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Rapport scientifiques de Jacques en mai et, un peu, juin 2020.

En relation avec l’actualité parlementaire, je vous recommande le dernier chapitre. Il concerne la taxe carbone – pas tout à fait celle de chez nous, mais celle vue depuis les États-Unis. La théorie est la même. 
Dans le no. du 14 mai, un article sur les compartiments cellulaires qui n’ont pas de frontière matérielle. L’exemple type est le nucléole. L’article est un peu plus difficile, mais les biologistes apprécieront. 
Bonne lecture. 

07.05.20 Nature 581, 7806

ENVIRONNEMENT, PRÉSERVATION, DESTRUCTION, US, TRUMP

-7, 17. Cinq façons de Trump pour saper la santé de l’environnement.

Que Trump est un imbécile, nous le savons tous. Il est peut-être moins clair qu’il mène une politique volontaire et continue de destruction du climat. Le présent rapport montre comment l’Agence de Protection de l’Environnement a été transformée en une agence de destruction de l’environnement, au grand désespoir des employés. 

D’abord, son administration poursuit « un agenda extrêmement agressif » de démolition des règlements existants. Ainsi, rien qu’au mois passé (avril) on a : (i) la régulation concernant l’émission des nouvelles automobiles qui exigeait une réduction annuelle de 5% est ramenée à 1,5%, (ii) la quantité de mercure autorisée dans les émissions des centrales thermiques est considérablement augmentée et (iii) des efforts majeurs pour limiter les particules fines dans l’air sont mis sous le tapis. Et ceci continue depuis 3 ans de mois en mois. 

Mais il y a plus. C’est la façon même d’aborder les problèmes de l’environnement qui sont redéfinis pour bloquer le fondement de l’effort. Exemple: sous prétexte de transparence, seules peuvent être considérées les données qui sont totalement et publiquement accessibles. Ainsi, pour qu’une étude sur une maladies puisse être considérée, il faut que l’identité de chaque personne étudiée soit publiquement accessible. Ceci n’est pas compatible avec la notion de secret médical. Mais c’est ainsi que l’administration Trump rend illégale la politique basée sur la science. Selon l’auteur de cette note et de l’éditorial de ce no, le mal est si tentaculaire que, quand cette nation voudra repartir en avant, il sera long et difficile de faire le nettoyage. 

The sustained undermining of science by the EPA’s leaders is a travesty. (2020). 

Nature, 581(7806), 7-8. DOI: 10.1038/d41586-020-01310-y

SANTÉ, PSYCHIATRIE, MALADIE, CLASSIFICATION.

-19-21. Les racines des maladies mentales. Feature, M. Marshall.

Il fut un temps (pas si éloigné et probablement pas tellement oublié) où les maladies mentales étaient déterminées par le DSM (Diagnostic and Statistic Manual of Mental Disorder) en dernier lieu par sa version 5 de 2013. Très pratique pour les assurances, à chaque maladie correspond une liste de symptômes univoques. Ainsi, si on est schizophrène on n’est pas bipolaire et si on est anxieux, on n’est pas dépressif. Le présent rapport explique que la tendance actuelle va plutôt dans la direction opposée que résume la figure qui représente la corrélation génétique entre les différents troubles. Comme on le voit, tout est lié à tout ou presque.

Beaucoup des recherches actuelles visent à regrouper les symptômes de manière plus englobante. Certains pensent qu’une classification à trois ou deux déterminants globaux serait plus utile. D’autres pensent plutôt en termes de déséquilibre global de la fonction cérébrale. 

Cette approche me fait penser à d’autres articles sur l’état pathologique. Celui qui nous tombe dessus est global. Le cancer ou le trouble circulatoire particulier ne sont que des réalisations qui suivent en avalanche. 

Intéressante façon de penser la maladie ou le trouble psychiatrique. 

Marshall, M. (2020). The hidden links between mental disorders. Nature, 581(7806), 19-21. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/32372044. doi:10.1038/d41586-020-00922-8

CLIMAT, SOL, CARBONE, STOCK.

-63 – 66. La variation millénaire du stock de carbone tropical dépend d’abord du cycle hydrologique. C. J. Hein et al. avec forte participation des géologues et physiciens de l’ETHZ

Ces derniers temps, nous avons rapporté à plusieurs reprises des résultats mettant en évidence la fragilité du sol des forêts tropicales. On continue.

L’âge du carbone stocké dans le sol (BOC : biospheric organic carbon) depuis le début de la déglaciation (-18’000 ans) est déterminé dans le grand bassin continental du Nord-Est de l’Inde (Gange et Brahmaputra). (La méthode est exigeante ; les géologues et les physiciens de l’ETH y sont impliqués.) À l’époque, il s’agissait d’une forêt tropicale soumise au régime des moussons. Le résultat global montre que si la température est le principal déterminant du stock de C dans le sol des forêts des zones tempérées et boréales, c’est la quantité de pluie qui a été déterminante en zone tropicale : plus de pluie, plus de respiration du sol, moins de carbone. Il est conclu que l’effet du changement climatique aura probablement un effet négatif sur le BOC des forêts tropicales actuelles.

Hein, C. J., Usman, M., Eglinton, T. I., Haghipour, N., & Galy, V. V. (2020). Millennial-scale hydroclimate control of tropical soil carbon storage. Nature, 581(7806), 63-66. doi:10.1038/s41586-020-2233-9

14.05.20 Nature 581, 7807

BIOLOGIE STRUCTURALE, COMPARTIMENT CELLULAIRE, 

-144-5, 209-14. Compartiment cellulaire fonctionnel non limité par une membrane. 

Un jour, une membrane s’est refermée sur un petit volume de liquide et ce fut LUCA, le dernier ancêtre commun universel. Ensuite, LUCA, s’est divisé, a évolué, a replié quelquefois sa membrane et a parfois avalé un cousin. Ainsi naquirent toutes les cellules vivantes de notre biologie avec tous leurs compartiments fonctionnels toujours limités par une membrane. 

Toujours ? À mes étudiants, je faisais étudier une solution de TMV (virus de la mosaïque du tabac), petit cylindre étroit et tout droit. À faible concentration, les virus flottent librement, indépendamment. À forte concentration, ils se groupent en alignements parallèles compacts. À concentration intermédiaire, les deux états cohabitent : des régions à faible densité où le virus flotte sans ordre et des régions où ils forment des alignements parallèles denses (liquide cristallin). La cohabitation de ces deux états fait jouer l’énergie de confinement entre les virus entassés et l’entropie (désordre) des virus libres. G=E-TS. C’était une de mes façons de faire comprendre cette merveilleuse loi de la nature. Elle m’a permis de beaux succès didactiques. Lecteur, si tu m’as lu jusqu’ici, tu peux essayer d’expliquer l’équilibre de ces deux phases. (Un indice : chaque degré de liberté contient ½ kT d’énergie.)

Ce qui nous intéresse ici est ce phénomène thermodynamique de formation d’un domaine structurellement limité, mais sans structure de frontière, sans bord, sans membrane. Il abonde dans les cellules. Il y a par exemple les gouttelettes de graisses. Comme pour la condensation du TMV, elles sont faciles à comprendre. Le présent article traite d’une autre classe de ces structures que l’on retrouve dans le noyau : les mystérieux nucléoles, les corps de Cajal, les corps-P et autres granules de stress. On les a beaucoup négligés faute de savoir comment les aborder puisqu’ils n’ont pas de vraie limite. Et pourtant, ils ne sont pas à négliger. Le nucléole par exemple est « l’organe » où se forment les ribosomes. Au microscope électronique, dans la masse du noyau, on le reconnaît à sa texture différente du reste du noyau et par le fait qu’il se colore facilement. 

Le présent article étudie la thermodynamique du RNA ribosomal (rRNA) dans le noyau en présence de concentration variable de nucleophosmine 1 (NPM1) – la principale protéine régulant la formation du nucléole. Il démontre ainsi le scénario suivant. (i) Les abondants rRNA nucléaires se lient à des protéines ribosomales formant ainsi une population de rRNP spécifiques. (ii) Sous l’induction de MPMI ces RNP se condensent en une phase complexe riche en autres protéines ribosomales non encore attachées. (iii) Dans cette phase se poursuit l’autosynthèse  des ribosomes. (iv) Jusqu’au moment où ceux-ci ayant presque achevé leur formation deviennent insolubles dans la phase nucléolaire dont ils sont alors rejetés avant d’être transportés (comment ?) dans le cytoplasme où leur maturation est parachevée. 

Un intérêt particulier de cet article vient du traitement thermodynamique théorisé et mesuré quantitativement. Contrairement au cas du TMV et des gouttes lipidiques cités ci-dessus, le système du nucléole est hors équilibre puisque le processus de synthèse consomme beaucoup d’ATP. Or, la thermodynamique hors équilibre est difficile et mal connue. Le commentateur s’étonne et admire qu’il soit possible de si bien rendre compte du phénomène observé par les moyens simplifiés de la thermodynamique en quasi-équilibre. Il se réjouit du temps où on saura faire mieux. Le fonctionnement du nucléole pourra continuer à offrir un fructueux terrain d’exercice. 

Joli ! C’est le mot par lequel je conclus souvent mes articles de biologie. C’est que la biologie est jolie.

Lee, C. F. (2020). Formation of liquid-like cellular organelles depends on their composition. Nature, 581(7807), 144-145. doi:10.1038/d41586-020-01280-1

Riback, J. A., Zhu, L., Ferrolino, M. C., Tolbert, M., Mitrea, D. M., Sanders, D. W., . . . Brangwynne, C. P. (2020). Composition-dependent thermodynamics of intracellular phase separation. Nature, 581(7807), 209-214. doi:10.1038/s41586-020-2256-2

21.05.20 Nature 581, 7808

BIOLOGIE, VIROLOGIE, STRUCTURE, MÉDICAMENT, COVID-19

-252 – 5. Feature, M. Scudellari.

Quatre mois avec le virus Corona, pièce par pièce.

Il s’agit du récit haletant de l’élucidation de la structure moléculaire, des fonctions associées et des voies qui pourraient conduire à un vaccin ou à un bon médicament, entre le 10 janvier, date à laquelle les Chinois ont mis en ligne la séquence du COVID-19, jusqu’au 14 mai, date de clôture de l’édition de ce no. D’après cet article, il s’agit d’un fébrile effort collectif des laboratoires du monde les plus compétents et les mieux équipés dans un flot continu d’échange systématique des données. Évidemment, le rôle de la cryo-microscopie électronique est central, mais la diffraction des rayons X a aussi toute sa place, car des structures analogues avaient déjà été résolues lors de la crise du SARS en 2003, ce qui a permis d’obtenir rapidement de bons cristaux. (La cristallisation est généralement l’étape la plus chronophage lors de la détermination de structure macromoléculaire par diffraction des rayons X, la cryo-ME n’en a pas besoin). 

On discute beaucoup de la nécessité que tout ce savoir soit un bien commun à disposition de tous pour le bienfait de l’humanité. L’appel de l’OMS du 29 mai en est un fondement 🙁https://www.who.int/fr/dg/speeches/detail/who-director-general-s-opening-remarks-at-the-media-briefing-on-covid-19—29-may-2020).

Malheureusement, au moment où est rédigé le présent rapport, les USA et l’UK annoncent qu’ils ne joueront pas le jeu en ce qui concerne un futur vaccin. 

doi:10.1038/d41586-020-01444-z

CLIMAT, COUVERTURE NEIGE, HÉMISPHÈRE NORD, 

-294 – 8. Évolution de la masse de neige dans l’hémisphère Nord de 1980 à 2018.

Nous sommes tous impressionnés par la diminution considérable de la banquise arctique. La masse de la couverture neigeuse de l’hémisphère nord en hiver a-t-elle diminué d’autant ?

Disons d’abord que s’il est facile de savoir si la banquise est présente ou s’il y a de la neige quelque part, la mesure de la masse de neige est beaucoup plus difficile. Les résultats obtenus précédemment  laissaient une incertitude de 50%. Dans la présente étude, les auteurs constatent que les données satellitaires sont entachées d’une erreur de 33% qu’ils réduisent à 7% en comparant aux données in situ.

Pour faire court, la réponse est NON, la perte de masse de neige est beaucoup moins impressionnante que n’est la disparition de la banquise. La quantité de neige durant le mois le plus couvert (mars) a diminué d’environ 4% par décade en Amérique, mais n’a pratiquement pas diminué en Eurasie (Europe, Sibérie centrale et Sibérie extrême-orientale.) La neige des régions montagneuses n’a pas été incluse dans cette étude. 

Maintenant, si vous voulez savoir combien ça fait, alors voilà :

3’062 ±35 Gt = 3,062×1012 t.

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2258-0

27.05.20 Nature 581, 7809

GÉNÉTIQUE, SÉQUENCE, ADN, DATABASE

-385, 424, 444, 452, 459. Le consortium GenomAD : Genome Aggregation Database

Comment fonctionne l’ADN du génome ? Pour le savoir, la méthode de base consiste à trouver ce qu’il se passe quand il ne fonctionne pas. C’est de cette idée que découle la formidable puissance de la technique du knock-out, c’est-à-dire l’exclusion expérimentale d’un gène, d’un fragment quelconque d’ADN ou d’une mutation simple (SMP) dans un animal de laboratoire. Évidemment, la méthode n’est pas recommandée avec les êtres humains. Qu’à cela ne tienne, chaque être humain (comme n’importe quel organisme d’une espèce donnée) est unique ; n’importe quel ADN est différent de n’importe quel autre. Ainsi, les 8 milliards d’habitants de notre planète présentent probablement une galerie assez complète de tout ce qui peut être changé dans notre génome sans le rendre non viable.  Il suffit d’y aller voir.

C’est bien de cela qu’il s’agit dans ces 5 articles ; le premier est un commentaire éditorial, les 4 autres des analyses de données. Et quelles données : le catalogue de travail du consortium GenomeAD, c’est-à-dire, la séquence des gènes codants (exome) de 125’748 personnes ainsi que la séquence totale de 15’708 autres individus. Genome AD n’est que la plus récente de ces études (la précédente s’appelait ExAC ; 60’000 exomes) et le commentaire signale que l’on pourra commencer à être satisfait quand il y en aura mille fois plus. Oui, 125’000 x 1000 = 125 millions, c’est beaucoup, mais la Terre en porte 8 milliards…

Alors, que disent ces 4 gros articles ? Sur cette question, je vous laisse. 

doi:10.1038/s41586-020-2308-7

COVID-19, INFECTIVITÉ, DROSTEN

-465. Détermination de la charge virale de patients hospitalisés pour le COVID-19.

En gros, je ne suis pas content de l’information que nos autorités et nos médias apportent sur la maladie. L’information que nous suivons et que nous préférons vient de la NDR (Allemagne) avec les émissions avec Christian Drosten. https://www.ndr.de/nachrichten/info/podcast4684.html

Consequemment, je ne le loupe pas quand mon journal favori publie un article qu’il a supervisé. La lecture est excellente pour s’immerger dans la recherche COVID telle qu’elle se fait pour de bon. Dans le cas particulier, il s’agit de 9 patients relativement jeunes qui s’en sont tous bien sortis et pour lesquels le cours de la maladie est cliniquement décrit. Le résultat qui me frappe le plus est que, dans les cas étudiés, l’infectivité diminue plus lentement que la disparition des symptômes. Ainsi, être guéri n’est pas tout de suite synonyme de fréquentable. 

Conclusion : il faut porter le masque. 

Retrieved from https://www.nature.com/articles/s41586-020-2196-x.pdf. doi:10.1038/s41586-020-2196-x

June 2020, Scientific American 322, 6.

CLIMAT, CO2, CARBONE, TAXE, POLITIQUE CLIMATIQUE

-56 – 63.Combien devrait coûter le carbone ?

La taxe carbone, nous connaissons tous… mais pas trop. Cet article du Scientific American m’a aidé à y voir plus clair. Qu’en dites-vous ?

Les Nations savent mettre des taxes sur n’importe quoi. Elles font partie de la pensée économique et chacun en est familier. Aussi, quand les COPs, d’année en année, cherchent le moyen pour sortir des combustibles fossiles, l’idée de la taxe carbone a pris grande place dans tous les débats. Facile ! Le CO2 est le polluant fondamental du monde, que le pollueur paye. Il suffit de fixer le barème convenablement et la recette ne peut manquer d’être efficace. Oui, mais…quelques remarques.

D’abord, il faudrait décider d’utiliser la méthode. En fait, seule une partie des pays s’y engagent – les USA n’en font pas partie. Ensuite, il faut s’entendre sur le prix. Ainsi, pour l’UE qui cherche pourtant à adopter une politique commune, le prix de la tonne de carbone varie entre 0.08$ (Pologne) et 121$ (Suède). La Suisse a commencé à 12 fr. en 2008, elle est passée à 24 francs en 2009, 36 francs en 2010, 60 en 2014 et 96 dès 2018. Souvent, les économistes US traditionnels estiment que 40$ au départ augmentant de 5% par année feraient l’affaire.

Il faudrait aussi s’entendre sur ce qui est taxé. S’en prendre à tout le carbone d’origine fossile partant dans l’atmosphère est apparemment une solution bien trop facile. Mazout et charbon, oui, benzine, non, kérosène d’aviation, non, non, surtout non. Pour la Suisse, c’est seulement 33% du C émis qui sont taxés. 

Bref, le processus se tâte, mais n’est pas vraiment engagé. 

Ensuite, il faut savoir ce que l’on veut. Deux approches sont possibles. 
(1) Convaincre pragmatiquement les pollueurs qu’ils auraient avantage à polluer moins. On fixe un but – par exemple, zéro C en 2050. Les économistes calculent alors la taxe qui conduira au résultat. Il est vraisemblable qu’il faudra taxer différemment le mazout de chauffage, la benzine et le kérosène des avions. Une fois le système mis en place, on l’ajuste d’année en année pour arriver effectivement au résultat. En principe, cela pourrait marcher. Il suffit de décider et de le faire tous ensemble. Mais comment s’entendre sur ce qu’il faut décider ? Faut-il zéro C en 2050 ou bien en 2030 (Grève du climat) ou 2025 (Exinction rebellion) ? Évidemment, la méthode ne fonctionne que si le système économique est à peu près stable dans la durée de sa mise en application. 

(2) Faire payer au pollueur le dégât qu’il produit. L’idée est belle, mais elle se heurte à deux questions fondamentales à peu près insolubles.

a) Taux d’amortissement. Un franc investi dans une voiture a, peut-être (voir l’argus), perdu la moitié de sa valeur après une année et 80% après quelques années. Pour une unité de C déversé dans l’atmosphère, je peux, éventuellement, évaluer le dégât qu’il causera l’année suivante ; mais le CO2 déposé aujourd’hui restera là-haut pour 10’000 ans. Faut-il donc multiplier le coût annuel par ce nombre ; impossible ! Pour pouvoir faire un calcul de coût à long terme, un amortissement est nécessaire. Alors, on se dit que nos arrières-petits enfants auront fait des progrès ; ils se riront des problèmes qui nous paraissent insolubles. Ainsi, on conclut que 3% est un bon taux d’amortissement. Le fameux rapport Stern de 2006 est venu cracher dans la soupe en concluant que le taux de 1.4% serait bien plus raisonnable. Aïe, ça fait cher après 250 ans. Et puis, pourquoi ne pas imaginer que 1°C ajouté à 3°de réchauffant précédemment acquis sera bien plus grave que le seul degré de réchauffement actuel. Que faire si le taux d’amortissement devient négatif ? Avec la mécanique des amortissements, on ne s’en sort pas. 

b)  La réflexion ci-dessus implique un système financier à peu près stable et une évolution climatique à peu près régulière aussi. La notion de tipping point – point de rupture – n’y entre pas. Il s’agit de ces situations où le changement devient lui-même la cause du changement. C’est le cas de l’océan Arctique où l’élévation anthropique de la température fait fondre la glace, laissant ainsi libre la mer qui absorbe bien plus la chaleur du soleil que ne le faisait la glace de la banquise. Crise économique qui casse le système financier ou crise climatique induite par le dépassement d’un point de rupture, dans les deux cas le développement échappe aux prévisions.

Conclusion : la taxe carbone peut être intéressante, mais elle seule ne sauvera ni notre climat ni ne conduira à un monde durable.

Metcalf, G. E. (2020). What should carbon cost ? Sci. Am., 322(6), 56 – 63. 

https://fr.wikipedia.orpartant g/wiki/Taxe_carbone

Lectures scientifiques de Jacques en avril 2020

Bonjour,

L’actualité est au Covid-19, mais elle passe si vite que je n’ai guère à y ajouter. 
Par contre vous apprécierez que pour la première fois on ait pu déterminer la nature de l’atmosphère d’une planète extra-solaire. Ce n’est pas n’importe quoi, vous verrez (p. 4).
Sinon, ce sont surtout des nouvelles relatives au climat – trou d’ozone (p. 1), forêt tropicale (pp. 2, 5). Elles ne sont pas bonnes. 
Quelques points positifs quand même; l’éducation progresse dans le monde et, surprise sympathique, Springer (dont Nature) se joint au plan S.

02.04.20 Nature 580, 7801

TROU D’OZONE, ARCTIQUE.

-18-19.  L’affaire du trou d’ozone n’est pas finie.

Surprise de printemps ! Un grand trou d’ozone s’est formé autour du pôle Nord. Quoi que rare, ce n’est pas la première fois qu’apparaît un tel phénomène (1997, 2011), mais le présent trou est en voie de dépasser tout ce qui a été observé précédemment au nord (voir fig. ci-dessous).

Est-ce dramatique ? Le court rapport ne semble pas en faire un caca nerveux, car, pour le moment, le trou est hors des zones peuplées, mais cela pourrait changer et devenir compliqué pour les populations concernées.

Quoi qu’il en soit, le monde reste avec un problème de molécules halogènes que l’on n’arrive pas à éliminer, malgré le Protocole de Montréal. D’une part, ce protocole n’a jamais pris en compte les installations existantes qui, vieillissantes, laissent fuir des quantités significatives de polluants (Nature 579, 7800, 472, éditorial). De plus, des sources de pollution localisées, mais importantes ont été observées par satellites ces dernières années. Il s’agit probablement de production illégale. C’est à la Chine d’y mettre bon ordre. Elle y a tout intérêt.

Decades-old refrigerators and insulation from buildings are leaking ozone-destroying chemicals: nations must act. (2020). Nature, 579(7800), 472. doi:10.1038/d41586-020-00883-y

BIOLOGIE CONSERVATION, BIOLOGIE MARINE, ENVIRONNEMENT

-39-51 Restaurer la vie marine.

Le point sur le 14 e but de l’ONU pour le développement durable. Un gros article de synthèse sur l’état de la vie marine et les possibilités de la restaurer d’ici 2050.

Cet article étonne. Il fait comprendre que l’état de la vie marine s’était profondément dégradé jusqu’en 2e partie du siècle passé. Depuis, les mesures prises ont significativement amélioré la situation. Le point le plus bas était atteint dans les années 1980 comme le résume la figure. Depuis, les mesures de contrôle de la pêche ont eu de l’effet; la pollution côtière est mieux contrôlée ; on a pris conscience du rôle néfaste de la déforestation dans le rejet de matériel terrestre vers la mer ; la concentration de polluants organiques persistants est en diminution sensible – même dans l’Arctique ; les zones marines protégées représentent actuellement 10% de la surface des océans et les traités signés promettent 30% en 2037 et 50% en 2044. Et puis, on constate que quand un biotope est laissé à l’abri de l’action humaine, il se restaure rapidement. On l’a observé par exemple dans bien des régions durant la 1ère et la 2ème guerre mondiale. Surtout, on constate que les actions de restauration réussissent souvent, par exemple dans le delta du Mékong. En 2 ou 3 décades, presque n’importe quel système peut être restauré. 

Bref tout irait dans la bonne direction si ce n’était l’échauffement climatique, la pollution par les plastiques et certains produits chimiques de synthèse. 

Que dire ? Avant cette lecture, je pensais que l’état de conservation des océans se dégradait globalement et terriblement parce que, dans tout ce qu’on lit ailleurs, il n’est question que de catastrophe sur catastrophe. De deux choses l’une. Ou bien cet article est un pamphlet de propagande ONUsienne (la liste des auteurs et de leurs institutions en fait douter) ou bien l’image générale portée par les médias est biaisée vers ce qui ne va pas. C’est bien ce que prétend Pinker (2011). J’ai vu passer rapidement quelques articles qui tiennent le même discours. Il vaudra la peine d’y aller voir. Cela pourrait être bon pour le moral.

Pinker, S. (2011). The better angels of our nature: Why violence has declined: Viking.

Duarte, C. M., Agusti, S., Barbier, E., Britten, Gprofo. L., Castilla, J. C., Gattuso, J. P., Worm, B. (2020). Rebuilding marine life. Nature, 580(7801), 39-51. doi:10.1038/s41586-020-2146-7

09.04.20 Nature 580, 7802

FORÊT, CO2, FERTILISATION, CYCLE DU C, ÉCOLOGIE, BIOLOGIE

-191-2 (commentaire), 227- 231.  Les écolos, Timon.

L’augmentation de la teneur en CO2 augmente-t-elle la fixation de C par la forêt ? 

Dans le no. du 5 mars, il était question du puits de C que représente la forêt tropicale. Les nouvelles n’étaient pas bonnes. Ici, il s’agit de savoir si l’augmentation de la concentration en CO2 dans l’atmosphère favorise la croissance des arbres, augmentant ainsi la fixation de C par la forêt, tropicale en particulier. Le résultat ne fait pas plaisir. 

Étudiées en laboratoire, les plantes fixent davantage de C, quand l’air dans lequel elles poussent est plus riche en CO2. C’est vrai, c’est constaté. Est-ce aussi vrai pour les arbres d’une forêt tropicale ? La question est facile à poser. Y apporter une réponse expérimentale est une grosse affaire. L’expérience FACE (Free air COenrichement) a été réalisée pendant 4 ans en Australie avec des moyens considérables dans une forêt d’Eucalyptus, naturelle depuis 90 ans, dans laquelle la concentration de COa été artificiellement augmentée de 38% par rapport à la concentration atmosphérique normale. Le résultat est décevant. L’augmentation de la fixation n’est que de 12% ce qui est à la limite inférieure de toutes les estimations précédentes. Les auteurs concluent que leur résultat nécessite de revoir à la baisse la façon dont les modèles de prévision climatique incorporent l’atténuation de l’effet de l’augmentation du COatmosphérique par la croissance végétale. Toutefois, la discussion de cet article fait remarquer que ces résultats doivent être pris avec prudence tant que l’on ne comprendra pas pourquoi les différents résultats obtenus jusqu’ici dépendent tellement de l’échelle à laquelle se fait la mesure. Un écosystème est plus vaste qu’une plante, elle-même plus vaste qu’une cellule. 

Luo, Y., & Niu, S. (2020). Mature forest shows little increase in carbon uptake in a CO2-enriched atmosphere. Nature, 580(7802), 191-192. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/32269347. doi:10.1038/d41586-020-00962-0

Jiang, M., Medlyn, B. E., Drake, J. E., Duursma, R. A., Anderson, I. C., Barton, C. V. M., . . . Ellsworth, D. S. (2020). The fate of carbon in a mature forest under carbon dioxide enrichment. Nature, 580(7802), 227-231. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/32269351. doi:org/10.1038/s41586-020-2128-9

16.04.20 Nature 580, 7803

PLAN S, LIBRE ACCÈS, COVID-19, SYMPTOMES,

-309.  News in brief  Gilles, Lucy

Nature accepte le plan S pour le libre accès. Les règles du Plan S (la forte initiative européenne exigeant le libre accès aux publications) ayant récemment été légèrement modifiées, Springer a décidé de s’y joindre le 8 avril. Les négociations ont sûrement été difficiles, on apprend en décembre qu’elles avaient été rompues avec les universités suisses alors qu’avec la majeure partie des universités européennes, c’était encore pire. 

Doit-on comprendre que l’Europe a gagné par KO ? On avait compris que c’était les auteurs et non les éditeurs qui tenaient le couteau par le manche mais encore, fallait-il en faire usage.  Bravo.
 

Symptômes du Covid-19. On entend beaucoup de choses sur les différents symptômes du Covid-19. Récemment on a fait grand cas de l’anosmie (perte de l’odorat). En famille, nous avons eu l’occasion de nous poser la question de la diarrhée. Une étude anglaise sur 1.5 million de personnes décrivant quotidiennement leurs symptômes durant 5 jours, et dont 579 se sont révélés infectés dans les jours qui suivaient, a permis de clarifier la fréquence et la combinaison des symptômes. Ainsi, il apparaît que la diarrhée est un symptôme fréquent ; de temps en temps, il peut même être le seul symptôme. 

Coronavirus symptoms, research chief quits and Nature’s plan to join Plan S. (2020). Nature, 580(7803), 309-309. doi:10.1038/d41586-020-01023-2

ÉNERGIE, ÉCONOMIE,

-307 Research highlights. Les écolos

Pour diminuer son empreinte carbone les bons trucs sont : 3) Manger Vegan, 2) Mettre des panneaux solaires sur son toit mais surtout 1) renoncer à la voiture. 

Environ. Res. Lett. http://doi.org/drfd(2020)

PHYSIQUE, SYMÉTRIE, CP, NEUTRINO, ANTI-MATIÈRE

-305, 323-24 (News & views), 339 – 44 (article). Pour ceux qui s’intéressent aux fondements de la physique.

Peut-être que l’antimatière n’est pas comme la matière. 

À chaque particule élémentaire correspond une antiparticule qui en est l’image identique mais inverse. Vraiment identique ? Apparemment pas tout à fait. Cela semble plutôt une bonne nouvelle, car, lors du Big-bang, quand la matière a été créée, il semblerait logique que les deux formes soient apparues en quantités égales qui se seraient immédiatement mutuellement annihilées, nous laissant pour seul avenir, un monde de photons sans matière. Zut alors ! Mais puisque je pense, donc je suis, il faut croire que les choses se sont passées différemment. La solution la plus simple, initialement avancée par Sakharov en 1967, serait que les deux formes de matière ne seraient pas exactement symétriques et que, de cette différence, est née la domination de la première sur la deuxième, et nous, avec un peu de recul.

Il s’agit ici d’une énorme expérience qui accumule des données – pas beaucoup, elles sont rares – depuis 2009. Des neutrinos ou des anti-neutrinos sont produits dans un accélérateur à protons à Tokai, proche de Tokyo, sur la côte est du Japon. À 300 km de là, en face sur la côte ouest, le Super-Kamiokande détecte leur arrivée dans une immense caverne remplie d’eau et tapissée de photodétecteurs, qui ressemblent à de grosses ampoules de 50 cm de diamètre. Figure ci-dessous. Bon article dans : https://en.wikipedia.org/wiki/Super-Kamiokande

Il y a avantage à bien veiller sur ces détecteurs car quand l’un d’eux implose, l’onde de choc a tendance à propager l’implosion en avalanche. L’expérience tend alors à sortir du budget. Résultat : Des 1020 neutrinos potentiellement utiles produit à Tokai, 90 détections significatives de neutrinos et 15 d’antineutrinos ont été obtenues à Super-Kamiokande. L’analyse statistique de ces résultats démontre avec une marge d’erreur de 3  que les deux types de neutrinos oscillent d’un état à l’autre à un rythme différent. Est-ce pour cela que nous existons ?  

Editorial. Neutrinos could shed light on why the Universe has so much more matter than antimatter. (2020). Nature, 580(7803), 305. doi:10.1038/d41586-020-01022-3

News and views. Pascoli, S., & Turner, J. (2020). Matter-antimatter symmetry violated. Nature, 580(7803), 323-324. doi:10.1038/d41586-020-01000-9

Article : Collaboration, T. K. (2020). Constraint on the matter-antimatter symmetry-violating phase in neutrino oscillations. Nature, 580(7803), 339-344. doi:10.1038/s41586-020-2177-0

Complément au jour le jour.

30.04. La confédération laisse faiblir le déconfinement. 

Pour la droite, la quarantaine est un problème et non une solution. 

Le peuple est semble-t-il plus sévère avec le confinement que nos politiciens.

Si la situation redevient difficile, si un gros pic se développe de nouveau, il sera difficile pour nos chefs d’argumenter le reconfinement. 

On voit venir la situation où on sauvera l’économie au prix des morts et des abimés du virus. Sauver l’économie vaut bien quelques morts, surtout si ce sont des vieux, n’est-ce pas ?

08.5. Le fiasco de la médecine face au virus. 

Arrive le virus annoncé depuis longtemps, rien n’a été préparé et la méthode de traitement qui s’est imposée se résume à : « débrouillez-vous ».  N’approchez personne, attendez chez vous. Éventuellement, si vous êtes en train de mourir, on essayera de vous prendre à l’hôpital pour vous faire durer un peu plus longtemps. Peut-être cela donnera-t-il à votre corps le temps de se sauver. 

23.04.20 Nature 580, 7805

ÉCOLOGIE, CLIMAT, TEMPÉRATURE

-444 – 446. Feature. Pour ceux intéressés à l’avenir climatique.

De combien la Terre va-t-elle se réchauffer d’ici 2100 ?

En 1989 un groupe d’experts s’est réuni en Hollande pour réfléchir en commun à la modélisation climatique. Il s’agissait alors de préparer la première conférence du GIEC prévue l’année suivante. Depuis lors, les efforts de modélisation du climat sont devenus un aspect essentiel de l’activité du GIEC. Au départ, il s’agissait essentiellement d’un problème scientifique. Pourtant, avec l’activité croissante des négationnistes du climat, l’aspect politique est devenu de plus en plus compliqué. Ainsi, en 2006, à cause de la pression des USA et de quelques autres pays, on s’efforça de ne plus parler de scénario de développement, mais d’en rester à un ensemble de courbes associées à différentes hypothèses géophysiques.

Mais le GIEC ne peut pas travailler sérieusement ainsi. En 2010, un groupe conduit par Richard Moss établit 4 scénarios « Representative Concentration Pathways » (RCPs). Comme ils le disent eux-mêmes, il ne s’agit pas de prévoir l’avenir, mais d’essayer de comprendre les risques liés à l’évolution du climat. Par contre, leurs données sont la substance de base pour tous ceux qui veulent prévoir l’avenir du monde sur la base de modèles climatiques . C’est cela que détestent les « climatoréalistes » ou autres négationnistes de tous bords comme aussi, dans une large mesure, ceux qui souhaitent en rester au « business as usual ». 

Le projet RCPs est notoirement difficile. Il ne pouvait pas en rester là. À partir de 2015, une nouvelle génération de scénarii intitulée « Shared Socioeconomic Pathways » (SSP) – un nom qui donne des frissons aux sceptiques – se répand chez les modélisateurs. Si j’ai bien compris, cet ensemble de codes est en passe de dominer la profession. Mais qu’importe, que vous préfériez SSP ou RCP, la figure montre que la voie pour tenir les 1.5° est terriblement étroite alors que celles qui nous conduiraient à +3 ou +5°C à la fin du siècle sont beaucoup plus largement ouvertes.

Tollefson, J. (2020). How hot will Earth get by 2100? Nature, 580(7804), 443-445. doi:10.1038/d41586-020-01125-x

ÉCOLOGIE, CONSERVATION, BIODIVERSITÉ, TIPPING POINT.

-460 – 1, 496 – 501  Gpclim, Jacques H., Clément

Il faut s’attendre à ce que le changement climatique cause de soudaines disruptions écologiques majeures. 

Nos rivières et nos vallées se transforment au cours du temps. Ces changements, sont-ils globalement réguliers, induits par la contribution de tous les évènements grands et petits, ou bien est-ce que ce sont seulement les plus gros évènements qui sont importants ? Réponse : seuls les plus gros évènements sont significatifs. Malheureusement, la même conclusion est aussi valable pour les évènements de disruption écologique qu’induit le changement climatique.

La présente étude porte sur un grand nombre d’espèces (30’000) dans un grand nombre de biotopes locaux. Connaissant la résistance de ces espèces aux perturbations climatiques et la statistique des conditions climatiques dans chacun des lieux considérés, on détermine le risque qu’une espèce soit éliminée du biotope au fur et à mesure de l’échauffement général du climat et l’amplification des extrêmes. 

Je retiens deux résultats importants. (i). Une espèce disparaît rarement seule. Les conditions qui en font disparaître une sont souvent les mêmes que celles qui en font disparaître d’autres. (ii) Plus le changement climatique global est rapide, plus grand est le nombre d’espèces qui sont ainsi liées. On retrouve là un phénomène de tipping point : bien que le changement climatique soit globalement relativement lent et continu, seuls sont importants pour la biodiversité les évènements climatiques extrêmes. L’effet est d’autant plus fort que la vitesse du changement climatique global est grande. Ainsi peut survenir une situation où une condition climatique extrême, mais statistiquement normale, peut induire une catastrophe écologique majeure.

Il est aussi noté que certaines régions sont résilientes dans le sens que les conditions qui sont néfastes pour un site n’impliquent pas que les autres sites soient menacés. Le désert de Gobi est résilient, la forêt amazonienne ne l’est pas (encore une mauvaise nouvelle pour celle-ci, c’est la 3e ce mois). 

Trisos, C. H., Merow, C., & Pigot, A. L. (2020). The projected timing of abrupt ecological disruption from climate change. Nature, 580(7804), 496-501. doi:10.1038/s41586-020-2189-9

30.04.20 Nature 580, 7805

PLANETE EXTRASOLAIRE, ATMOSPHÈRE, FER

-597 – 601  Lary, Clément

Pluie de fer sur une planète extrasolaire.

Une fois découverte la première planète extrasolaire, la question suivante est naturellement : y a-t-il de la vie là-haut ? On est loin d’y répondre, mais un premier signe révélateur serait d’en trouver une dont l’atmosphère serait riche en oxygène (comme O2 est très réactif, il faut qu’il soit constamment régénéré pour qu’il se trouve sous forme libre dans l’atmosphère). Dans le présent article est étudiée l’atmosphère d’une planète géante ultra chaude – donc d’une très grosse atmosphère, très lumineuse ; facile ! Cette planète tourne en moins de 2 jours autour de son soleil et sa température de surface dépasse 2000K dans la partie éclairée. À l’ombre, elle est moins chaude. De jour, l’atmosphère se charge de fer gazeux qui se condense de nuit. Joyeuse atmosphère ! On se réjouit qu’une analyse semblable soit faite sur une planète du genre terrestre dont l’atmosphère serait plutôt vers 0°C. Ce sera difficile. 

Ehrenreich, D., Lovis, C., Allart, R., Zapatero Osorio, M. R., Pepe, F., Cristiani, S., . . . Zerbi, F. (2020). Nightside condensation of iron in an ultrahot giant exoplanet. Nature, 580(7805), 597-601. doi:10.1038/s41586-020-2107-1

SDG, BUTS DU DÉVELOPPEMENT DURABLE, ÉDUCATION, PRÉVISION.

-636 – 639, Article, Friedman et al. Petit brin optimiste.

Mesurer et prévoir les progrès vers les buts du développement durable (SDG) de l’ONU dans le domaine de l’éducation. 

Avec l’article du 2 avril à propos de la vie marine, je m’étonnais de la tension entre la majorité dont la vue du monde est globalement pessimiste  – c’est la catastrophe – et, les rares qui professent l’optimisme – ça s’améliore. Alors, rencontrant un article du 2e genre, certains s’énervent (j’en connais et ça m’interpelle). Moi, ça me ravit.

  • Ici il s’agit de la mesure de l’éducation dans le monde de 1970 à 2018 ainsi que la prévision pour 2030. Alors, on regarde les graphiques de tous ces paramètres liés à l’éducation en fonction du temps. Partout et en tout temps, ils montent, et, le plus souvent, de plus en plus vite. Dans l’avalanche des données, je relève qu’en 1970, 50% des jeunes adultes avaient reçu la formation scolaire de base (6 ans), maintenant, ils sont 80% et ils seront 90% en 2030.
  • Quant aux études supérieures (15+ années), elles concernaient 7% des jeunes adultes dans le monde en 1970, 23% actuellement et il y en aura 32% en 2030.
  • Le plus impressionnant concerne la montée des femmes. En 1970 les hommes étaient mieux formés que les femmes dans presque tous les pays (142). Maintenant, ce n’est plus le cas que dans 27 pays et l’article prévoit qu’ils ne seront plus que 4 en 2030. 
  • Mieux, on s’attend qu’en 2030, les jeunes femmes seront globalement mieux formées que les hommes. 

Conclusion : Les SDG 2030 concernant l’éducation sont en bonne voie d’être globalement atteints, ce qui se traduira « de manière positive en termes de productivité, d’égalité de santé et de bien-être. » 

Bravo !

Friedman, J., York, H., Graetz, N., Woyczynski, L., Whisnant, J., Hay, S. I., & Gakidou, E. (2020). Measuring and forecasting progress towards the education-related SDG targets. Nature, 580(7805), 636-639. doi:10.1038/s41586-020-2198-8

BIOTECHNOLOGIE, NANOMACHINE, SERINGUE, T4, QUEUE

-658 – 662. Les gens de chez Édouard

Une nanoseringue pour la médecine sur le modèle de la queue du T4 

Chez Édouard, on connaissait bien la queue du bactériophage T4 qui est le système par lequel le bactériophage (i) reconnaît la cellule qu’il va attaquer (les fibres); (ii) s’y attache (la plaque de base) ; (iii) après quoi le manteau sous tension de la queue se contracte, poussant l’aiguille à travers l’enveloppe de la bactérie ; (iv) l’ADN du virus qui est compacté sous pression dans la tête s’injecte finalement tout seul dans la bactérie à travers le canal de l’aiguille. Le T4 n’est pas le seul à disposer de cet appendice. Similaire en structure et fonction, on le retrouve dans d’innombrables autres virus et bactéries.

Le présent travail détermine à une résolution quasi atomique la structure dans la forme étendue et dans la forme contractée du système de sécrétions de type VI dont la pyocine de type R de Pseudomonas, similaire à la queue duT4, est un exemple déjà bien exploré.Du modèle ainsi obtenu il est possible de comprendre une partie des délicats réglages qui contrôlent les phases de l’opération. Par exemple, la fixation de la plaque de base sur la membrane de la cellule n’est activée que par la tension qui se forme lorsque plusieurs fibres sont elles-mêmes attachées. Le mécanisme est ainsi plus laborieux, mais plus sélectif.

Ainsi se déduit comment il est possible de contrôler la spécificité de l’attachement par une simple modification d’une des protéines impliquées. 

Conclusion : la structure se révélant fonctionnellement  « parlante » à la résolution présentée ici, les auteurs sont convaincants en prétendant que le chemin ne sera pas très long jusqu’à la production de seringues moléculaires adaptées aux besoins spécifiques de la médecine et de la biotechnologie.

On peut leur faire confiance qu’ils s’efforceront d’en tirer de valeureuses applications.

Ge, P., Scholl, D., Prokhorov, N. S., Avaylon, J., Shneider, M. M., Browning, C., . . . Zhou, Z. H. (2020). Action of a minimal contractile bactericidal nanomachine. Nature, 580(7805), 658-662.. doi:10.1038/s41586-020-2186-z

Actualité scientifique de Jacques. Deuxième partie de mars 2020

Bonjour,

Dans le présent envoi, je retiens en particulier:
– Le point sur une nouvelle forme d’activisme de la société civile pour le climat et la durabilité: les procès contre l’État. Une avenue à succès ?
– La question de la non-reproductibilité de nombreux résultats scientifiques dans les sciences du vivant. Ici, il s’agit d’une approche expérimentale rigoureuse de la non-reproductibilité honnête, pas celle issue de la tricherie. Un bel effort.
– On revient sur une  extraordinaire photo de 1977 par Uli Laemmli à Genève et sur un chapitre récent de l’empaquetage de l’ADN.
– Le trou d’ozone: une grosse affaire qui le reste. 

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Actualité scientifique de Jacques, 1ere semaine de mars

Bonjour,

Prenez bien soin de vous et de la distance.
Nous le faisons, cachés à la montagne, apprenant à vivre nos journées autrement.
J’y trouve un peu plus de place pour mettre à jour mes rapports de lectures.
Le premier se rapporte au no. de Nature du 5 mars.

On y trouve deux articles importants.
L’un montre combien les pays du Monde, la Suisse parmi eux, ne respectent pas leurs promesses de réduction des émissions du CO2. Conclusion: c’est dramatique – avec une lumière d’espoir toutefois.
L’autre étudie le puits de C qu’offrent les forêts tropicales. Zut, elles ne se portent pas bien!  Pas bien du tout en ce qui concerne la forêt amazonienne -, et ceci sans compter l’effet de la déforestation.

J’ajoute un troisième sur les étoiles à neutrons parce que cette matière hyperconcentrée dilate l’imagination de ceux qui prennent le temps de s’en étonner.

Plaisante lecture pour le 3e, courage pour les deux autres.
05.03.20. Nature 579, 7797
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Anxiété

Article dans Le Temps du 20.11.2019

C’était au début d’août. Quatre cent trente jeunes activistes du climat venant de 38 pays européens ou proches se sont retrouvés dans les locaux mis à disposition par l’Université de Lausanne pour la réunion SMILE (« Summer Meeting in Lausanne Europe”,  https://smileforfuture.eu). Tous étaient associés au mouvement « Grève du climat » initié à peine une année plus tôt quand Greta Thunberg est allée s’asseoir devant le parlement suédois pour protester contre l’inaction des dirigeants face à la crise climatique. Rien n’est plus fort qu’une idée juste arrivant au bon moment. La déferlante des jeunes pour le climat s’avère être un phénomène mondial, extraordinaire et puissant.

Durant la semaine SMILE, les participants ont beaucoup travaillé à la suite de leur action et sur les moyens de la renforcer et de la poursuivre. Une partie du travail se faisait en atelier. J’ai participé au groupe intitulé « Anxiété ». J’y suis allé parce que je pensais que nous parlerions de communication avec le public. Faut-il chercher à provoquer l’anxiété ? Faut-il que chacun s’empanique face à la situation dramatique à laquelle nous sommes tous confrontés ? J’y allais avec un parti-pris: « non, il ne faut pas cultiver la panique,  mais oui, il faut connaître la situation et savoir que l’on peut la maîtriser si on y met le paquet».

Le groupe était formé d’à peu près autant de filles que de garçons ; l’âge moyen était 17ans et demi. La discussion ne s’est pas passée comme je m’y attendais. La première intervention fut celle d’une jeune fille racontant comment elle s’était sentie misérable d’avoir rencontré tant d’indifférence et de critique alors que son groupe s’investissait avec enthousiasme pour appeler sa petite ville à venir lutter avec eux pour le climat. Le ton était donné et presque tous les participants ont repris le thème, chacun à sa façon, avec beaucoup d’émotions, des larmes et des voix cassées. Ce n’était pas le drame du climat qui les mettait dans cet état, c’était l’anxiété de ne pas se sentir à la hauteur de la tâche énorme qu’ils prenaient sur eux ;  c’était la fâcherie et l’incompréhension d’être laissés seuls par ceux qui, naturellement, auraient dû porter la lutte. Je reconnaissais les mots de Greta Thunberg le 15 décembre 2018 à la conférence de l’ONU sur le climat en Pologne : “Vous ne parlez que de continuer avec la même mauvaise idée qui nous a mis dans ce pétrin alors que la seule chose sensée serait de tirer le frein de secours. Vous n’êtes pas assez mûrs pour dire les choses comme elles sont. Même ce fardeau, vous le laissez à vos enfants.“ Nous étions deux adultes à participer à ce groupe, mon collègue était médecin, spécialiste du stress induisant les troubles du sommeil. Chacun a entendu parler des dégâts du stress post-traumatique, mais lui m’expliquait que les spécialistes commencent à se rendre compte que le stress pré-traumatique est aussi une réalité. Il en voyait les prémisses parmi les jeunes qui nous entouraient.

C’est vrai, le défi est formidable (formidable : qui inspire une grande peur). Quand c’est notre civilisation et nos valeurs fondamentales qui sont en péril, il faut être ignorant ou vieil égoïste pour ne pas se sentir bouleversé.

Les jeunes que je connais, engagés dans le mouvement Extinction Rebellion ou dans la Grève du climat, sont intelligents, bien informés et courageux ; ils savent où ils veulent aller – maîtriser la crise du climat – et ils ont des idées précises quant au chemin pour y arriver. Ainsi, leurs mouvements affirment fermement le principe de la non-violence envers les personnes et aussi envers les choses.

Mais nous vivons dans un monde violent. L’actualité nous le dit assez. J’ai récemment découvert le ton qui règne quelquefois sur les réseaux sociaux. Peut-être est-ce ce qui a induit le vilain cauchemar que j’ai eu récemment. C’était dans ma petite ville de Morges. Ici, souvent, les gens sourient et me saluent sympathiquement quand on se croise. Dans le rêve, c’était différent. Un adolescent passe, il me regarde dans les yeux et me dit “salaud “. Aïe ! Il avait en lui la fureur de se sentir piégé dans un monde dégradé par les excès des générations qui ont précédé.

Ne nous faisons pas d’illusions, il sera difficile et il faudra veiller fermement pour que la non-violence reste le fondement de la lutte pour le climat. En vérité, il serait épouvantable que jeunes et vieux se mettent à se battre les uns contre les autres, mais, comme il est commun entre deux parties, quand la violence se lève, les responsabilités sont partagées. Il est vital que les jeunes, ceux qui, dans quelques décennies, subiront les pires chocs de la crise, comme aussi les moins jeunes, en particulier ceux qui ont en main les leviers du pouvoir, agissent dans la bienveillance pour lutter et vaincre ensemble. Quant à la désobéissance civile dont on fait grand cas ces derniers temps, j’espère que les jeunes sauront l’utiliser avec raison et que les moins jeunes ne s’agiteront pas pour autant. Ne nous braquons pas sur la forme, sur le fond, les jeunes ont raison

Les lectures scientifiques de Jacques autour de octobre 2019

Ce mois, je relève en particulier les deux sujets suivants.

On le dit partout, la vie se meurt et les espèces disparaissent, mais qu’en sait-on en fait ?
On est assez bien informé de la catastrophe globale qui frappe les grands mammifères. On a aussi quelques chiffres sérieux – quoique très partiels – sur les oiseaux.
Mais qu’en est-il des millions d’espèces de tous ordres qui forment l’arbre de la vie ? La donnée classique pour les insectes, c’est que le par-brise des autos n’est plus constamment souillé de moucherons écrasés. Nous avons besoin de mieux. C’est important.
Dans le rapport ci-joint, on parle d’un labo ce l’EPFZ qui veut que ça change (Nature du 26.10, p 478).
Plus convaincantes sont les deux études allemandes qui rapportent les comptages de larges populations d’insectes durant 27 et 10 ans respectivement. (31.10, p 641 et 671)
Mauvaise nouvelle: en 1/4 de siècle, la masse d’insectes a diminué de 3/4. Dans les régions agricoles, c’est 3/4 en 10 ans. Ça ne peut pas continuer !

Le deuxième fait est plus rigolo. Auqu’un d’entre nous ne croît à la pseudo vertu de la main invisible d’Adam Smith, sensée assurer la juste répartition des biens à tout le monde.
Ici, il est montré que la symétrie d’un contrat se casse naturellement par la statistique des grands nombres de telle sorte que, à terme, ceux qui ont le plus prennent « automatiquement » l’avantage sur ceux qui on le moins.
Laissez-vous convaincre par l’arithmétique de cette évolution. C’est facile! Par contre, la raison profonde de ce phénomène systémique n’a rien de trivial.

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L’actualité scientifique de Jacques. Histoire d’eau en mai 2019

Ce mois, vous n’aurez que la crème de la crème, ou plutôt, la flotte dans ses plus étranges états. Je vibre à ces lectures, et vous ?
– Première observation de la glace X. Dans cet état qui n’existe qu’à pression invraisemblable, les ions hydrogène ne sont plus liés à l’atome d’oxygène. Ils circulent comme les électrons dans un métal. Il est possible que cette forme soit la forme dominante de l’eau dans l’univers.
– Le mystère se lève sur la fameuse eau vitrifiée du prix Nobel. Elle semblait mystérieuse. L’étude d’autres formes d’eau vitreuse suggère que « notre » eau vitrifiée n’est que de l’eau liquide bloquée par le froid en cours de la transformation en glace.

Courage, la culture n’a pas de no man’s land. Continuer la lecture de L’actualité scientifique de Jacques. Histoire d’eau en mai 2019

Les lectures scientifiques de Jacques en avril 2019

Et, oh la, la matière est passionnante.
Par exemple, on sait que la résolution d’un instrument d’optique dépend de son ouverture. Un bon truc consiste à combiner plusieurs instruments en un même télescope virtuel. Il suffit pour cela de connaître leurs positions respectives à une précision bien plus petite que la longueur d’onde… et d’être capable de gros calculs. Cela semble facile quand il s’agit d’ondes  centimétriques, quoique, pas si facile que ça si l’ouverture du télescope virtuel a le diamètre de la terre. Ainsi, ils ont vu le trou d’un trou noir. Très bien !

En lumière visible, il faut être bien plus précis. C’est à moins du dixième de micron qu’ils ont combiné les 4 grands télescopes du sommet d’une montagne chilienne. Ainsi, ils ont directement vu une planète extra-solaire et ils ont mesuré la vitesse du vent dans son atmosphère. Pas mal aussi !
À part cela, j’ai trouvé une (partielle) confirmation de la théorie développée dans mon livre Parcours selon laquelle ce que j’appelle l’attrait pour le transcendantal est étroitement liée à l’apparition des sociétés complexes.

J’ai pourtant un problème; je manque encore et toujours de temps.
Dans l’avenir, je risque d’être moins régulier et de me contenter de mettre, de temps en temps, le meilleur sur mon blog.
Précieux lecteurs, je vous tiendrai au courant. Continuer la lecture de Les lectures scientifiques de Jacques en avril 2019

Lectures scientifiques de Jacques en janvier et février 2019

Deux mois, c’est un peu long, il y a beaucoup, mais, cette fois, vous n’y trouverez pas l’ombre d’une faute d’orthographe, car ma voisine a eu la primeur du texte et elle ne laisse rien passer. Merci à elle.
Parmi les sujets émoustillants, je relève ces mois-ci.

p. 1. Coût du carbone. Quelle sera finalement la facture carbone pour chaque pays. Le plus grand perdant sera l’Inde. La Russie pourrait même en tirer profit. La Suisse pourrait ne pas s’en sortir trop mal, en tous cas en comparaison avec les autres pays. On le sait, les plus pauvres vont payer ce que les riches produisent.
p. 5. Nouvelle évaluation de la contribution de la fonte des calottes glaciaires à la montée des océans d’ici la fin de ce siècle. Pour l’une, c’est environ 25 cm, pour l’autre, c’est 95% de chance que ce soit moins de 39 cm. On a lu pire.
p. 5. L’Afrique est le seul continent où la natalité, quoiqu’en baisse, est encore hors contrôle. Par exemple, il y a eu dans les années 90 une remontée de natalité dans un groupe de pays subsahariens. Le présent article montre qu’elle s’explique par la disruption de l’enseignement aux filles durant la décade précédente.
p. 6. Pour la cryomicroscopie électronique, les constructeurs ont réussi à imposer des instruments particulièrement coûteux parce que fonctionnant sous très haute tension (300kV). Richard Henderson (mon collègue lauréat du PN) et ses collègues démontrent quantitativement  ce que j’ai toujours prétendu (sans preuve). Un cryomicroscope électronique à tension plus modeste (100kV) coûterait beaucoup moins cher et donnerait de meilleurs résultats.
p. 7. Chaos dans l’autorisation des animaux transgéniques. L’attrait de produire dans des pays moins développés, mais plus permissifs se précise.

J’aurais aimé rédiger une explication sur les matériaux topologiques, c’est passionnant, mais hélas, je n’y comprends rien. Gardez quand même le mot en mémoire. Nous y reviendrons sans doute.

08.10.2018 Nature Climate Change, 895 – 900.

ÉCONOMIE, ECHAUFFEMENT CLIMATIQUE, CO2, COÛT.

Le coût du carbone selon les pays. GPclim

L’article est difficile à comprendre à cause de la méthode utilisée, et difficile à digérer à cause des conséquences des résultats obtenus. Voyons cela.

On a beaucoup essayé de calculer ce que coûtera l’échauffement climatique à l’économie mondiale. On sait que, actuellement déjà, il nous coûte. Que deviendra ce coût selon les différents scénarios de changements climatiques et de transformations économiques que l’on peut imaginer ? Une mesure souvent utilisée consiste à déterminer le Social Cost of Carbon, SCC, c’est-à-dire combien le monde devra payer annuellement en plus – ou en moins – si on ajoute maintenant une tonne de CO2. Ceci est évidemment le chiffre qu’il faut connaître si on veut appliquer sérieusement une politique de taxe carbone. Le présent article vise à affiner la détermination du SCC en tenant compte des conditions particulières de chaque pays. Ainsi est obtenu le CSCC – Country-wide Social Cost of Carbon – de chaque pays dont la somme donne le GSCC, c’est-à-dire le SCC du monde entier.

Remarque concernant la méthode : Dans cet article, tout est une affaire de modélisation combinant les modèles d’évolution du climat et les modèles économiques. Les premiers, on les connaît un peu à travers les travaux du GIEC et on sait qu’ils font sens. Les seconds, on sait que les économistes les adorent, mais que valent-ils ? Pas grand-chose sans doute, surtout, ils dépendent de ce qu’on y met. Un des paramètres essentiels est le taux d’amortissement qui définit ce que vaudra dans l’avenir un bien ou un méfait dont on connaît le prix actuel. Si le taux est constant, il va falloir payer le coût annuel chaque année éternellement. Sans amortissement, le CSS serait donc infini. Or, en quelques milliers d’années, le CO2 relâché aujourd’hui sera minéralisé et n’aura plus de coût. Peut-être aussi que, avec le temps, on aura adapté notre agriculture et que le CO2 sera moins néfaste. Quoi qu’il en soit, un bon amortissement est nécessaire pour permettre la pensée économique et pour croire que l’avenir est maîtrisable. Mais ces belles considérations n’auront plus guère de sens si, à cause de l’inversion du Gulf Stream ou de n’importe quel effet non linéaire, l’évolution du SCC devient chaotique. Alors, dans le présent article, on en reste sagement à des valeurs bien standard de 5 à 2% par année (à 2%, le paramètre diminue de moitié en 34 ans, à 5% en 13 ans).

Résultats. Nous n’avions pas besoin de cet article pour savoir que le coût du changement climatique ne sera pas le même pour tous les pays. Il sera certainement cher pour le Bangladesh, la Somalie ou les îles du Pacifique. Par contre, on peut imaginer que le Canada ou la Sibérie pourraient même en tirer quelques avantages. Comme le présent article confirme notre évaluation subjective, il vaut peut-être la peine de prendre un moment pour aller voir les résultats de plus près. La figure ci-dessous résume ce que les auteurs ont choisi comme scénario le plus vraisemblable parmi les innombrables possibilités modélisées. L’abscisse donne la part du pays dans la production de CO2 mondial en 2013. La Chine avec 30% est la championne. En ordonnée est représentée la part que le pays considéré portera du coût social total des émissions de CO2. Que l’avenir soit sombre pour l’Arabie saoudite n’étonnera personne, ni non plus que la plus lourde facture aille à l’Inde. La partie gauche de la figure de gauche est reproduite agrandie à droite. Y apparaissent les quelques pays pour qui, dans ce scénario, la crise du climat serait une bonne affaire. Si j’ai bien compris, la Suisse en fait partie.

Aïe, que ces résultats vont être difficiles à gérer ! Le coût de la crise du climat sera porté par ceux qui ne peuvent pas payer et la majorité des pays riches pourraient même y gagner. Par exemple, comment convaincre la Russie de lourdement s’engager pour lutter contre la crise du climat alors qu’elle en sera bénéficiaire ? Et les Suisses alors ? Le monde aura besoin d’altruisme, beaucoup d’altruisme pour gérer la crise.

Heureusement, à long terme tout s’arrange, il n’y a plus de gagnants au jeu de l’échauffement climatique, tout le monde y perd.

Ricke, K., Drouet, L., Caldeira, K., & Tavoni, M. (2018). Country-level social cost of carbon. Nature Climate Change, 8(10), 895-900. doi:10.1038/s41558-018-0282-y

 

03.01.2019 Nature 565. 7737.

– 31 – 2, 73 – 77. CLIMAT, GES, MÉTHANE, SOUS-GLACIAIRE

Relâchement de méthane subglaciaire au Groenland. Com. sci de GPclim

En période de fonte de la calotte du Groenland, l’eau d’écoulement contient une grande quantité de méthane (CH4) démontrant ainsi que la couche de terrain sur laquelle repose la calotte est biologiquement active.

Contrairement au CO2 dont la croissance est régulière et bien comprise, l’augmentation de la concentration en méthane dans l’atmosphère l’est beaucoup moins ; elle présente des pics que l’on explique mal. Le phénomène décrit dans cet article pourrait l’éclairer.

La découverte d’une nouvelle source de GES n’est jamais une bonne nouvelle pour le climat. Espérons que le permafrost arctique nous épargnera des surprises semblables à celles décrites dans cet article.

Andrews, L. C. (2019). Methane beneath Greenland’s ice sheet is being released. Nature, 565(7737), 31-32. doi:10.1038/d41586-018-07762-7

 

10.01.2019 Nature 566. 7738. Pas d’inspiration

 

17.01.2019 Nature 566. 7739.

– 269. PHOTOVOLTAÏQUE, ENVIRONNEMENT, MONTAGNE SUISSE

Research highlight signale un article par Annelen Kahl de l’EPFL.

Proc- Natl Acad.Sci USA http://doi.org/czgk(2019)

Faire au mieux avec le soleil d’hiver. J.-P. Keller

Des panneaux solaires verticaux dans la neige en altitude produisent 50% de plus que ceux en plaine.

Si on est capable de faire des paravalanches dans des endroits presques inaccessibles, il serait facile et pas cher de les poser là où les vaches ne broutent plus, mais où l’accès reste simple. La pente sud du Tsaté, un exemple parmi 1000 autre. 

 

– 284 – 6. ASTRONOMIE, VOIE LACTÉE, GAÏA.

La Voie lactée revisitée.  Dewi.Freitag

Le satellite Gaïa de l’ESA (Europe) a été lancé en 2013 et, jusqu’en 2022, il devrait mesurer la position d’un milliard d’étoiles avec une précision 100 plus grande que jusqu’ici. En répétant régulièrement les observations, il détermine leur distance et leur mouvement. Ainsi, il accumule des données, beaucoup de données qu’il améliore d’année en année.

La deuxième série de données a été diffusée en avril 2018. Une cohorte d’astronomes s’en sont saisies et des centaines d’articles en ont résulté en quelques mois. L’image de notre Voie lactée en est profondément chamboulée. Le plus impressionnant résultat est que la danse des étoiles de notre nébuleuse spiralée n’est pas du tout homogène. Il y a quelque 10 milliards d’années, elle a rencontré une autre galaxie, plus petite. Maintenant, moyennant toutes sortes de complications et dans un grand cheni cosmique, les étoiles de la première tournent dans un sens et celle de la deuxième dans l’autre.

Mann, A. (2019). The once and future Milky Way. Nature, 565(7739), 284 – 286.

 

24.01.2019 Nature 566. 7740.

– 419 – 21. EBOLA, VACCIN, DIAGNOSTICJean-Claude

Où sont passés les diagnostics d’Ebola de la dernière fois ?

Les épidémies d’Ebola se succèdent en RDC. (Au dernières nouvelles, il y a 850 cas dont 500 fatals). Il semble qu’il y ait eu quelques progrès depuis la grande épidémie d’Afrique de l’Ouest en 2014-16 ; l’infrastructure médicale est meilleure et on sait mieux comment agir. La bonne méthode pour empêcher l’épidémie de s’étendre consiste à détecter, isoler et soigner les cas à l’origine et de rapidement tester tous les contacts qu’ils ont pu avoir avant que ceux-ci ne deviennent eux-mêmes contagieux.

Ce que dénonce cet article, c’est que tous les efforts qui avaient été faits à l’époque pour développer des moyens de diagnostics, des vaccins et des médicaments ont détestablement peu abouti. Beaucoup d’efforts se sont perdus par manque de coordination ou parce que, l’épidémie finissante, le nombre de patients s’est révélé trop faibles pour continuer les tests ; l’intérêt du public faiblissant l’engagement des firmes a également fondu. Il est vrai que l’on ne gagne pas d’argent avec les épidémies qui ne portent que sur quelques milliers de malades ; le cancer est mieux et, effectivement, c’est pour s’y concentrer que plusieurs firmes ont abandonné Ebola.

Pour ce qui concerne le diagnostic d’Ebola, l’article relève que 13 tests ont été validés par la FDA ou la WHO. De ceux-ci, 4 seulement ont été rendus disponibles. Ces 4 fonctionnent sur le principe du séquençage de l’ARN ou de l’ADN en utilisant les nouvelles plates-formes de séquençage, grandes comme un paquet de cigarettes branché sur un portable. Ces dernières années, des milliers de ces séquenceurs ont été distribués en Afrique tropicale… pas assez pourtant. Alors qu’elle pourrait travailler avec des extraits faits sur place et fournir le diagnostic en quelques heures, la réalité est généralement que le prélèvement sanguin congelé doit être péniblement envoyé à un centre et il faudra compter deux semaines avant d’avoir le résultat. La technologie existe, comme d’habitude, c’est la gouvernance qui pêche et les moyens financiers limités qui n’arrivent pas au bon moment au bon endroit.

 

-437 – 8, 454 – 9, 516 – 20. CRYO-ME, RÉCEPTEUR NEURONAL, GABA.

Structure d’un récepteur synaptique GABAAdans  5 différentes conformations ou associations. Henning

Jusqu’il y a deux ans, je relevais presque systématiquement dans mon blog les articles de cryo-ME qui me tombaient sous les yeux. Ce temps est fini, il y en a trop. Je ne pique plus que les cerises les plus élégamment posées sur le gâteau. Le présent article en est une toute belle.

Le récepteur GABA est le principal inhibiteur synaptique, essentiel pour le fonctionnement cérébral. Il est associé à de nombreuses maladies comme souvent l’épilepsie, et on dispose d’un grand nombre de drogues qui modifient son action, par exemple les benzodiazépines dont le commun Zolpidem est un substitut. Le récepteur est composé de 3 sous-unités associées en un anneau de 5. Il y a des variantes de chaque sous-unité et elles se retrouvent combinées sous d’innombrables formes, chacune avec ses spécificités. Il y a quelques mois, nous avions rapporté la résolution par cryo-ME d’un des récepteurs de la famille. Les conditions dans lesquelles la molécule avait été étudiée différaient toutefois significativement de l’état natif (les sous-unités étaient partiellement tronquées et la partie transmembranaire était stabilisée dans des détergents plutôt que dans les honnêtes lipides de la nature. Les différents états conformationnels associés aux fonctionnements ne restaient que superficiellement établis. Trois points remarquables sont a signaler :
i) Dans ces études, chacune des sous-unités est complète.
ii) Le complexe est intégré dans un nanodisque membranaire stabilisé par une armature protéïque à son pourtour. La partie transmembranaire est ainsi dans son milieu naturel.
iii) Sutbilité technique. La forme générale du complexe est cylindrique. Il est donc difficile d’orienter le cylindre selon son axe principal. Comment alors superposer l’information des différentes particules pour obtenir la haute résolution désirée ? Le joli truc consiste à attacher une « anse » à l’une des sous-unités du complexe (megabody, en vert sur la figure) permettant ainsi une orientation facile et précise. La méthode va être précieuse pour la cryo-ME en général.

Le premier article par Laverty et al. présente le récepteur GABAAlié à son affecteur GABA (acide -g- aminobutyrique). C’est la structure de base. Le deuxième article par Masiulis et al. présente le même récepteur associé à différents autres affecteurs d’importance fonctionnelle et thérapeutique. La cryo-ME donne ainsi du grain à moudre aux pharmacologues.

Ce n’est pas fini. Il y a des centaines de variants de ce complexe dans l’organisme. Comprendre leur spécificité va nécessiter de résoudre la large galerie des variations structurales existantes. Énorme travail qui sera sans doute accéléré en combinant la cryo-ME avec la modélisation moléculaire. Les fans de l’AI vont en faire leurs choux-gras.

 

Jansen, M. (2019). An in-depth structural view of a GABAA brain receptor. Nature, 565(7740), 436-438. doi:10.1038/d41586-018-07843-7

Laverty, D., Desai, R., Uchanski, T., Masiulis, S., Stec, W. J., Malinauskas, T., . . . Aricescu, A. R. (2019). Cryo-EM structure of the human alpha1beta3gamma2 GABAA receptor in a lipid bilayer. Nature, 565(7740), 516-520. doi:10.1038/s41586-018-0833-4

Masiulis, S., Desai, R., Uchanski, T., Serna Martin, I., Laverty, D., Karia, D., . . . Aricescu, A. R. (2019). GABAA receptor signalling mechanisms revealed by structural pharmacology. Nature, 565(7740), 454-459. doi:10.1038/s41586-018-0832-5

 

31.01.2019 Nature 566. 7741.

– 540 PUBLICATIONS, LIBRE ACCÈS, PLAN S. Gilles

Le plan S exigeant le libre accès aux publications scientifiques dès leur sortie de presse a été lancé en septembre 2018 par l’UE et adopté par les principaux organes de financement de la recherche publique européenne vient d’être aussi accepté par l’Académie africaine des Sciences. Après que la Chine s’y soit ralliée en décembre, ça commence à faire beaucoup de participants. La déferlante va-t-elle tout emporter ? Ce n’est pas gagné. Comme il se doit, la Suisse hésite.

 

-548 CONSERVATION, ÉTHIOPIEN, FORÊT, ÉGLISE.

Sauver les forêts d’églises éthiopiennes. A. Abbott. Timon, Lena

Notre climat se déglingue – on commence à le savoir – et la biodiversité se perd. Pour ça, on se rappelle que, quand j’étais jeune, lors de voyages en voiture, il fallait s’arrêter de temps en temps pour nettoyer les vitres des insectes écrasés. Ce n’est plus le  problème aujourd’hui, mais, à part cet exemple, réalise-t-on bien l’effet dramatique de l’emprise humaine sur la biodiversité ? Le présent article décrit ces remarquables oasis de forêt préservée autour de certaines églises d’Éthiopie et les efforts qui sont faits pour les préserver. Très bel article que j’envoie à ceux qui le demanderont. Ici, je n’en présente qu’une photo. On la regarde et on a compris combien l’homme et la nature ne sont pas en harmonie… mais pourraient l’être.

07.02.2019 Nature 566, 7742

-13. PUBLICATION, ÉDITION, LIBRE ACCÈS, PLAN S. Gilles

This week.Rien ne va plus avec Elsevier.

Il s’agit de l’accès à ce que publient les journaux scientifiques. Selon la vieille manière de faire, les grands éditeurs s’approprient les publications des scientifiques. C’est ridicule. Depuis quelque 20 ans, les organes de financement de la recherche demandent que la propriété des articles soit restituée à ceux qui les produisent et que leur contenu soit à disposition de tous dès la publication. C’est la guerre ; les grands éditeurs (Springer, Whiley, Elsevier) ne veulent pas lâcher leur poule aux œufs d’or, et ils sont puissants.  Nous avons parlé récemment du plan S (voir Nature, 6.09.18 p.17 et encore la semaine passée), initié par l’Europe et un consortium des principaux organes de financement de la recherche européenne, qui veut que toutes les recherches qu’ils financent soit en libre accès dès 2020. Pas de discussion !

La bataille est intense. Ayant rompu l’an passé, la négociation avec Elsevier, l’Allemagne, la Hongrie et la Suède n’ont plus accès aux journaux de cet éditeur (20’000+ revues). Les universités de Californie ont prolongé d’un mois pour une 2efois la négociation qui n’avance pas ; même situation de blocage en Norvège. Les éditeurs sont le dos au mur. Si le plan S tient, ils ne peuvent résister, mais la guerre n’est pas finie. À suivre.

 

-48-49, 58-64, 65-72. CHANGEMENT CLIMATIQUE, CALOTTE GLACIAIRE, NIVEAU DE LA MER. Com. sci. GPclim.

De combien l’instabilité des calottes glaciaires contribuera-t-elle à la montée des océans d’ici 2100 ?

Les calottes glaciaires de l’Antarctique et du Groenland reposent solidement sur un socle continental. Cette glace souvent très épaisse ne peut plus se porter elle-même quand elle arrive à la mer. Il en résulte les phénomènes de vêlage dont nous avons souvent parlé. Cette glace glissant du roc à la mer accroît d’autant le volume des océans contribuant ainsi à en faire monter le niveau. De combien ? Beaucoup de choses ont été écrites à ce propos ces dernières années, y compris certaines prévisions d’effets rapides et considérables (plusieurs mètres en quelques dizaines d’années). Les deux articles cités ici tentent de modéliser l’ensemble des données de manière plus complètes que précédemment. La conclusion est plutôt rassurante. Pour l’un, l’instabilité des calottes contribuera à la montée du niveau de la mer de 25cm à la fin du siècle. Pour l’autre, à la même date, il n’y a que 5% de chance que la montée dépasse 39cm. On craignait pire.

Il est quand même noté que la circulation globale des courants marins en est influencée. Le Gulf Stream a perdu 15% de sa vitesse.

La fin du siècle n’est pas bien loin pour ce qui est du niveau de la mer et de la circulation globale des courants marins et le temps ne s’arrêtera pas en 2100.

 

Seroussi, H. (2019). Fate and future climatic role of polar ice sheets. Nature, 566(7742), 48-49. doi:10.1038/d41586-019-00330-7

Edwards, T. L., Brandon, M. A., Durand, G., Edwards, N. R., Golledge, N. R., Holden, P. B., . . . Wernecke, A. (2019). Revisiting Antarctic ice loss due to marine ice-cliff instability. Nature, 566(7742), 58-64. doi:10.1038/s41586-019-0901-4

Golledge, N. R., Keller, E. D., Gomez, N., Naughten, K. A., Bernales, J., Trusel, L. D., & Edwards, T. L. (2019). Global environmental consequences of twenty-first-century ice-sheet melt. Nature, 566(7742), 65-72. doi:10.1038/s41586-019-0889-9

 

14.02.2019. Nature 566, 7743.

-156 Highlights; renvoi à un article du PNAS : https://doi.org/10.1073/pnas.1717288116

POPULATION, FÉCONDITÉ, ÉDUCATION.

L’arrêt de la diminution de la fertilité en Afrique Sub-Saharienne dans les années 90 est partiellement dû à la carence de l’éducation des filles dans les années 80.

Quel est le plus grand problème, l’échauffement climatique ou la surpopulation ? En ces termes, la discussion devient vite dogmatique. Le présent article apporte un utile éclaircissement.

L’Afrique Sub-Saharienne est la seule partie du monde où la natalité est restée élevée. Elle est la cause essentielle de l’augmentation globale de la population mondiale. La présente étude démographique australienne par Kebede et al. porte sur 650’000 femmes dans 18 pays africains. La figure en donne la synthèse.

 

En gros, la natalité baisse partout sauf toutefois dans un groupe de pays où elle est significativement remontée autour des années 1990 – 2000. L’étude montre que l’effet s’explique principalement par la crise de l’éducation des filles durant les années 80.

 

 

Online en Janvier 2019, Ultramicroscopy

CRYO-MICROSCOPIE ÉLECTRONIQUE, INSTRUMENT, PRIX, TENSION D’ACCÉLÉRATION Henning, les cryo-microscopistes.

La marche de la science est lourdement dirigée par les intérêts de l’économie. Exemple : Durant ces 20 dernières années, les constructeurs de microscopes électroniques pour la biologie (principalement la firme Philips, devenue FEI, maintenant Thermo Fisher Scientific) ont réussi à imposer les machines fonctionnant à 300kV alors que la norme était plutôt à 100kv précédemment. Les firmes aiment ça ; avec le voltage le prix augmente au moins proportionnellement. J’ai toujours prétendu que, malgré toute la propagande des industriels, le haut voltage est plutôt désavantageux pour la cryo-me. Je n’ai pas été écouté, mais il faut dire que je n’ai pas essayé de prouver quantitativement mes dires. Ainsi les firmes ont réussi un brillant coup commercial au coûteux détriment des utilisateurs … et des doctorants et postdocs qui n’ont pas pu être engagés en raison du coût exagéré des instruments.

Le présent article place enfin la question sur la base des évidences expérimentales. Il montre quantitativement que, pour l’observation de complexes moléculaires par cryo-me, on obtient plus d’information significative à 100kV qu’à 300.

Reste à l’industrie à construire l’instrument de 100kV haut de gamme qui coûterait peut-être 2 millions au lieu des 6 millions qu’il faut compter pour les meilleures machines actuelles.

Pourquoi a-t-il fallu si longtemps ? A-t-il fallu un PN (R. Henderson est co-lauréat) pour que la voie de la raison devienne dominante face aux pressions de l’industrie ?

Peet, M. J., Henderson, R., & Russo, C. J. (2019). The energy dependence of contrast and damage in electron cryomicroscopy of biological molecules. Ultramicroscopy. doi:10.1016/j.ultramic.2019.02.007

 

21.02.19. Nature 566, 7744

– 301 WEB, CENSURE, CHINE.

La censure sur le web en Chine.

WeChatscope est un site de l’Université de Hong Kong qui analyse la censure sur le WEB chinois. Pour ce faire, ils déterminent les domaines où les pages qui disparaissent sans raison apparente. Selon un rapport de la semaine passée, c’est l’affaire des deux bébés nés d’embryons génétiquement modifiés à l’Université de Shenzhen qui est le sujet le plus chaud du moment.

D’autres cas cités sont l’affaire d’un médecin qui critique la médecine chinoise traditionnelle et des allégations de harcèlement sexuel contre un prof. de l’Université de Beijing.

La Chine nous inquiète. C’est là qu’il y a le plus de caméras de surveillance dans l’espace public et c’est le pays qui est en passe de devenir champion de l’intelligence artificielle (AI).

 

-330 – 2, 378 – 82 SCIENCE, TECHNOLOGIE, PUBLICATIONS, PRODUCTIVITÉ     Gilles

Les grandes équipes développent et les petites inventent.

C’est bien connu, les indicateurs classiques en témoignent, les grandes équipes sont mieux citées que les petites. Les auteurs de ce présent article développent un autre indicateur qui mesure ce qu’ils appellent la « disruptivité ». Si, dans un article les références aux travaux précédents du même domaine sont abondantes, on dira que l’article n’est guère disruptif. Il l’est s’il n’y a pas grand-chose à citer des travaux précédents. Évidemment, il faut ensuite tester que l’indicateur fait à peu près sens ; apparemment, les auteurs y ont veillé.

La figure résume les résultats détaillés dans l’article. Elle parle pour elle-même.

Au passage, les auteurs remarquent que si l’on dit beaucoup de mal (avec de bonnes raisons) des indicateurs biométriques actuels, c’est d’abord parce que l’on n’a pas l’imagination d’inventer une panoplie plus riche ; la disruptivité pourrait en faire partie. C’est vrai, et personnellement, j’aimerais bien voir un indicateur d’ « interdisciplinarité ».

Wu, L., Wang, D., & Evans, J. A. (2019). Large teams develop and small teams disrupt science and technology. Nature, 566(7744), 378-382. doi:10.1038/s41586-019-0941-9

 

-373 – 377. MÉTÉOROLOGIE, PLUIE INTENSE, CORRÉLATION, CHANGEMENT CLIMATIQUE

La corrélation spatiale entre pluies intenses proches et lointaines obéit à des lois d’échelles différentes. Jean-Claude Keller

On revient à l’histoire du papillon de Lorenz qui, d’un battement d’ailes, fait que, deux semaines plus tard, il y aura ici une terrible tempête ou rien du tout. Bref, l’idée est que la météorologie obéit à des lois temporelles imprédictibles à long terme. On apprend petit à petit que ce n’est pas toujours le cas. Il existe des conditions qui déterminent l’évolution du temps à long terme, El Niño, par exemple.

Ici, on se pose la même question pour la corrélation spatiale. Ce que l’on observe ici peut-il nous dire quelque chose sur ce qui est en train de se passer ailleurs ? Bien sûr que oui, à courte distance ; s’il pleut chez moi, il y a de bonnes chances qu’il pleuve chez mon voisin. Mais qu’en est-il à grande distance ? Pour ce genre de question, on utilise la fonction de corrélation de paires PCF(d) qui nous indique combien la situation en A influence la situation en  B situé à la distance d de A.

Dans cet article, les auteurs considèrent les évènements de pluie intense que les données satellitaires permettent d’analyser sur l’ensemble du globe.

Le résultat est étonnant. Au delta de 100km et jusqu’à 2500, la fonction de corrélation obéit à une loi d’échelle remarquablement régulière. Et puis tout à coup, la loi est remplacée par une autre, tout aussi régulière, mais avec une relation inverse à la distance. Elle continue d’être valable jusqu’aux limites du possible (20’000 km).

Quand une loi d’échelle est régulière, cela signifie généralement qu’une même loi physique régit l’ensemble du domaine. Si elle change soudain, on peut être sûr qu’une autre loi régit le nouveau domaine. Des résultats présentés ici, on en déduit donc qu’il existe deux régimes très différents qui régissent l’organisation de l’atmosphère. On le savait déjà un peu, mais la clarté de la transition étonne.

Je me réjouis d’en apprendre plus sur les lois qui induisent cette corrélation à longue distance. C’est peut-être elle qui produit les cycles de vague de froid et de chaud qui ont marqué les hivers de l’hémisphère Nord ces dernières années.
Mann, M. E. (2019). The Weather amplifier. Scientific American, 320(3), 36 – 43.

Boers, N., Goswami, B., Rheinwalt, A., Bookhagen, B., Hoskins, B., & Kurths, J. (2019). Complex networks reveal global pattern of extreme-rainfall teleconnections. Nature, 566(7744), 373-377. doi:10.1038/s41586-018-0872-x

 

28.02.19. Nature 566, 7745

– 433-4 OGM, ANIMAUX, BUSINESS. Ceux qui sont sensible aux OGM.

Dur, dur de commercialiser des animaux génétiquement modifiés. Depuis 20 ans le fabricant du saumon transgénique, qui se développe trois fois plus vite et devient deux fois plus grand, se bat avec l’administration US. Finalement, son produit a été approuvé. Deux mois plus tard, le Congrès bloque tout en exigeant que la FDA (Federal drug administration) fixe les règles à suivre pour déclarer la nourriture génétiquement modifiée. Zut ! Il y a pourtant un nouvel espoir avec CRISPR/Cas9 parce que là, on ne fait pas de la « manipulation génétique », on « édite ». Mais, zut encore, la loi en préparation veut que l’édition soit considérée comme un médicament, ressort de la FDA. Alors, tous ces gens – ils sont nombreux et ils ont beaucoup de produits en attente ou en préparation – en ont marre d’être frustrés de leurs beaux projets, ils partent à l’étranger. Le Brésil fait moins d’histoire, comme aussi quelquefois l’Argentine, l’Australie et même le Canada. L’expérience encore limitée montre toutefois que la commercialisation locale dans une niche du commerce global se heurte à des difficultés insoupçonnées. Un aspect progresse toutefois : le chaos du système.

 

Editorial dans Le Temps de jeudi 4 mars : Gaudenz

Génétique: haro sur les ciseaux 

ÉDITORIAL. En appelant à un moratoire sur l’utilisation des outils d’édition du génome sur les gamètes et les embryons, les scientifiques américains et européens font preuve de sagesse et de pragmatisme, au moment où cette technologie semblait échapper à tout contrôle

L’OMS pourrait se retrouver en utile position.

 

447 – 9, 475 – 9, 485. MATÉRIAUX TOPOLOGIQUES, PHASES TOPOLOGIQUES

Les matériaux topologiques arrivent, mais il faut garder les pieds sur terre.

Deux gros articles pour essayer de cataloguer ce que pourraient être ces nouveaux matériaux, un troisième pour savoir comment les identifier et, pour commencer, une introduction mettant en garde contre l’imagination débridée dans laquelle certains se perdent.

Pour faire une structure, il faut attacher convenablement ses constituants, typiquement, ses atomes. Ce sont des histoires de liaisons et d’énergie. Prenons maintenant deux boucles caténées (enlacées) d’ADN. On ne peut pas les séparer pourtant pourtant, elles ne sont pas physiquement liées quelque part; c’est la topologie qui les tient. Depuis quelque temps, dans presque chaque no. de ce journal, un article vient ajouter de nouveaux éléments au domaine des structures topologiques à une, deux ou trois dimensions. On apprend ainsi qu’il existe des phases qui ne seraient pas séparées par leur distribution d’énergie, mais seulement par leurs propriétés topologiques. Inventer de nouveaux matériaux, qui seraient basés sur ce principe est un rêve que caressent de nombreux physiciens. Malheureusement, moi, je n’y comprends rien. C’est frustrant parce que j’en distingue assez pour me convaincre que l’on y trouvera de grandes choses. Par exemple, on pourrait comprendre comment notre mystérieuse eau vitreuse n’est pas simplement de l’eau normale immobilisée.

Note 1. Il semble que le domaine soit une spécialité chinoise.

Note 2. Qui, de mes jeunes amis physiciens, va m’expliquer ce que sont les matériaux topologiques ? Merci d’avance. ont apporté

 

Zenger, A. (2019). Beware plausible predictions of fantasy materials. Nature, 566(7745), 447 – 449.

Zhang, T., Jiang, Y., Song, Z., Huang, H., He, Y., Fang, Z., . . . Fang, C. (2019). Catalogue of topological electronic materials. Nature, 566(7745), 475-479. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30814713. doi:10.1038/s41586-019-0944-6

Vergniory, M. G., Elcoro, L., Felser, C., Regnault, N., Bernevig, B. A., & Wang, Z. (2019). A complete catalogue of high-quality topological materials. Nature, 566(7745), 480-485. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30814710. doi:10.1038/s41586-019-0954-4

Tang, F., Po, H. C., Vishwanath, A., & Wan, X. (2019). Comprehensive search for topological materials using symmetry indicators. Nature, 566(7745), 486-489. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30814709. doi:10.1038/s41586-019-0937-5

 

DENISOVAN, NEANDERTHAL, HYBRIDE. Jacques H.
Complément au rapport du  23.08.18, Nature 560, 771 annonçant la découverte d’une femme d’il y a 90’000 ans dont le père était Denisovan et la mère Néandertal. On le sait, il s’agit bien de deux espèces Homo séparées quoi que quelques petits % des gènes ont été échangés. L’idée de tomber sur un individu de la 1regénération de l’échange peut sembler invraisemblable. Eh bien non, Jacques Hausser m’a éclairé.
Imaginons que quelqu’un soit allé étudier les équidés du Valais au début du siècle passé. Il aurait trouvé quelques chevaux, quelques ânes et beaucoup de mulets, descendants stériles de 1re génération d’un âne et d’une jument.
Vient alors l’hypothèse pour le cas qui nous concerne : dans la caverne des monts Altaï, Néandertal et Denisovan vivaient ensemble en faisant des tas de petits hybrides, stériles. Pas tout à fait stériles toutefois; il est arrivé que certains de ces hybrides se soient quand même reproduits. La lignée a continué, avec succès puisque quelques % des gènes Denisovan sont entrés dans le bagage néanderthalien. Ces gènes-là devaient offrir un bel avantage à leur porteur pour que, malgré leur rareté, elles se soient finalement établies.

Lectures scientifiques de Jacques en décembre 2018

Pour moi, en ce début d’année,  le grand évènement et le grand cadeau, c’est Greta Thunberg personnifiant la vague climatique qui se développe explosivement – me semble-t-il – depuis cet été.
À la COP 24 elle a dit:
Vous ne parlez que de croissance économique verte parce que vous avez trop peur d’être impopulaire. Vous ne parlez que de continuer avec cette même mauvaise idée qui nous a mis dans ce merdier alors que la seule chose sensée serait de tirer le frein de secours. Vous n’êtes même pas assez mûrs pour dire les choses comme elles sont. Même ce fardeau, vous l’abandonnez, à nous, les enfants.
La montée des enfants, voici le grand évènement et le grand espoir. Elle fera du bruit.
Les textes que je vous soumets sont moins bouleversants, mais je vous conseille en particulier les points suivants.
06.12. p. 53. Il s’agit des réflexions que nous faisons avec Markus Noll sur le fait que la concentration de CO2 ainsi que l’augmentation de température suivent des courbes exponentielles. Ceci dit beaucoup de chose sur la nature du phénomène d’échauffement climatique. Deux articles de ce numéro illustrent ces réflexions.
13.12. p. 171. Publications en libre accès. Le plan S prend du poil de la bête.
13.12. p. 172. Brexit. Vu à travers l’affaire Galiléo, tout devient clair.
…etc.

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