Archives de catégorie : Science – actualité

L’actualité scientifique de Jacques en juin (très peu) et en juillet 2019

Bonjour,
Le 20 octobre auront lieu les élections au parlement fédéral. C’est la chance à ne pas louper d’avoir un gouvernement à la hauteur du défi climatique auquel on n’échappera pas.
Remplissez la chartre et préparez-vous à aller voter.

 

Le soleil est la voie royale pour l’énergie durable et abondante. Le sujet m’intéresse et je ne manque pas les occasions d’y voir encore plus clair.
Si vous voulez venir avec moi, vous trouverez ici plusieurs articles propres à élargir ses connaissances sur les progrès techniques en cours. (Nature du 20.6; 04.07). Ils s’adressent plutôt à ceux qui disposent d’un certain bagage en physique.
Dans le no. du 11.7,
– suivez les développements légaux autour de la responsabilité de l’État dans les évènements climatiques extrêmes.
– et suivez aussi la saga des thérapies contre le vieillissement – ce n’est qu’un début.
Le no. du 25 juillet apporte un coup de vieux de 160’000 ans à nos ancêtres sapiens européens.
Vous trouverez enfin une discussion du livre: Reich, D. (2018).Who we are and how we got here. Ancient DNA and the new science of the human past.(V. Books Ed.).
Parmi les résultats qu’apporte en avalanche la génétique des populations, je ne relève que le cas de la société indienne. Il ne devrait pas prendre au dépourvu ceux qui ont lu Bronkhorst.

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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 mars 2019.

Ce n’était pas le mois qui m’a apporté les plus riches stimulations mais vous y trouverez quand même une moisson intéressante. (Celle d’avril est déjà prometteuse.)

Notez en particulier:

17.3. pp. 145. Comment la société va-t-elle utiliser les nouvelles connaissances de la génétique ? La naissance en février d’enfants probablement génétiquement modifiés est un test déjà édifiant.
pp. 151. On en est quand même un peu fier de notre CERN « national », mais faut-il vraiment passer à l’étape suivante, encore beaucoup plus cher ? On y réfléchit.
21.3. pp. 302. Un plan pour sauver les citronniers de Floride en leur déversant des quantités invraisemblables de précieux antibiotiques médicaux. À quoi pensent-ils alors que le développement des bactéries résistantes devient un problème planétaire majeur ?

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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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Les lectures de Nature de Jacques en novembre 2018

L’actualité scientifique de Jacques

en novembre 2018

Le temps calme n’est pas encore revenu. Le rapport est donc lacunaire, mais il est, et presque à l’heure.

Une raison de satisfaction: le Plan S pour le libre accès aux publications continue de faire fort.
Diverses raisons d’inconfort: l’IA (intelligence artificielle) en offre chaque mois sa dose. Par exemple quand il faudra juger le mort dont l’avatar a fait tuer l’ennemi du défunt. Les conditions se préparent.   Continuer la lecture de Les lectures de Nature de Jacques en novembre 2018

L’activité scientifique de Jacques en septembre et octobre 2018

La livraison est en retard, un peu légère et plutôt aride. J’espère que cela va s’améliorer ces prochains mois.

Je vous recommande tout de même:
– 6.sept. Les progrès vers le libre accès des publications.
– 27 sept. Petite entourloupette au chat de Schrödinger qui est vivant et mort tant qu’on ne le sait pas, mais qui nous met en boite quand un observateur conscient l’accompagne. Rigolo!
– 25 oct. Pour ceux qui veulent se donner de la peine, ne manquez pas le gros article sur comment rendre durable notre agriculture – à votre disposition sur demande.
– Hélas, j’abandonne de rapporter deux beaux articles concernant l’organisation sociale des fourmis. L’un provient de « mon » département, le DEE. Il montre comment le réseau social de la fourmilière s’adapte à la présence d’un pathogène pour minimiser le risque d’épidémie. Joli! L’autre page 574 de ce même cahier (25 octobre) fait mieux comprendre la séparation en castes – soldats ou ouvrières – alors que les individus sont génétiquement identiques. Dommage, il y de la bonne matière à penser dans ces deux articles. Continuer la lecture de L’activité scientifique de Jacques en septembre et octobre 2018

Juillet 2018, actualité scientifique de Jacques.

Ce mois – un peu en retard à cause des vacances – je note en particulier.
– 7 juillet, p. 73. Vous rappelez-vous de la différence entre le poids et la masse ? Einstein y avait mis de l’ordre en 1915. Encore une fois, il garde raison. J’aime beaucoup.  La relativité générale passe un nouveau test ; universalité de la chute des corps dans un système complexe. 
– 12 juillet p. 193. La Chine est probablement le pays du monde qui aborde le plus sérieusement la c ise environnementale. Impressionnant! Il faudra en savoir plus et de sources diverses. Le programme d’urgence nationale chinois face à la crise environnementale.
– 19 juillet p. 340, 26 juillet p. 603. Deux résultats surprenants. Le premier sur les changements récents du Gulf S ream: il s’affaiblit et pourtant se réchauffe. Le second concerne un épisode de changement rapide du niveau des océans au plus fort du dernier âge glaciaire. Wouaf, ça peut aller vite. 

05.07.18. Nature 559, 7712

Cryo-microscopie électronique.

37- 38 (commentaire), 67 -72 (article). BIOLOGIE, NEUROBIOLOGIE, RÉCEPTEUR GABAA.

Reprenant mes rapports en mai, j’avais annoncé que je laissais tomber, sous réserve de cas spéciaux, le suivi proche de la cryo-me. Il y a trop et il était devenu inutile de faire ma réclame. Voilà un cas qui illustre que le prix Nobel attribué à des personnes qui ne savent rien de chimie n’en restera pas là.

Structure du récepteur synaptique humain GABAA.

Le cerveau fonctionne par l’activation ou la répression contrôlée des synapses connectant les neurones. La petite molécule GABA (acide g-aminobutyrique) est le principal inhibiteur synaptique par son action sur son récepteur spécifique, un gros complexe protéique de la membrane synaptique dont la structure moléculaire n’avait pas pu être résolue jusqu’ici. Le récepteur GABA existe en de nombreuses variantes. L’une d’entre elles est présentée ici.

Ce récepteur à une grande importance pharmacologique, car il est le site d’action de deux groupes de médicaments – ou drogues – essentiels. a) Les opioïdes (héroïne, morphine ; no. 1 des antidouleurs et des drogues addictives). b) les benzodiazépines, no. 1 des calmants, Valium, Zolpidem, etc.

Mis à part les problèmes d’addiction liés aux opioïdes (on dit que 200’000 Américains en sont morts depuis le début du siècle et la courbe est en rapide progression) il se trouve que, en combinaison, ces deux médicaments ont une toxicité considérablement augmentée. L’oublier – où ne pas avoir l’information suffisante du patient – résulte en une erreur médicale fréquente et souvent mortelle.

La connaissance de la structure du récepteur change la donne. Maintenant, on peut voir où agissent ces molécules sur le récepteur et l’environnement chimique auquel elles sont exposées. Au tour des chimistes de trouver des molécules mieux adaptées aux besoins et aux risques.

Sigel, E. (2018). Key receptor involved in neuronal signalling visualized. Nature, 559(7712), 37-38. doi:10.1038/d41586-018-05538-7

Zhu, S., Noviello, C. M., Teng, J., Walsh, R. M., Jr., Kim, J. J., & Hibbs, R. E. (2018). Structure of a human synaptic GABAA receptor. Nature, 559(7712), 67-72. doi:10.1038/s41586-018-0255-3

 

40-41, 73 – 76. PHYSIQUE, COSMOLOGIE, RELATIVITÉ GÉNÉRALE.

La relativité générale passe un nouveau test ; universalité de la chute des corps dans un système complexe.

Petit rappel. Seul dans l’espace, un corps va tout droit sans accélérer ni ralentir. C’est le principe d’inertie. Il faut une force pour changer son mouvement : f=m.a. C’est l’équation de Newton qui définit la masse comme le rapport entre la force et l’accélération.

Autre chose, qui, en principe, n’a rien à faire avec la première, le poids est la force avec laquelle une masse attire une autre masse.

Incroyable ! Ces deux forces sont proportionnelles. Nous l’avons expérimenté l’autre jour, avec un lourd caillou et une petite branche tombant ensemble de la passerelle du pont de Satarma (Arolla) jusqu’à la rivière située 20 m plus bas. Galilée l’avait montré à la tour de Pise et l’astronaute Scott avait repris l’expérience sur la Lune, avec une plume et un marteau. D’autres l’ont vérifié plus précisément. La loi tient sur au moins 10 décimales.

À priori, ces deux forces n’ont rien à faire ensemble. Pourquoi la gravitation – on ne sait pas ce que c’est – ne connait-elle que la masse d’un objet et non la façon dont la matière est arrangée, sa couleur, sa rotation et, que sais-je ? Ah, justement, que se passe-t-il si l’objet attiré est lui-même dans un champ de gravitation ?

Le présent article pose la question dans le système suivant. Deux étoiles extraordinairement petites et denses (une naine blanche et une étoile à neutrons) se tournent autour sauvagement en 1,6 jour. Sur Terre, l’énergie gravifique ne vaut qu’un demi-milliardième de l’énergie de masse totale. Sur une  étoile à neutrons, elle peut atteindre 20% de la masse. C’est dire si le champ gravifique de chez nous n’est qu’une aimable caresse comparé à celui là-bas.

Un peu comme la terre autour du Soleil, le couple bizarre tourne gentiment en 327 jours autour d’une autre étoile. La question est alors : la loi bien connue de la rotation de la Terre autour du soleil est-elle conservée lorsque la terre est remplacée par un paquet d’énergie gravifique condensé ? La réponse qu’apportent 6 ans de mesures rapportées dans cet article est « oui », ou plutôt, la différence, s’il y en a une, est 10 fois plus petite que ce que l’on avait pu mesurer jusqu’ici.

Einstein a donc encore un peu plus raison. On se rappelle que, en 1915, par la théorie de la relativité générale – toujours confirmée jusqu’ici – il avait expliqué la nécessaire proportionnalité entre la masse et le poids, en proposant qu’il s’agisse de deux aspects du même phénomène ; le poids est l’accélération d’un objet dans l’espace courbé par la masse.

L’affaire n’est toutefois pas terminée. On ne sait toujours pas ce qu’est la gravitation et on ne sait toujours pas comment unifier la physique quantique et la cosmologie; c’est la grande frustration de la physique actuelle. Ce ne sont pas les modèles que manquent. On parle souvent des magnifiques possibilités qu’offre la théorie mathématique des cordes. Certains pensent y avoir trouvé la solution. Parmi eux, quelques-uns prévoient un effet de la gravitation sur la gravitation. Le résultat rapporté ici exclut un certain nombre de ces modèles. C’est de la bonne science expérimentale. Le modèle de la réalité se resserre.

Will, C. M. (2018). General relativity verified by a triple-star system. Nature, 559(7712), 40-41. doi:10.1038/d41586-018-05549-4

Archibald, A. M., Gusinskaia, N. V., Hessels, J. W. T., Deller, A. T., Kaplan, D. L., Lorimer, D. R., . . . Stairs, I. H. (2018). Universality of free fall from the orbital motion of a pulsar in a stellar triple system. Nature, 559(7712), 73-76. doi:10.1038/s41586-018-0265-1

 

12.07.18. Nature 559, 7713

164, 191-2, 250 -3 GENE DRIVE, SOURIS, BIOTECHNOLOGIE.

Premier essai de gene drive sur des mammifères.

Gene-drive, forçage génétique – nous en avons souvent parlé – est ce concept biotechnologique qui ferait qu’un OGM s’imposerait à tous coups dans son espèce. On a parlé de bombe écologique.Une tentative de moratoire a échoué. La recherche continue, espérons-le sous condition de sécurité sévère. Officiellement, aucun lâcher n’a encore eu lieu dans la nature.
La présente note rapporte les récents essais visant construire une souris à forçage génétique. Le besoin évoqué est la lutte contre l’invasion des petits mammifères dans les iles où l’effet sur la faune est catastrophique comme le montre un article de ce même numéro (190-1, commentaire, 250-3, article). Le résultat n’est pas ce que l’on attendait. En comparaison avec le 50% de la transmission mendélienne à chaque génération, la souris OGM dont il est question ici n’atteint que 73% de pénétrance et non 100% comme on pouvait l’ « espérer ». Il est souligné qu’avec ce faible taux de forçage, la population sauvage aura tout le temps de développer une résistance.

Pas de danger donc. On peut y aller. Est-ce le message?

Callaway, E. (2018). Controversial CRISPR ‘gene drives’ tested in mammals for the first time. Nature, 559(7713), 164. doi:10.1038/d41586-018-05665-1

Knowlton, N. (2018). How rats wreak havoc on coral reefs. Nature, 559(7713), 190-191. doi:10.1038/d41586-018-05355-y

 

193 – 204. CHINE, DÉVELOPPEMENT, BUTS DE L’ONU, DURABILITÉ, ÉCOLOGIE POLITIQUE.

Le programme d’urgence nationale chinois face à la crise environnementale.Un article exceptionnellement complet pour un projet d’une ampleur comme on n’en a peut-être jamais vu dans l’histoire.
Les prémisses sont claires : 20 ans d’expérience préliminaire, un espace comme 12 fois la France, une population d’un demi-milliard, un investissement de 400 milliards et la nécessité d’adopter un tout autre rythme d’intervention face à la catastrophe écologique en cours (désertification, gestion de l’eau, dégradation des sols par l’agriculture non durable, perte de diversité biologique).

L’article affirme que les efforts de ces deux dernières décennies ont déjà apporté des résultats prometteurs. La forêt qui était tombée à 11% de la surface nationale et remontée à 22%. La charge de limon du Yangtze qui était la plus élevée des grands fleuves du monde a été réduite de 90% ( ?) par les séries de barrages construits en amont (déplacement du problème ?), etc.

Le programme reprend 16 des 17 buts du développement durable de l’ONU et analyse comment les réaliser. Les moyens matériels envisagés sont à la hauteur du programme. Les moyens de gouvernances font aussi partie du programme. Que faire, par exemple, quand l’agriculture de tout une région s’effondrer face à la désertification induite par les conditions climatiques et les méthodes de culture. Réponse : déplacer des millions de personnes  et reforester tout en assurant revenu et autonomie aux personnes déplacées. Facile à dire, et en le disant les auteurs expliquent pourquoi seule la Chine est capable de mettre sur pied un tel programme qui pourra servir de modèle aux autres pays du monde. La Chine est une dictature. Les auteurs n’utilisent pas le mot, mais ils semblent être réalistes quant aux forces et aux faiblesses gouvernance chinoises. Et nous, qu’en  disons-nous ?L’UNIL et le canton de Vaud ont mis sur pied le programme « Volteface » parce que, face à la catastrophe climatique qui nous pend au nez, il faut faire volteface, plutôt que de continuer tranquillement comme si de rien n’était. Bravo Volteface, mais ce ne sont encore que des mots. Pour ce qui est de l’action, nous en sommes encore aux balbutiements. La Chine est-elle capable de réaliser la nécessaire  volteface ? J’ai bon espoir, mais quels seront les dégâts collatéraux. Il y a de quoi s’inquiéter. 

Bryan, B. A., Gao, L., Ye, Y., Sun, X., Connor, J. D., Crossman, N. D., . . . Hou, X. (2018). China’s response to a national land-system sustainability emergency. Nature, 559(7713), 193-204. doi:10.1038/s41586-018-0280-2

 

 

19.07.18. Nature 559, 7714

307 (Actualité) COMBUSTIBLES FOSSILES, ÉCONOMIE, IRELANDE.

La chambre basse irlandaise a décidé de désinvestir les quelque 9 milliards de placements de l’État dans les énergies fossiles. Le Premier ministre est favorable. La chambre haute va probablement suivre.

 

321-4 (Commentaire). ÉCONOMIE, MARCHÉ, TAXE, CARBONE, CO2

Mehling et al. Vaincre d’un coup le protectionnisme et les émissions de CO2.

Trump a relancé la guerre du protectionnisme « Je taxe les biens que j’achète ailleurs pour protéger ceux produits ici ». Cette politique est néfaste au grand marché mondial. Est-elle néfaste dans la vision d’une écologie durable ? Je ne le sais pas, mais je sais que l’économie actuelle est néfaste à l’économie durable.

Ici est proposé un système de taxation qui soutiendrait les efforts pour diminuer la production de CO2. Il s’agit d’abord de renforcer la bonne idée de taxer les produits sur la base de l’émission totale de  CO2 induite par la fabrication du dit-produit. Actuellement, la taxe C est beaucoup trop faible pour être vraiment dissuasive. Ensuite, il faut corriger une distorsion illustrée par la carte ci-dessous.

Les pays bleus, gris et noirs produisent à l’étranger une part croissante du CO2 de ce qu’ils vendent. Par cela, ils échappent pour une grande part à la taxe CO2. Comme on le voit, le marché mondial est ainsi fortement déséquilibré. Les auteurs proposent d’introduire la BCA (border carbon adjustment) de manière à ce que le pollueur soit le payeur, même dans une économie mondialisée. La Suisse aurait alors une grosse facture à payer et la Chine serait, peut-être, en meilleure posture pour lutter contre sa pollution nationale.

Mehling, M. A., van Asselt, H., Das, K., & Droege, S. (2018). Beat protectionism and emissions at a stroke. Nature, 559(7714), 321-324. doi:10.1038/d41586-018-05708-7

 

340 – 1 (News and Views), 387 – 91. GULF STREAM, CLIMAT, ATLANTIQUE NORD, ÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE.

L’affaiblissement du Gulf Stream( ? ils parlent d’Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC)produis un échauffement des eaux de surface des océans.(Chen & Tung).

Si le Gulf Stream s’arrête, l’Europe va geler. Tout le monde le sait. Mais ce n’est pas si simple. Actuellement, AMOC diminue d’intensité alors que la température des eaux de surface continue d’augmenter. Le phénomène est analysé ici et l’effet expliqué. Il s’agit d’un équilibre entre le courant de surface (rouge sur la figure) et le courant vertical (bleu). Dans la situation du Gulf Stream classique, le courant rouge se poursuit jusque vers les côtes de l’Europe. Un petit affaiblissement ne change pas son chemin général. Par contre, les modèles montrent que si l’affaiblissement devait être plus marqué, le courant profond viendrait à dominer et « avaler » le courant chaud vers les profondeurs. À quel moment l’inversion de régime aura-t-elle lieu ? L’incertitude est grande, mais on aimerait connaitre la réponse, ne serait-ce que pour savoir quand il faudra déménager vers la baie d’Hudson!

 

McCarthy, G. D., & Thorne, P. W. (2018). Sluggish Atlantic circulation could cause global temperatures to surge. Nature, 559(7714), 340-341. doi:10.1038/d41586-018-05712-x

Chen, X., & Tung, K. K. (2018). Global surface warming enhanced by weak Atlantic overturning circulation. Nature, 559(7714), 387-391. doi:org/10.1038/s41586-018-0320-y

 

26.07.18. Nature 559, 7715

-458 – 465. MÉDECINE, MALARIA. Course contre la montre avec la résistance aux médicaments contre la malaria.

Le pic de malaria a été atteint en 2005 avec presque un million de morts annuels dont la grande majorité en Afrique. Depuis ce nombre a diminué d’un quart, mais la suite va largement dépendre de ce qui se passe actuellement dans Sud-est asiatique (entre Myanmar et Vietnam).

Autrefois, la malaria se combattait à la chloroquine avec ses sévères effets secondaires. Aujourd’hui, on a l’excellente artémisinine dont l’action est rapide (la moitié des parasites sont tués en quelques heures). On la combine en général avec une ou deux autres substances à effet durable pour venir à bout des résistants. La stratégie de lutte consiste à identifier les personnes infectées aussi rapidement que possible afin qu’un moustique ne transmette pas l’infection à d’autres personnes. Il s’agit d’un vaste travail d’information, de détection et de traitement individuel sur le terrain, c’est à dire surtout dans les coins les plus perdus. Ainsi, une remarquable campagne d’éradication semblait être arrivée au stade final en Asie du sud-est où, avant la campagne, on comptait 7% des cas mondiaux. Le problème, dans toutes ces campagnes visant à l’éradication d’une maladie transmissible, c’est que la phase finale est le moment le critique pour le développement de souches résistantes. C’est justement ce que l’on observe actuellement en Asie du sud-est pour l’artémisinine, et aussi pour certaines des substances complémentaires.

On se trouve donc dans la situation où il faut finir l’éradication rapidement, sinon, tout l’effort sera balayé et on se retrouvera dans une situation pire qu’avant, non seulement en Asie du Sud-est, mais aussi en Afrique, car, à plus ou moins brève échéance, les résistances développées en Asie contre l’arémisinine passeront aussi en Afrique. Seulement, en finir, c’est facile à dire quand il faut intervenir dans des régions extrêmement reculées et où les équipes sanitaires sont victimes des guerres locales, en particulier au Myanmar.

Il y a sur place beaucoup de gens héroïques et compétents.

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S1 – S20. MALADIE D’ALZHEIMER, MÉDECINE.

Maladie d’Alzheimer, le point. Un dossier de vingt pages.

Malgré les efforts gigantesques, il n’y a toujours pas de traitement. Par contre on commence à mieux savoir identifier les stades précoces de la maladie. Faute de thérapie, les patients n’en tirent pas avantage ; par contre la recherche progresse.

Dans l’évolution de la maladie, le rétrécissement du cerveau, la perte de mémoire et la démence (dans l’ordre) sont des signes tardifs. Bien avant commencent la formation des plaques d’amyloïde extracellulaires, plus tard ce sont les agrégats du fragment tau dérivés des protéines microtubulaires qui détruisent les neurones de l’intérieur. L’effort principal de la recherche a visé à empêcher la formation de ces deux structures qui sont peut-être causales de la sénilité cognitive du stade avancé. Le manque de résultats positifs pousse à croire qu’il faut peut-être chercher l’origine ailleurs, mais il n’y a pas d’hypothèses alternatives fortes.

Pour le moment le seul moyen de se protéger est dans le style de vie : manger et vivre sainement et se garder mentalement actif.

 

487 – 8 (commentaire), 603 – 607 (article). CLIMAT, GLACIATION, DERNIER MAXIMUM GLACIAIRE, NIVEAU DES OCÉANS.

Épisode de rapide variation du niveau de la mer durant la dernière grande glaciation. Je peine à voir clair dans la relation entre le niveau de la mer et le volume des calottes glaciaires. Les falaises des océans autour du monde nous indiquent que la mer est quelquefois une 100-aine de mètres au-dessus du niveau actuel ; on apprend aussi que le volume de glace de l’Antarctique correspondrait à une élévation de 61m de tous les océans ; etc. Mais tout cela n’est pas simple. D’abord, on se rappelle que la glace flottante ou fondue ne change rien au niveau des océans ; c’est Archimède. Ensuite, on sait que les continents flottent sur la croute terrestre. Ils montent et descendent comme des yoyo suivant l’épaisseur de glace qui y est accumulée. Bref, il n’est pas facile de savoir ce que devient le niveau de la mer en un lieu particulier en fonction de l’état de glaciation.

Le présent article apporte quelques bonnes données. Les auteurs déterminent la variation du niveau global de la mer en Australie, très loin des glaces, en mesurant les profondeurs auxquelles vivaient et mouraient les coraux à l’époque précédant la fin de la dernière grande glaciation, c’est à dire il y a un peu plus de 20’000 ans. À cette époque la concentration en CO2 était de 100 ppm (le quart de la valeur actuelle) et la température était de 3 à 5 degrés plus basse qu’aujourd’hui.

Le résultat surprenant et que, il y a 22’000, le niveau de l’océan est descendu de 17m en 500 ans – c’est-à-dire plus de 3cm par année – avant que ne commence la montée de la grande déglaciation. En 10’000 ans le niveau des océans est ainsi monté de 130m environ à un rythme moyen d’un peu plus de 1cm/an. Le niveau de l’océan s’est ensuite stabilisé jusqu’à ce dernier siècle sous l’effet de l’échauffement climatique que l’on connaît.

Deux choses m’impressionnent dans ce résultat.

  • Il confirme ce que l’on savait déjà : un refroidissement de 3-5° a des effets bouleversants sur ce que la Terre offre à la vie. Le réchauffement de 3 – 5° qui nous pend au nez aurait des effets différents, mais, probablement, pas plus faciles à digérer.
  • Quand le climat s’emballe, le changement peut être rapide. Dans le cas étudié, le changement du niveau de la mer a été 10 fois plus rapide que ce qui s’amorce dans l’autre sens actuellement. Ça promet !

 

Whitehouse, P. (2018). Ancient ice sheet had a growth spurt. Nature, 559(7715), 487-488. doi:10.1038/d41586-018-05760-3

Yokoyama, Y., Esat, T.’ M., Thompson, W. G., Thomas, A. L., Webster, J. M., Miyairi, Y., . . . Kan, H. (2018). Rapid glaciation and a two-step sea level plunge into the Last Glacial Maximum. Nature, 559(7715), 603-607. doi:10.1038/s41586-018-0335-4

Juin 2018, actualité scientifique Jacques

07.06.18. Nature 558, 7708

41 – 9. CLIMAT, ÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE, ACCORDS DE PARIS

Un échauffement moyen limité à 1.5°C n’évitera pas de grandes variations régionales.

L’élévation moyenne de température en tant que paramètre global pour évaluer l’évolution du climat est problématique (cf. par exemple, Parcours, p. 144.). Le présent article reprend les buts de la COP 21 (+1.5°C ou +2° à la fin du siècle) pour les analyser plus en détail. Je relève quelques points de cet article enrichi par la discussion que j’ai eue hier avec Thomas Stocker de Berne, coordinateur du rapport scientifique qui a servi de base à la COP21.

On vise généralement 2100 pour évaluer l’avenir, mais 2100 n’est pas la fin. Le CO2 mis dans l’atmosphère s’équilibre rapidement avec le CO2 dans l’eau de surface (15% air/85% eau), d’où l’acidité croissante des mers. L’équilibre avec la masse totale des océans est accéléré par les grands courants circumterrestres.

Une fois le CO2 équilibré dans l’atmosphère, il y est pour très longtemps. Ainsi la température ne redescendra pas quand nous aurons fini de déverser le CO2 dans l’atmosphère. Le phénomène lent comme la montée des eaux due à la fonte des calottes glaciaire est en route pour… 10’000 ans peut-être. Le rapport du GIEC prévoit entre 30 cm et 1m à la fin du siècle. La fonte du gros des calottes glaciaires impliquera 60 – 80 m.

Revenons à l’article rapporté ici. Il essaie de préciser ce que sera l’échauffement selon le scénario (1,5° ou 2°) et selon les grandes zones climatiques. Deux nous intéresse particulièrement.

  • La région méditerranéenne ne s’échauffera pas plus que la moyenne, mais elle deviendra plus sèche.
  • Les régions arctiques et les régions de montagnes neigeuses (la Suisse) qui sont influencées par le forçage climatique dû à la diminution de la couverture neigeuse. En effet, la neige réfléchit le rayonnement solaire. En absence de neige, le soleil échauffe davantage. L’échauffement dans l’Arctique serait plutôt de 4 à 7°. Dans les Alpes il serait deux fois plus grand que dans les plaines européennes (3° au lieu de 1,5).

Seneviratne, S. I., Rogelj, J., Seferian, R., Wartenburger, R., Allen, M. R., Cain, M., . . . Warren, R. F. (2018). The many possible climates from the Paris Agreement’s aim of 1.5 degrees C warming. Natrure, 558(7708), 41-49. doi:10.1038/s41586-018évaluer l’-0181-4

 

14.06.18. Nature 558, 7709.

– 161, 199 – 241. ANTARCTIQUE, CHANGEMENT CLIMATIQUE, GOUVERNANCE

Le point sur l’Antarctique.Un éditorial et cinq gros articles sur l’état d’une masse de glace qui contient plus de 60% de l’eau douce de la Terre (y compris les nappes phréatiques) et dont l’histoire est écrite mieux que n’importe où ailleurs dans les forages qui portent actuellement sur 800’000 ans et, peut-être bientôt, sur 2 millions d’années. L’article par Brook et Buizert fait le point.

Le traité sur l’Antarctique de 1959 avait assuré une paix relative sur ce continent où il n’y avait rien à tirer – hormis la pêche – mais où tous les puissants – USA en tête – voulaient garantir leur position – on ne sait jamais. Seule la recherche est autorisée. Toute exploitation du sol est bannie jusqu’en 2048 au moins. Le traité ne fonctionne que par la bonne volonté des 53 nations signataires qui ont toutes droit de véto sur les décisions. La limite du traité est évidente , par exemple, par la façon dont les Japonais narguent l’interdiction de pêcher dans le territoire.

Pourtant la situation est en train de changer en raison de l’attrait touristique – eh oui, cela semble peu de chose, mais cela représente une nouvelle façon de voir le continent – et parce que le continent est en train de se dégager sous l’effet de l’échauffement climatique. Dans les siècles et millénaires avenir, il sera le principal contributeur à l’élévation du niveau des océans que l’on peut prévoir entre quelques mètres, si le monde applique les mesures sévères convenues à Paris ou, près de 100m si nous laissons le climat nous échapper complètement. Dans ce cas, la Hollande n’existera évidemment plus et, de Paris, il restera une mini-ile à Montmartre. La différence entre ces deux possibilités est significative(!). L’inéluctable montée de quelques mètres est la conséquence de l’activité humaine durant le siècle passé. Continuera-t-on vers 100m ? L’article par Rintoul et al. analyse comment les actions de ces prochaines décades feront la différence.

L’Éditorial conclut à la nécessité de redéfinir la gouvernance de ce continent. Le défi est exemplaire. Il nous dira sans échappatoire comment et combien nous sommes capables de gérer le « vivre ensemble » sur la Terre.

Éditoriale. Reform the Antarctic Treaty. (2018). Nature, 558(7709), 161. doi:10.1038/d41586-018-05368-7

Brook, E. J., & Buizert, C. (2018). Antarctic and global climate history viewed from ice cores.Nature, 558(7709), 200-208. doi:10.1038/s41586-018-0172-5

Rintoul, S. R., Chown, S. L., DeConto, R. M., England, M. H., Fricker, H. A., Masson-Delmotte, V., . . . Xavier, J. C. (2018). Choosing the future of Antarctica. Nature, 558(7709), 233-241. doi:10.1038/s41586-018-0173-4

 

J’ai pourtant mieux ! Thomas Stocker de l’UniBerne est notre monsieur Glace polaire suisse. Il est aussi coauteur du rapport IPCC qui a servi de base scientifique à la COP 21 de Paris. C’est dire si la source est bonne. Il vient de publier (malheureusement en allemand) dans un volume improbable (Die Gebäudeversicherung Bern im Wandel der Zeit) la meilleure synthèse que je connaisse sur le problème climatique. Tout y est. Surtout, il analyse la catastrophe qui est en train de se développer et comment elle pourrait être maitrisée. Je ne relève ici que deux points.

  • La COP21, se sachant trop optimiste avec les mesures qu’elle avait mises en place pour réaliser les buts des 1.5 ou 2°C, faisait grand cas de la capture du carbone. Elle y voyait une solution miracle à la faiblesse des nations. L’argument de Stocker est sans appel. Il faut oublier la géoingénierie sous quelque forme que ce soit.

L’autre me rend joyeux.

  • L’humanité a vécu récemment 3 révolutions industrielles, le moteur thermique, la mobilité automobile, l’informatique. Les trois se sont initiées en des temps étonnamment courts comme l’illustre la fig. 13 reproduite ici: à New York, en 13 ans, la voiture automobile a balayé les véhicules à chevaux.

 

  • Nous sommes à la veille de la 4erévolution industrielle, celle de la décarbonation et de la durabilité. Chez nous aussi, dans 13 ans, les voitures individuelles et leurs moteurs thermiques pourraient être caducs, comme aussi la surexploitation des ressources.
    En quelques pages, Stocker rend cette possibilité crédible et, même, presque naturelle.

Stocker, T. F. (2018). Der Klimawandel. Berner Forschung, globale Politik, lokale Herausforderungen. In Haupt (Ed.), Die Gebäudeversicherung Bern im Wandel der Zeit(pp. 121 – 139). Bern.

Copie attachée à ce courriel.

 

21.06.18. Nature 558, 7710

374 – 5, 445 – 8. SCIENCE, BIOLOGIE, CELLULES SOUCHES.

Taux anormalement bas de mutations dans les cellules souches.

Comparant les mutations aux extrémités du grand chêne de Dorigny, notre ami Philippe Reymond, et al. avait montré que le taux de mutation des cellules souches est étonnamment bas ; plus importantes que les autres cellules, un mécanisme mystérieux les préserve. Intéressant !

Schmid-Siegert, E., Sarkar, N., Iseli, C., Calderon, S., Gouhier-Darimont, C., Chrast, J., . . . Reymond, P. (2017). Low number of fixed somatic mutations in a long-lived oak tree. Nature Plants, 3, 926–929.

 

Le présent article et son explication dans News and Views présente le même effet chez le poisson-zèbre et en élucide la cause – au moins une cause -: une ombrelle de mélanocytes protège les cellules souches haematopoïetiques HSPC de l’irradiation solaire. La figure en illustre le principe. Joli !

Beerman, I. (2018). Stem cells hide from the sun. Nature, 558(7710), 374 – 375.

Kapp, F. G., Perlin, J. R., Hagedorn, E. J., Gansner, J. M., Schwarz, D. E., O’Connell, L. A., . . . Zon, L. I. (2018). Protection from UV light is an evolutionarily conserved feature of the haematopoietic niche. Nature, 558(7710), 445-448. doi:10.1038/s41586-018-0213-0

 

379 – 80, 420 – 423. SCIENCE, PHYSIQUE, ÉCOULEMENT DE FLUIDE SANS FROTTEMENT.

Le gaz s’écoule sans frottement dans un tube dont la surface est atomiquement plate.

L’angle d’incidence et de réflexion des photons sur un miroir sont les mêmes. On dit que l’interaction est spéculaire. Ainsi, ils peuvent courir sans limites dans une fibre optique. Dans du lait, les photons ne se perdent pas non plus, mais ils perdent leur direction. C’est la réflexion diffuse. C’est aussi ce qui se passe généralement quand une molécule de gaz heurte une surface. Les irrégularités de la surface renvoient la molécule dans n’importe quelle direction. Conséquemment, s’il y a du vent sur la surface, la composante directionnelle se perd après chaque choc. Bref, les irrégularités du sol freinent le vent. C’est la raison pour laquelle l’écoulement d’un gaz est freiné dans un tuyau. Ce ne serait pas le cas si la surface était parfaitement plate et si l’interaction était spéculaire.

Le présent travail réalise cette situation en construisant des canaux dont la surface est atomiquement plate et sans défaut. Dans un tel système, la petite pression induisant le courant de gaz (à basse pression pour ces expériences) reste constante, quelle que soit la longueur du canal. Il y a conduction sans perte.

… Pas toujours. Les auteurs étudient différentes surfaces et différents gaz. Par exemple, sur telle surface, l’hydrogène H2 passe sans résistance, mais le deutérium D2 ne passe pas alors que, les deux molécules sont chimiquement presque identiques ; non, D2 est plus lourd, sa longueur d’onde de Broglie est donc plus petite. Alors que H2 voit une surface lisse, D2 la voit irrégulière ; elle a l’œil plus fin.

Le sujet du glissement  sur une surface, lubrifiant et autre modifiants d’écoulement m’intéresse, car, un jour peut-être, on saura couper de l’eau vitreuse sans frottement et donc sans déformation. Ce sera la gloire de CEMOVIS (cryo electron microscopy of vitreous sections).

Commentaire: Duan, C. (2018). Frictionless when flat. Nature, 558 -9, 379 -380.

Article: Keerthi, A., Geim, A. K., Janardanan, A., Rooney, A. P., Esfandiar, A., Hu, S., . . . Radha, B. (2018). Ballistic molecular transport through two-dimensional channels. Nature, 558(7710), 420-424. doi:https://doi.org/10.1038/s41586-018-0203-2

 

28.06.18. Nature 558, 7711

  • – 9. MATH, SYSTÈMES COMPLEXES, SCIENCE DES RÉSEAUX.

Vespignani, A. Le point sur 20 ans d’une nouvelle science.

Pour se nourrir, le requin a une recette (j’aime le mot euristique.) Pendant un moment, il mange tout ce qui passe à sa portée puis, il part ailleurs jusqu’a ce qu’il trouve un bon coin où il recommence à s’en prendre aux proches voisins, etc.

Autre exemple : l’analyse de la communication par le web montre qu’il suffit de 6 clics pour connecter n’importe quel internaute avec n’importe quel autre. C’est peu.

En 1998, Watts et Trogatz publièrent un article séminal qui formalise ce type de relations. La figure illustre leur idée. On part d’un réseau où chaque point est connecté à 6 voisins (a). On voit que pour connecter deux points quelconques, il faut un nombre de sauts proportionnel à la distance. Ça peut être beaucoup. Les auteurs introduisent aussi des connexions entre points éloignés (rouge en b). Ils définissent la connectivité p comme la probabilité que deux points soient connectés.  Pour l’ensemble du réseau 0<p≤1. Lorsque p>0, il se forme typiquement une structure de patches ± séparés. En anglais on utilise l’adjectif cliquish « qui forme des cliques, sectaire ».

Depuis, la bonne idée de ces deux auteurs, le « small-world network », s’est développée en un instrument puissamment euristique (oui, j’aime le mot, mais cette fois, dans un autre sens : qui favorise la découverte.) Il éclaire le fonctionnement du web, la diffusion des idées, le développement d’une épidémie, le fonctionnement du cerveau., etc. Il met en évidence des situations de transition de phases quand, tout à coup, un petit changement induit un revirement total de la structure. Le phénomène de percolation expliqué en quelques détails dans « Parcours » en est une illustration typique.

Je rêve qu’une telle transition puisse expliquer comment il se fait que l’eau amorphe puisse exister sous deux formes dont on comprend mal la relation quoique l’une m’ait valu un prix Nobel.

Je rêve aussi que, tout à coup, chaque citoyen du monde se transforme en écolo convaincu et que Trump soit fichu dehors, tsac-tsac, terminé bâché !

En attendant, j’ai l’intention d’approfondir ma compréhension du « small world network ».

Vespignani, A. (2018). Twenty years of network science. Nature, 558(7711), 528-529. doi:10.1038/d41586-018-05444-y

Watts, D. J., & Strogatz, S. H. (1998). “The small world network

model ». Nature, 393, 440 – 442.

 

564 – 8. ASTROCHIMIE, ENCELADUS, EXOBIOLOGIE.

Le mois passé (Nature 557, 7706, 470), nous rapportions que le satellite de Jupiter Europa éjecte des geysers de particules comme le fait le satellite de Saturne Encéladus. Ici, on revient à Encéladus et aux analyses, maintenant bien plus avancées, des données de la sonde Cassini. La vision suivante en résulte.

La carapace de glace qui entoure l’océan d’eau liquide dans la profondeur du satellite a des fissures par lesquelles remontent des cheminées d’eau que l’énergie de marées maintient dans l’état liquide. Dans ces cheminées montent des bulles qui viennent crever à la surface en produisant un aérosol de microparticules semblables aux embruns du bord de mer. Il en résulte des geysers dont certains sont observables par les télescopes terrestres. La surface de la bulle est couverte de tout ce que la bulle croise comme sels ou molécules hydrophobes durant sa montée. On retrouve tout cela dans la plume du geyser.

La sonde Cassini est équipée pour analyser ces microparticules lorsqu’elle se fracasse sur une plaque métallique en émettant des cations moléculaires qui sont redirigés vers un spectromètre à mesure du temps de vol. La figure (Fig. 1) montre la quantité de matière détectée en fonction du temps de vol, c’est à dire, du poids moléculaire.

Ce qui saute aux yeux, c’est la quantité d’information d’un tel spectre et la richesse des composants. On observe par exemple, à gauche du spectre, s’additionnant à la masse de matériel non résolu, une série de pics espacés d’environ 13 Daltons que les auteurs interprètent comme une série de 7 – 15 C non saturés – juste ce qu’il faut pour produire micelles et membranes. D’autres données mettent en évidence différents composés aromatiques et leur probable connexion chimique.

Les auteurs ne parlent que de chimie organique, mais, comment éviter de penser en termes de soupe biologique ?

Postberg, F., Khawaja, N., Abel, B., Choblet, G., Glein, C. R., Gudipati, M. S., . . . Waite, J. H. (2018). Macromolecular organic compounds from the depths of Enceladus. Nature, 558(7711), 564-568. doi:10.1038/s41586-018-0246-4