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

1 réflexion sur « Lectures scientifiques de Jacques en avril 2020 »

  1. Complémentant mon commentaire de 2 avril, Johannes Bronkhorst apporte le commentaire suivant.
    Tu y fais référence au livre de Pinker: The better angels of our nature: Why violence has declined.

    Tout récemment je suis tombé sur un article de Nassim Nicholas Taleb et quelqu’un d’autre (« The decline of violent conflicts: What do the data really say? »). Taleb s’est fait une réputation en mettant à jour les abus de la statistique. Cette fois il cherche à montrer que livre de Pinker tombe dans cette catégorie. Je n’ai pas moi-même compris son article; peut-être toi, ou quelqu’un dans ton entourage, pourra le comprendre.

    Si Taleb a raison, ce serait quand même dommage. Une autre lueur d’espoir perdue.

    The Decline of Violent Conflicts: What Do the ril Really Say?
    The Nobel Foundation, Causes of Peace, Forthcoming
    NYU Tandon Research Paper No. 2876315
    26 Pages
    Posted: 30 Nov 2016

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