classification phylogénétique correcte: lépidosauriens / archosaures]

Au final la classification traditionnelle dite éclectique porte en elle tout l’héritage des anciennes classifications et donc leurs défauts. Et si le changement s’avère certes radical il est cependant nécessaire car pour la première fois la classification est méthodique transparente et conforme aux principes de l’évolution.

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La classification phylogénétique en résumé.

2010-08-10T12:42:00.002+02:00

La biologie animale fut révolutionnée au cours des 30 dernières années par l’application de la méthode de classification de Willi Hennig : la cladistique formalisée dès 1950, et qui propose de créer des groupes comportant un ancêtre commun et la totalité de ses descendants. De sorte que le concept darwinien de descendance avec modification se trouve pour la premières fois complètement et rigoureusement exploité. Mais avant de revenir sur ces principes de classification revenons sur la démarche du classificateur et sur l’objectif d’une classification pertinente.

[Arbre phylogénétique du vivant produit de la méthode cladistique de Hennig, représentation circulaire.]

Pourquoi classer ?

Pour savoir comment classer il convient de bien définir le pourquoi de la classification. Ainsi si le disquaire classe les genres musicaux, c’est dans le but de permettre à l’amateur de trouver facilement la musique qu’il aime. Classifier ce n’est pas trier (fait de séparer un ensemble en deux groupes par exemple rock / non rock, vertèbres / pas de vertèbres). Le tri permet de réaliser des clés de détermination, mais pas de réaliser des regroupements, il n’y pas d’amateur de « non-rock ». Classifier ce n’est pas ordonner (fait de ranger les éléments d’un groupe selon une variable continue : par exemple par ordre de taille croissante) ; imaginez la Fnac avec tous les CD mélangés classés par ordre alphabétique. NON, Classer c’est réaliser des groupes de proximité entre différents éléments. En effet l’intérêt d'une classification est de rendre intelligible (compréhensible) la diversité d’une collection, qu’il s’agisse d’espèces ou de disques.

Willi Hennig (1913-1976)

Comment classer ?

Pour classer on doit donc répondre à la question "qui est plus proche de qui?", cette relation de proximité des espèces (phylogénie) est à distinguer des relations de descendance (généalogie). En effet il est impossible de répondre à la question qui descend de qui, à moins qu’il existe un registre d’état civil du vivant datant de 3 Milliard d’années caché dans une jungle amazonienne…

On va donc classer les espèces en fonction des caractéristiques qu’elles partagent, en partant du principe que les espèces les plus proches sont celles qui partagent le plus de caractéristiques communes. Chaque innovation évolutive permet donc de regrouper ensemble des espèces et de former un groupe dit monophylétique qui comprend un ancêtre hypothétique (le premier à présenter cette innovation) et tous ses descendants. De cette façon, on réalise des groupes cohérent au regard de l’évolution.

La classification phylogénétique

En résumé pour classer un échantillon d’espèces quatre étapes s’imposent : 1- Recenser les caractères homologues. 2- Polariser les caractères à l’aide d’un extra-groupe, c’est à dire déterminer quels sont les caractères ancestraux et les caractères dérivés. 3- Placer sur des arbres l’ensemble des transformations évolutives. 4-Choisi l’arbre le plus parcimonieux, c’est dire celui qui présente le moins d’hypothèses de transformation.

[Exemple de construction d’arbre phylogénétique:]

-Matrice des caractères (1: indique l'état dérivé, 0 l'état primitif du caractère

-Arbres possibles, avec cette matrice, seul le plus parcimonieux est retenu

Plus le nombre d’espèces importants plus le nombre d’arbres à explorer est grand, et sans informatique cette méthode cladistique est impossible à réaliser, c’est pourquoi bien que Hennig ait formalisé la procédure dès les années 50 il a fallu attendre encore 30 à 40ans pour que celle-ci soit appliquée, et il faudra encore attendre quelques années pour voir totalement disparaître la classification traditionnelle dite éclectique.

Article wikipédia

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La Biologie animale une science de structure

2010-08-08T12:19:00.001+02:00

Après quelques semaines de pause bien méritée (enfin jecrois), l’heure est venue pour moi de me remettre à l’ouvrage, d’autant que masituation professionnelle change, et oui grâce à ce Blog j’ai décroché un posteen biologie animale et physiologie animale à l’UPPA (Université de Pau et desPays de l’Adour). C’est l’occasion pour moi de remettre à jour mesconnaissances en biologie animale et de vous en faire profiter ! C’estpourquoi les prochains articles seront orientés biologie des organismes, aussiconnu sous le nom de biologie animale ou zoologie.

La biologieanimale : objet d’étude et disciplines liées

Comme son nom l’indique clairement la biologie animale estle discours sur la vie des animaux, que l‘on nomme également métazoaires pour plusde prestige. Cette science a donc pour but de décrire avec précision et rigueurl’ensemble du « règne animal » dans toute sa diversité, d’établir descomparaisons morphologiques et anatomiques qui permettront d’établir des« plans d’organisation » sorte de « schémas type » d’ungroupe animal, et graal de toute zoologiste « à l’ancienne ».

[Plan d’organisation d’un mollusque type : cetorganisme imaginaire possède tous les attributs des mollusques mais n’as pasd’existence réelle]

Pour se faire la zoologie entretien des relations étroitesavec de nombreux champs disciplinaires, parmi lesquels :

La systématique (science de la classification) et lataxinomie (sciences des noms).
L’écologie et les sciences de l’évolution qui étudient les relations desorganismes avec leur environnement (voir article : le bon sens du motécologie)
La paléontologie, sorte de biologie animale au passé qui étudie les fossilesautant que l’évolution.
La physiologie qui explique le fonctionnement interne des organismes et seprolonge par la biologie moléculaire.
Et enfin la biologie du développement qui décris et explique les modalités dedéveloppement des organismes de la cellule l’œuf à la l’âge adulte.

[Diagramme : la biologie animale, un carrefourdisciplinaire et donc une base incontournable]

Structure versus Processus

L’ensemble de ces disciplines sont liées bien que leursproblématiques soit totalement différentes. Mais d’une façon générale on peutdistinguer deux grands types de sciences : les sciences qui décrivent quel’on appellera structurelles, leur question est « Quoi ? » etles sciences de processus qui expliquent, et dont la question est« Comment ? ». Ainsil’écologie et la physiologie sont typiquement des sciences des processus,tandis que la zoologie ou l’embryologie descriptive sont des sciencesstructurelles. Ce découpage est bien sur une approximation mais il permetd’éclairer les modifications observées dans les enseignements universitaires aucours des 50 dernières années.

En effet si l’effort de recherche s’est tourné vers lessciences des processus, l’explication passionnante des mécanismes restenéanmoins dépendante des informations et descriptions produites par lessciences structurelles tel que la biologie animale ou plus récemment lagénétique. L’enseignement de ces sciences s’avère donc cruciale même si l’effortde recherche sur ces questions est moindre, elles sont une sorte de soclecommun, un préambule indispensable. Ainsi les premiers cycles universitairescontiennent toujours les bases des disciplines reines qu’était autrefois lazoologie et la botanique, mais les anciens pontes de ces domaines ne sont plusaussi actifs et faute de recherche dans ce domaine l’université ne peutproduire suffisamment d’enseignants dans ces branches, elle est ainsi obligerde faire appel, pour mon plus grand bonheur aux enseignant généralistes dusecondaire tel que moi !

Article Wikipedia : Zoologie

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Vertigo : Entre acrophobie et vertige.

2010-06-24T23:20:00.002+02:00

Dans le célèbre "Vertigo" (maladroitement traduit en "Sueurs froides") de Hitchcock, Scottie un ancien policier est sujet au vertige d'où le titre du film, et à cause de ce problème il est victime d'une machination aux accents mélodramatiques. Seulement, il y a dans ce film une confusion voulue et remarquable entre, le vertige "vrai" que cherche a nous faire ressentir le réalisateur dans plusieurs scènes et, le problème psychologique de Scottie lié a son expérience personnelle, et c'est là le talent de Hitchcock. En espérant que cet article ne vous donne pas le tournis voyons ce qu'est le vertige...

Un problème de perception...

Notre tête en plus de son cerveau remarquable est équipée de série de capteurs propositionnels, que sont les yeux en particulier la vision périphérique, et l'appareil vestibulaire situé dans l'oreille interne. Ces deux systèmes entre autres informent en permanence le corps de sa position dans l'espace: c'est la proprioception, en quelque sorte la perception de soit.

Lorsque votre corps se trouve sur un point haut, sur une corde tendu, un piton rocheux, ou avant un saut à l'élastique, on éprouve facilement sensation rotatoire désagréable parfois accompagnée d'autres signes (nausées, tachycardie, sueur froides...). C'est le vertige vrai a ne pas confondre avec l'évanouissement.

Il est liée a une contradictions entre les informations en provenance des yeux et les récepteurs vestibulaires (macules et canaux semi-circulaires) qui informent de la position de la tête ainsi que de ses déplacements (accélération linéaire et gyroscopique). En effet si vous regardez en bas, vos yeux vous informent que le vide vous entoure, et donc que la sensation de chute est une conséquence attendue de cette situation. Mais votre oreille interne elle, vous informe que la position de votre tête est stable, et non soumise à une quelconque accélération liée à l'absence de support.

Gérer la contradiction...

Le cerveau face a un tel désaccord présume d'une situation dangereuse et anormale (ce qui est le cas) et va donc déclencher un ensemble de réponses visant à corriger cette situation (l'accélération du rythme cardiaque par exemple, l'activité musculaire tonique à l'origine de la crispation et des suées, ou encore les nausées en vue de vomir un éventuel poison ingéré par erreur), on retrouve ici les symptômes du vertige.

On notera que la sensation de vertige disparait dès lors que les informations sont à nouveau concordante par exemple dès que le sauteur à l'élastique a sauté le vertige disparait, même principe pour les parachutistes.

Ces sensations de vertiges sont donc partagées par tous, mais peuvent être domptées car le cerveau est plastique (cela signifie que le fonctionnement du cerveau peut-être modifié durablement facilement). Ainsi les alpinistes, les funambules et autres acrobates ne sont pas soumis au vertige car leur cerveau est habitué a cette contradiction qui existe entre les signaux.

D'autres cas de contradictions entre récepteurs de la proprioception sont bien connus: le mal des transports, ou encore le tournis après un passage sur le tourniquet...

L'acrophobie ce n'est pas pour les acrobates !

Du grec ancien ἄκρος, acros , « élevé, extrême » et φόβος phóbos « effroi, peur », l'acrophobie est un trouble psychologique désignant la peur d'une situation au cours de laquelle la personne devrait, ou se tenir près du vide ou en hauteur. Comme toutes les phobies elle est liée à l'expérience de individu et s'acquiert, tandis que le vertige est inné. Ainsi si Scottie a peur du vide c'est par qu'il a vu son collègue policier tomber dans le vide alors que ce dernier tentait de le sauver (voir la vidéo ci-dessous), il redoute donc ce type de situation du fait de son sentiment de culpabilité, mais il ne s'agit pas ici du vertige au sens physiologique du terme, puisque l'individu angoisse à l'idée de se retrouver dans cette situation et a peur avant même d'être en position élevée (Scottie ne peut pas monter pour aider "madeleine"...).

Tout comme la plupart des troubles psychologiques on peut "guérir" de ce type de problème, ainsi a la fin du film Scottie, se tient à un pas du vide, les cheveux au vent, et reste immobile.

La scène d'ouverture du film Vertigo - Alfred Hitchcock - 1958.

[Noter l'utilisation du travelling compensé lorsque Scottie regarde dans le vide, donnant l'impression que l'image s'allonge, et illustrant la sensation de vertige. Il s'agit en fait d'un déplacement de caméra vers le bas, exactement compensé par un zoom arrière]

Pour conclure, Hitchcock tente dans Vertigo de nous faire vivre l'acrophobie pathologique de Scottie, en nous infligeant par divers procédés de réalisation dont le travelling compensé (travelling avant, compensé par un zoom arrière, voir video) des vertiges physiologiques que nous pouvons tous ressentir et qui sont liés à des problèmes de perception...

Bien joué Mr Hitchcock, maître du suspens, et de psycho/physiologie ??

à voir: Vertigo (fiche IMDB)

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La rigidité cadavérique.

2010-06-20T07:00:00.004+02:00

« Sous les flashs de ses collègues journalistes, le corps nu et blanc du Pr Adjemian assis dans sa baignoire apparaissait comme un mannequin de cire marinant dans du jus de pruneaux. La rigidité cadavérique avait accompli son travail. Le savant était là, les yeux fixes, grands ouverts, la bouche béante, les sourcils levés.
Il y avait pourtant quelque chose de curieux dans la position du corps. La main gauche reposait dans l'eau stagnante de ce dernier bain, mais la main droite, elle, était bien ancrée sur le bord de céramique, index crispé en direction du miroir.
Comme si, juste avant de mourir, le savant avait voulu désigner quelque chose ou quelqu'un s'y reflétant... »

Extrait du livre: Le Père de nos pères, de Bernard Werber.

« Rigor mortis ! »

Voilà qui sonne comme un obscure sortilège tout droit sortit d'Harry Potter... Il n'en est rien, puisque nous parlons ici de la rigidité cadavérique souvent mentionnée dans nos polars préférés mais jamais expliquée. Ce phénomène qui désigne le durcissement caractéristique des muscles commence 3 heures après la mort, est maximal après 12 heures et diminue peu à peu pendant les 48heures suivantes, ainsi cette observation peut fournir une vague estimation de l'heure de la mort...

[Contenu d'une cellule musculaire observé au microscope électronique - x25 000 environ. l'aspect strié est liée à la présence des filaments d'actine et de myosine.]

Nous l'avons vu dans l'article précédent (qu'il est préférable de lire), la cellule musculaire est composée de filaments: l'actine et la myosine lesquels coulissent les uns par rapport aux autres ce qui permet le raccourcissement du muscle c'est à dire sa contraction. Au cours de ce coulissement des liaisons s'établissent temporairement entre les filaments d'actine et de myosine. C'est à ce moment que l'ATP molécule énergétique est hydrolysée et l'ADP libéré permettant ainsi aux têtes jusqu'alors étendues de la molécule de myosine de se rétracter [voir schéma].

[1] [2]

La myosine (en jaune) possède donc deux configurations:
[1]- La configuration à haute énergie, ou la tête de la molécule de myosine (en jaune) est mises sous tension, un peu comme le bras du catapulte armée.
[2]- La configuration à basse énergie ou la tête de myosine est recourbée et liée à l'actine (en rosé).

Que se passe-t-il, après la mort ?

Après la mort la concentration de calcium augmente dans les cellules musculaires, en effet les systèmes charger de stocker ce calcium dans des citernes cellulaires cessent de fonctionner, et les citernes elles laisse de plus en plus d'ions Calcium s'échapper... Cette augmentation de la concentration de calcium est le signal qui déclenche la liaison entre les filaments d'actine et de myosine.

Dès lors, pour que le muscle retrouve son état détendu, il faut que les molécules de myosine se détachent des filaments d'actine, et cette action n'est possible que si une nouvelle molécule d'ATP vient se fixer sur la myosine permettant le passage en configuration de haute énergie, la mise sous tension.

Mais après la mort la fabrication d'ATP est impossible et l'actine et la myosine sont alors liées de façon irréversible, ce qui provoque la rigidité cadavérique observée. Celle-ci ne disparaitra que lorsque les protéines musculaires commenceront à se dégrader quelques heures après la mort.

-à lire sur ce sujet: l'article Wikipédia

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