• Les plus veilles peintures à l'huile...

crédits: National Research Institute for Cultural Properties

N'en déplaise aux historiens de l'art, la peinture à l'huile n'aurait pas été inventée en Europe au XVe siècle, mais sur la route de la soie plusieurs siècles auparavant. C'est ce que suggèrent des analyses de peintures murales découvertes dans les grottes de Bâmiyân, en Afghanistan. Des analyses réalisées grâce au faisceau synchrotron de l'ESRF à Grenoble.

Bâmiyân, souvenez-vous, c'est là que les talibans détruisent en 2001 deux grands bouddhas en pierre datant de plus de 1500 ans. Mais ce vandalisme culturel qui a choqué le monde aura révélé une cinquantaine de grottes contenant des portions de peintures murales. Que représentent ces peintures cachées ? Élaborées sans doute par des moines de ce centre religieux et philosophiques, ou par des voyageurs de passage sur la route de la soie, les scènes montrent des bouddhas en robe rouge assis en tailleur – la position dite du lotus – une posture classique de la méditation bouddhique, ainsi que différents motifs et histoires bouddhiques.

Depuis cette découverte, les archéologues se sont interrogés sur l'origine de ces peintures et sur les techniques employées. Une étude également nécessaire afin de comprendre comment préserver les quelques fragments de peinture restants. De surcroît, bien que les peintures représentent des scènes liées au bouddhisme, on ne peut exclure l'influence d'autres régions, à l'est ou à l'ouest (par exemple, les deux grands bouddhas qui ont été détruits portaient des tuniques grecques). L'analyse chimique est bon moyen découvrir ces influences à travers la présence de constituants organiques on non organiques dont on sait qu'ils proviennent d'autres régions.
Les scientifiques ont pris 45 échantillons de peinture qu'ils ont analysé à l'aide de plusieurs techniques synchrotron : microspectroscropie infrarouge, micro fluorescence X, micro spectroscopie X en absorption, micro diffraction X. L'idée de ces techniques est d'analyser les minuscules échantillons de peinture, constitués de multiples couches très fines (jusqu’à sept couches). Seul le faisceau synchrotron est suffisamment fin pour appliquer toutes ces techniques d'analyse aux différentes couches séparément et obtenir ainsi une vision d'ensemble de ces peintures.

L'analyse a révélé une grande diversité de pigments et de liants. Les scientifiques sont même parvenus à identifier les ingrédients originaux et à les séparer de ceux qui résultent du vieillissement des peintures. Certaines couches contenaient un liant à base d'huile, comme l'ont révélé la présence d'esters (un composant chimique que l'on retrouve dans les huiles végétales), tandis que d'autres couches étaient faites de résines naturelles, de protéines, et recouvertes dans certains cas d'un vernis résineux. Le matériau à base de protéine peut indiquer l'utilisation de gélatine ou d'oeufs. Parmi les pigments, les scientifiques ont trouvé une grande utilisation de blanc au plomb (céruse). Ce pigment au plomb était souvent utilisé depuis l'Antiquité non seulement dans la peinture, mais aussi dans les cosmétiques et comme maquillant (une utilisation qui a provoqué de nombreux cas de saturnisme).

Certaines peintures qui datent du VIIe siècle pourraient ainsi être les premières peintures à l'huile ayant jamais été peintes. Mais ce résultat est à tempérer, car peu d'œuvres picturales d'Asie centrale ont été analysées à ce jour.

Sur les peintures de Bâmiyân, beaucoup de questions restent posées : pourquoi ce choix d'ingrédient ? Par exemple l'utilisation de plusieurs blancs au plomb différents résultait t-il d'un choix volontaire en vue d'avoir des blancs de qualité différente ou bien était ce le même blanc au plomb dont l'un aurait subi une altération? Si les résultats obtenus témoignent de la complexité mise en œuvre pour ces peintures – des concentrations différentes des composants ont été identifiés dans les différentes couches –, des études plus poussées permettront sans doute de répondre aux interrogations des historiens de l’art.
Philippe Pajot
Marine Cotte, J. Anal. At. Spectrom., 2008, 23,
DOI: 10.1039/b801358f


• Ebola : où en est-on?

Le quatrième colloque international sur les virus Ebola et Marbourg s’est tenu récemment à Libreville, au Gabon. Panorama non exhaustif des derniers progrès en matière de lutte contre ces « tueurs ».

Le 28 mars dernier, la ministre gabonaise de la Santé publique a clôturé le colloque organisé par le Centre international de recherches médicales de Franceville (CIRMF), au Gabon. Elle a salué la tenue d’un tel événement sur le sol africain : c’était en effet une première. Elle a également souligné l’importance des résultats exposés par près de 200 spécialistes venus du monde entier.

Le virus Ebola, découvert en 1976 dans l’ex-Zaïre, a depuis resurgi au gré d’épidémies au cours desquelles de 20 à 80 pour cent des malades meurent à la suite d’hémorragies et d’intenses fièvres. On dénombre aujourd’hui plus de 1 500 décès dus à ce virus. La contamination se fait par contacts avec une personne ou un animal contaminé. Lors de la dernière épidémie, en Ouganda, en janvier 2008, l’analyse d’échantillons a montré que l’espèce de virus incriminée était nouvelle, s’ajoutant à la liste des trois déjà connues en Afrique : celles du Soudan, de la Côte d’Ivoire et du Zaïre. Cette phylogénie est enrichie par la recombinaison, c’est-à-dire l’échange de gènes entre virus, qui favorise l’apparition de nouvelles lignées, notamment au sein de l’espèce du Zaïre. Ce processus n’était pas soupçonné pour le virus Ebola.
Ce virus infecte l’homme et l’on suspectait, d’une part, les chauves-souris frugivores d’en être le réservoir et, d’autre part, certains primates (chimpanzés, gorilles…) d’en être les vecteurs. Ces deux hypothèses ont été confirmées.

Sur les fronts immunitaire et physiopathologique, on en sait également plus sur les étapes de l’infection. Par exemple, on a élucidé la structure de la glycoprotéine qui, à la surface du virus, participe au processus de fusion de l’agent infectieux avec la cellule hôte. Et l’on sait désormais où se fixent, sur cette glycoprotéine, les anticorps d’un individu qui résiste naturellement à l’infection. On a aussi découvert les mécanismes par lesquels le virus sort de sa latence (il reste silencieux dans les cellules des animaux réservoirs) et recouvre sa virulence chez l’individu infecté. L’interféron gamma, une molécule qui n’a pas tenu ses promesses contre d’autres infections virales, serait efficace contre Ebola. Certaines molécules semblent inhiber le cycle viral et, par conséquent, la multiplication du virus. Enfin, en vaccinologie, plusieurs candidats fondés sur des stratégies diverses (ARN recombinant, vecteurs viraux, par exemple) ont prouvé leur efficacité chez les primates non humains.
Des anthropologues également présents lors de ce colloque ont mis en évidence l’importance des moeurs des populations touchées, telles les techniques de chasse, dans la propagation de l’épidémie. L’accent a été mis sur l’information de ces populations et sur l’intérêt de certaines pratiques funéraires, notamment, qui, bien que contraires aux traditions, aident à limiter l’épidémie. Ces résultats illustrent une recherche active et portent diverses promesses de traitements et de vaccins.
Loïc Mangin

• En bref

• La paroi du bacille de Koch mise à nue

Le bacille de Koch est une mycobactérie responsable de la tuberculose. Il est de plus en plus résistant aux antibiotiques, de sorte que la maladie n’est pas toujours curable. Il est entouré d’une paroi qui résiste à la déshydratation et aux attaques de médicaments, mais dont la structure n’était pas bien connue. L’équipe de Harald Engelhardt, de l’Institut Max Planck de biochimie, à Martinsried, en Allemagne, l’a élucidée.

On pensait qu’au-delà de la membrane plasmique de la bactérie (une bicouche de lipides) se trouvait une paroi formée de quatre couches: deux couches de polymères et une couche d’acides mycoliques (des lipides de plus de 90 atomes de carbone) imbriquée de façon asymétrique avec une monocouche externe de lipides et de grosses protéines. Les chercheurs allemands ont examiné cette couche externe de plus près par tomographie cryoélectronique, en congelant la bactérie et en la photographiant sous de multiples angles par microscopie électronique. La couche externe est en fait une bicouche symétrique de lipides. Outre les acides mycoliques, la bactérie est donc protégée par deux bicouches. La connaissance de cette structure devrait faciliter la mise au point de médicaments plus efficaces contre le bacille.
Bénédicte Salthun-Lassalle
PNAS, vol. 105, pp. 3963-3967, 2008


• Ambre

La résine fossilisée est parfois limpide, mais les sites d’ambre, en particulier ceux du Crétacé, livrent surtout de l’ambre opaque. Avec ses collègues, Malvina Lak, de l’Université de Rennes, a utiliséle rayonnement synchrotron de l’ESRF, à Grenoble, pour révéler des inclusions invisibles. Ont ainsi été explorés 640 échantillons d’ambre opaque par microradiographie à contraste de phase. Cette méthode, qui joue sur les interférences afin de mieux révéler les structures, a livré 356 guêpes, mouches, fourmis, araignées ou acariens piégés, dont la moitié des espèces sont inconnues. Certains ont ensuite été visualisés en trois dimensions par microtomographie à contraste de phase. Une avancée qui promet d’augmenter le registre fossile!
François Savatier
Microscopy and Microanalysis, vol. 14 (3), à paraître, juin 2008


• Complot au sommet de la fourmilière

Le monde des fourmis ne serait que stabilité : la hiérarchie est respectée et chacun reste à sa place. Du moins le croyait-on. En effet, William Hughes, de l’Université de Copenhague, et ses collègues ont montré que, dans des colonies de fourmis champignonnistes, certains mâles pervertissent le système : leurs descendants deviennent des reines plus souvent que des ouvrières.

La théorie qui prévaut stipule que le statut de reine n’est pas inné chez les fourmis : certaines larves sont nourries de façon à ce qu’elles se développent en souveraines, les autres devenant des ouvrières stériles. Dans cette hypothèse, chaque larve a la même probabilité de devenir une reine.
Cependant, en analysant l’ADN des individus dans cinq colonies, les entomologistes de Copenhague ont remarqué que certains mâles donnent plus souvent naissance à des reines que d’autres. Comment expliquer cette différence ?

Ces fourmis mâles « tricheuses » seraient dotées de gènes « royaux », c’est-à-dire des gènes avantageux grâce auxquels elles peuvent forcer le destin, au détriment de leurs congénères altruistes. Ces gènes pourraient, par exemple, favoriser une grande taille ou bien activer plus facilement le programme génétique correspondant au développement d’une reine.

Les génotypes royaux sont rares dans chaque colonie. Cette rareté confirme la théorie selon laquelle les tricheurs n’ont pas intérêt à être trop nombreux, afin d’éviter leur éviction par les individus altruistes. L’égalitarisme, même chez les fourmis, semble utopique!
L. M.
PNAS, vol. 105, n° 13, pp. 5150-5153, 2008


• Les ânes du pharaon

Les ânes sont-ils à l’origine des premiers royaumes égyptiens? Dix ânes retrouvés dans une tombe d’un monarque de la première dynastie révèlent, d’une part, l’importance accordée par la famille royale à ces animaux et, d’autre part, la lenteur de leur domestication.

On pensait qu’Equus asinus, l’âne domestique, avait été obtenu par un processus de sélection rapide à partir d’Equus africanus, l’âne sauvage d’Afrique, il y a quelque 6 000 ans. Les dix squelettes d’âne datant de quelque 5 000 ans retrouvés et étudiés par Fiona Marshall, de l’Université Washington à Saint Louis (États-Unis), et des collègues américains et européens suggèrent au contraire une domestication lente. D’un point de vue anatomique, les individus retrouvés à Abydos, en Égypte, semblent proches de l’âne de Nubie, la sous-espèce d’âne sauvage d’Afrique vivant en Égypte. Pour autant, les ânes enterrés à Abydos furent clairement des animaux de bât : tous leurs os longs présentent une abrasion des jointures et des cartilages, voire des excroissances osseuses ; toutes les colonnes vertébrales exhibent un remodelage et une compression de l’épine dorsale, qui indiquent que les animaux portaient de fortes charges. Il pourrait donc autant s’agir d’animaux sauvages capturés et dressés que de descendants des premiers ânes de Nubie domestiqués 1 000 ans auparavant.

Ces ânes ont été retrouvés dans l’une des tombes secondaires du complexe mortuaire de l’un des fondateurs de la première dynastie pharaonique (sans doute Narmer ou Aha). Les autres tombes secondaires sont celles de proches du roi ; l’une contient les restes d’un lion, symbole de royauté. Ce contexte montre qu’au début de la première dynastie, les ânes jouissaient encore d’un si grand statut qu’un monarque en emportait dix dans l’au-delà pour exprimer son rang! La puissance de l’État créé par la famille pharaonique, qui unifia les agriculteurs et les éleveurs nomades vivant le long du Nil, provenait sans doute en partie de ces animaux. Comme les camions dans l’économie industrielle du XXe siècle, ces bêtes de somme assuraient des transports au long cours, nécessaires dans l’économie céréalière sur laquelle se fondait l’État royal.
F. S.
PNAS, vol. 105, pp 3715-3720, 2008


• Tempête sur une bulle

Les ouragans et autres cyclones sont des phénomènes qu’il est difficile d’étudier, de par leur ampleur et leur caractère erratique. Pourtant, l’équipe de Hamid Kellay, du Centre de physique moléculaire optique et hertzienne, à l’Université de Bordeaux, a montré que le déplacement de ces perturbations météorologiques était analogue à celui d’un tourbillon à la surface... d’une bulle de savon. Les physiciens étudiaient la convection à la surface d’une demi-bulle de savon posée sur une sorte d’assiette chauffée dans une pièce froide. Le liquide chaud monte de l’« équateur» vers le « pôle », tandis que le liquide froid suit un parcours inverse. De temps en temps, un gros tourbillon apparaît et se déplace de façon partiellement aléatoire. Est-ce un mouvement brownien ? Non : l’analyse statistique de la composante aléatoire de la trajectoire montre qu’il s’agit plutôt d’une « superdiffusion », une circulation caractérisée par de grands écarts imprévisibles (on parle de vols de Lévy). Le même type d’analyse menée sur la trajectoire de cyclones a révélé qu’ils suivaient le même type de loi. Les météorologues devront tenir compte de ces vols de Lévy dans leurs prévisions des trajectoires cycloniques.
L. M.
Physical Review Letters, vol. 100, p. 144501, 2008

• En très bref

Bactéries rigolotes
Le gaz hilarant (N2O) est un gaz à effet de serre 300 fois plus efficace que le dioxyde de carbone. Pourtant, on en sait peu sur les mécanismes de sa fabrication, notamment par les bactéries du sol en l’absence d’oxygène. David Richardson a mis en évidence un nouveau processus métabolique bactérien qui produit du N2O. Les climatologues vont-il devoir se mettre à la microbiologie ?

Armes de crocodile
Mark Merchant avait montré que le système immunitaire des alligators est particulièrement performant contre les champignons, les bactéries et les virus, même sans exposition préalable. Aujourd’hui, il a isolé des protéines antibiotiques (des alligacines) des globules blancs reptiliens et mis en évidence, in vivo, leur efficacité contre des micro-organismes pathogènes (staphylocoque doré, Candida albicans, etc.).
Plus sur Mark Merchant

Trou noir et bras spiraux
Plus le trou noir qu’une galaxie spirale abrite en son centre est massif, plus l’angle que forment ses bras avec son coeur est petit. Cette relation, mise en évidence sur un échantillon de 37 galaxies spirales par Marc Seigar, de l’Université de l’Arkansas, trahit le fait que la forme des bras spiraux dépend de la distribution de masse dans la galaxie. Elle permettra de caractériser des trous noirs dans les galaxies lointaines.


Paradoxal calmar
Le calmar capture ses proies avec un bec corné dur. Cependant, cet organe est inséré dans des tissus mous : pourquoi ne sont-ils pas endommagés lorsque l’animal se nourrit ? Ali Miserez a montré que la rigidité du matériau augmente de la base à l’extrémité du bec. Ce gradient mécanique est fondé sur une répartition hétérogènede plusieurs constituants, telles la chitine, des protéines riches en histidines et l’eau.

Premiers humains d’Amérique
Le peuplement du continent américain par l’homme est sujet à controverse. La première culture dont l’existence est solidement établie en Amérique du Nord, la culture Clovis, date d’environ 13 000 ans. On connaît plusieurs sites apparemment plus anciens, mais aucun reste humain n’y avait jusqu’ici été retrouvé. C’est désormais chose faite. Des excréments humains fossiles découverts dans les grottes Paisley, dans le Sud de l’Oregon, par Dennis Jenkins, de l’Université d’Oregon, ont été datés à 14 200 ans. Cela recule de 1 200 ans la présence humaine en Amérique. L’analyse de l’ADN mitochondrial récupéré dans ces coprolites indique une proximité génétique avec les populations de Sibérie et d’Asie de l’Est, ce qui renforce l’hypothèse d’un peuplement via le détroit de Béring.

Cellules souches dans la moelle
En France, 40 000 personnes souffrent de lésions de la moelle épinière, entraînant des paralysies plus ou moins graves. L’intégrité de la moelle est indispensable au bon fonctionnement des neurones moteurs et sensitifs. Aucun traitement n’existe, mais l’espoir n’est pas exclu : des chercheurs de l’Unité INSERM 583 (Montpellier) viennent de trouver des cellules souches dans la moelle épinière d’adultes. Ces cellules peuvent se différencier en n’importe quelles cellules nerveuses. Pourront-elles un jour réparer une lésion de la moelle épinière ?
Unité INSERM 583


Page réalisée par Philippe Pajot avec notre partenaire le magazine Pour La Science.