• Le grand mirage

©  NASA/ESA Hubble space telescope

La découverte d'un échantillon de nouvelles lentilles gravitationnelles ouvre la voie à une étude détaillée de la répartition de la matière noire dans l'Univers.

L'Univers est un vaste mirage. Toute la matière qui le compose déforme la lumière qui passe à ses côtés, révélant une image faussée des galaxies qui se trouvent plus loin. Ce faisant, cette déformation renseigne justement sur la matière de l'Univers, ou plus précisément sur sa répartition. Le but étant d'obtenir la répartition de la matière noire, qu'on ne voit pas, mais qui se manifeste par ses effets gravitationnels, dont ces déformations. Des nouvelles études faites notamment à l'aide du télescope spatial Hubble viennent de relever un échantillon de 67 nouvelles lentilles fortes qui aideront à connaître cette répartition.

Tout cela parce que la lumière subit l'effet la gravitation... Bien que la lumière ne pèse rien, Einstein a supposé que la lumière suivait la courbure de l'espace-temps imposée par les masses de l'Univers. Une théorie confirmée par des centaines d'observations, dont celles des mirages gravitationnels.

Plus précisément, l'équipe internationale d'astronomes, menée par Jean-Paul Kneib, du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, a découvert des arcs gravitationnels et des images multiples dues à des galaxies elliptiques. Une particularité de ces lentilles est qu'elles sont "fortes", c'est-à-dire que la masse de la galaxie déformante est telle qu'on voit plusieurs fois la galaxie lointaine (images multiples ou arcs gravitationnels). Des mirages pas faciles à mettre en évidence avec des simples galaxies, car ils sont plus difficiles à détecter car moins étendus et de formes beaucoup plus variées que les lentilles gravitationnelles habituelles.

Pour réussir ce tour de force, les astronomes ont analysé une série d'image à très haute résolution qui couvrait une vaste région du ciel (presque 2 degrés carrés, soit neuf fois la surface de la Lune). Des images résultant pour la plupart du champ COSMOS, une zone observée en détail par la caméra ACS télescope Hubble, complété par des images prises par des télescopes au sol (CFHT à Hawaï, et VLT de l'ESO au Chili).

Pour parvenir à identifier ces incroyables lentilles naturelles de l'Univers, les astronomes ont sélectionné un échantillon de galaxies à partir d'un catalogue comprenant près de 2 millions de galaxies. Après quoi ils ont dû inspecter chaque image à l'œil nu – une procédure assez inhabituelle – afin de repérer d'éventuelles lentilles fortes. Puis une série de tests a permis de juger si l'image de la galaxie lointaine et la galaxie lentille étaient bien des objets différents, et non une seule galaxie avec une forme complexe. Cet échantillon constitué à l'œil nu permettra alors de calibrer des logiciels qui découvriront de nouvelles lentilles fortes dans les images d'archives de Hubble.

Cet échantillon permet d'estimer que la voûte céleste serait couverte d'demi-million de lentilles fortes. Lorsque suffisamment de ces mirages seront connus et étudiés, les astronomes espèrent bien recenser avec une grande précision toute la matière présente dans l'Univers et confronter le résultat issu de leurs observations avec les modèles cosmologiques.
Philippe Pajot
http://arxiv.org/abs/0802.2174

• Souvent femelle varie...

Les femelles de certains bruants changent leurs critères de beauté selon les conditions qui règnent lors de la saison de reproduction.

Selon la théorie de l’évolution, un animal choisit un partenaire sexuel ayant des caractéristiques telles que la progéniture dispose des meilleurs atouts pour survivre. L’apparence est un de ces atouts, qui dépend cependant des préférences de chacun. Les bruants noirs et blancs (Calamospiza melanocorys) des prairies du Colorado ne font pas exception. On pensait que la femelle de ces passereaux sélectionnait le mâle avec lequel elle aurait ses petits selon la couleur de son plumage et la taille de son bec ou de son corps. Mais ce ne serait pas le seul critère de sélection : Alexis Chaine, du CNRS à Moulis, et Bruce Lyon, de l’Université de Californie à Santa Cruz, ont montré que les femelles tiennent aussi compte de l’environnement.

Quel est le lien entre les aptitudes d’un mâle et le contexte écologique au moment de la reproduction? Les femelles de ces bruants ne pondent qu’une seule fois par an et choisissent un mâle qui s’occupera du nid, puis des petits pendant quatre semaines après l’éclosion. L’objectif des femelles est qu’éclose le plus grand nombre d’œufs et que tous les petits survivent. Elles sélectionneraient donc les mâles ayant les caractéristiques physiques les plus adaptées à l’environnement du moment.

Comment A. Chaine et B. Lyon sont-ils parvenus à cette conclusion ? Ils ont observé cinq ans durant la formation des couples de bruants selon les caractéristiques physiques des mâles, notamment la couleur du plumage, la proportion des parties noires et brunes sur le corps, la taille des tâches blanches sur les ailes, la taille du corps et du bec. Les mâles qui se reproduisent le plus ne sont pas forcément les mêmes d’une année sur l’autre ; le succès des mâles varie plutôt selon le type de parure alors en vogue chez les femelles. En outre, une même femelle change de critères de beauté chaque année.

Comment expliquer ces résultats ? Les femelles changeraient d’avis en réaction à des variations environnementales, c’est-à-dire qu’elles prendraient en considération le contexte au moment de la reproduction. On peut par exemple imaginer que les années où les sauterelles, mets préféré des bruants, sont rares, les femelles choisissent des mâles ayant un gros bec, sans doute plus doués pour attraper ces insectes et nourrir les petits ; de la même façon, les années où le nid (au sol) est un lieu de passage des souris, elles sélectionneraient un mâle ayant des taches blanches sur les ailes, parce qu’il effraierait davantage les prédateurs.

Ce sont donc les mâles ayant le plus de caractères favorables qui ont le plus de chances de se reproduire… puisque l’environnement change rapidement d’une année sur l’autre. Ce type de sélection sexuelle, par son caractère changeant, ne devrait avoir que peu de conséquences sur l’évolution des bruants, du moins à court terme.
Bénédicte Salthun-Lassalle
Science, vol. 319, pp. 459-462, 2008

• En bref

• L'Europe envahie

Établir un inventaire détaillé des animaux et végétaux exotiques qui se sont établis en Europe et fournir une base de données accessible en ligne : tel était l’objectif du projet européen DAISIE (Delivering Alien Invasive Species Inventories in Europe), entamé en 2005 et qui vient de s’achever. Y ont participé 15 institutions de différents pays, dont l’INRA, qui a coordonné les études sur les invertébrés terrestres et les champignons.

Cette vaste synthèse a comptabilisé un total d’environ 11 000 espèces introduites dans au moins un pays du continent européen. Le gros du bataillon des espèces venant d’autres continents est constitué par des plantes terrestres (4 910 espèces), des invertébrés terrestres (1 517 espèces) et des organismes marins (737 espèces). L’invasion, essentiellement originaire d’Asie et véhiculée par les importations de marchandises, s’est accélérée : le flux moyen d’invertébrés terrestres, insectes pour la plupart, était ainsi de 10 espèces par an entre 1950 et 1975, taux qui est passé à 19 entre 2000 et 2007. Et, souligne Alain Roques, de l’INRA, alors que 69 pour cent des plantes ou des mammifères ont été introduits volontairement, moins de dix pour cent des espèces exotiques d’invertébrés sont dans ce cas (importés pour la lutte biologique ou pour des élevages de loisir).
Maurice Mashaal
http://www.europe-aliens.org

• Diabète : thérapie par des cellules souches ?

Le diabète a une cause : les cellules dites bêta du pancréas meurent ou ne sécrètent pas suffisamment d’insuline, l’hormone de régulation de la concentration sanguine en sucre. Or les traitements tels que l’injection d’insuline ne sont pas toujours adaptés ou supportés. L’idéal ne serait-il pas de remplacer les cellules bêta sécrétrices d’insuline ?
Un pas vient d’être franchi dans ce sens par des biologistes qui ont trouvé dans le pancréas de souris adultes des cellules potentiellement capables de se différencier en cellules bêta. Ils ont identifié ces cellules, dites progénitrices – des sortes de cellules souches –, grâce à une souris transgénique où les progéniteurs embryonnaires des cellules bêta sont fluorescents. Et les cellules adultes progénitrices peuvent se différencier en cellules bêta fonctionnelles, c’est-à-dire productrices d’insuline. Reste à savoir si ces cellules existent chez l’homme et si on peut aussi stimuler leur différenciation.
B. S.-L.
Cell, vol. 132, pp. 197-207, 2008


• La chasse à l'orteil

Certains prédateurs sont passés maîtres dans l’art d’appâter leurs proies, à l’image des poissons abyssaux qui pêchent à l’aide d’un organe lumineux. Mattias Hagman et Richard Shine, de l’Université de Sydney, en Australie, ont décrit la méthode du crapaud marin Chaunus marinus. Ces amphibiens (les petits et les moyens) agitent un de leurs orteils à une fréquence qui attire leurs congénères plus jeunes, tout juste sortis du stade larvaire. Ceux-ci croient y voir une proie du genre criquet et, dans un renversement de situation fatal, deviennent les victimes d’un parent cannibale. Le phénomène a été confirmé avec un dispositif mécanique qui imite l’orteil.
Loïc Mangin
Animal Behaviour, vol. 75, pp. 123-131, 2008


• Reconnaissance automatique et infaillible

Les systèmes actuels de reconnaissance automatique de visages, utilisés par exemple par les services de sécurité de certains aéroports, ne sont pas très performants. Cependant, Rob Jenkins et Mike Burton, de l’Université de Glasgow, viennent de prouver qu’on peut grandement les améliorer en utilisant des images moyennes. Ils l’ont fait en testant la reconnaissance d’images de visages proposée en ligne par le site Web MyHeritage, qui fait appel au logiciel de reconnaissance FaceVACS, un standard industriel. En soumettant à ce site des images de célébrités créées en faisant une moyenne de 20 clichés existants de chaque individu, le taux de reconnaissance avec succès des personnages a grimpé de 54 à 100 pour cent. Il était même de 80 pour cent lorsque l’image moyenne était construite uniquement avec des photographies non reconnues par le système automatique. Une performance très proche de celle des humains...
M. M.
Science, vol. 319, p. 435, 2008
http://www.myheritage.fr/


• Noir à plus de 99,9 pour cent

L’équipe de Shawn-Yu Lin, à l’Institut polytechnique Rensselaer, dans l’État de New York, a créé le matériau le plus sombre jamais fabriqué par l’homme. Il s’agit d’un revêtement constitué de nanotubes de carbone alignés verticalement, avec une faible densité (ci-contre, une vue microscopique de côté). Cette structure absorbe presque parfaitement la lumière visible : son pouvoir réfléchissant est de 0,045 pour cent, trois fois moins que les valeurs les plus basses mesurées sur d’autres matériaux. Une invention qui pourrait s’appliquer par exemple aux capteurs d’énergie solaire.
M. M.
Nano Letters, en ligne, 9 janvier 2008

• Le feu sous la glace

En Antarctique, le retrait des glaces est plus rapide dans certaines régions que dans d’autres. C’est notamment le cas de l’Ouest du continent. En survolant la zone, Hugh Corr et David Vaughan, du British Antarctic Survey, à Cambridge, ont découvert une explication à ce phénomène. À l’aide d’un avion équipé d’un radar, ils ont repéré dans la glace de l’île Pine une couche qui renvoyait fortement les ondes. Il s’agirait de téphras, des matériaux éjectés par un volcan. L’éruption, la plus importante de ces 10 000 dernières années, aurait eu lieu vers 325 avant notre ère. La date a été déterminée grâce à un modèle d’accumulation de la neige.
Les glacioloques pensaient que la fonte des glaciers dépendait surtout de la chaleur des eaux océaniques environnantes. Ces résultats montrent que désormais, un volcanisme est à prendre en compte. En effet, le volcanisme est actif sous l’Antarctique : le mont Erebus, dans la mer de Ross, est en activité depuis 1972. Reste à déterminer dans quelle mesure ce volcanisme précipite la fonte des glaces.
L.M.
Nature Geosciences, en ligne, 2008

• Les miroirs du chant

« Da », « Da ». Tel est le dialogue qui s’installe entre un parent et son bébé de huit mois. Parler, c’est d’abord écouter, puis reproduire les sons entendus. De ce fait, on suppose qu’un « code » perceptif, qui reçoit le son, interagit avec un code moteur, qui le produit. Cette interaction a peut-être lieu dans un même neurone, à la façon des « neurones miroirs » qui s’activent à la fois quand on réalise un geste et quand on voit quelqu’un effectuer le même geste. Encore fallait-il identifier ces neurones. C’est chose faite chez des oiseaux par l’équipe de Richard Mooney, à l’Université Duke, en Caroline du Nord. Chez les bruants des marais d’Amérique du Nord (Melospiza georgiana), les biologistes ont enregistré l’activité de neurones dans une région du cerveau impliquée dans le contrôle vocal – le noyau télencéphalique – et ce en fonction de la réception et de la production de sons. Certains neurones s’activent quand l’oiseau entend des notes, et les mêmes neurones s’activent aussi quand l’oiseau chante des notes identiques. Ces neurones auraient ainsi une fonction à la fois sensorielle et motrice ; de plus, ils innervent une région cérébrale mise en jeu dans la mémorisation des sons. Reste à trouver les neurones miroirs de la parole chez l’homme...
B. S.-L.
Nature, vol. 451, pp. 305-310, 2008

• En très bref

 
Abeilles exigeantes
De retour à la ruche, une abeille informe ses soeurs de la présence de fleurs (donc de nectar) par une danse. Ce faisant, elle indique la distance et la quantité d’aliments disponibles. Ohad Afik, de l’Université de Jérusalem, a montré que la danse dépend aussi de la composition du nectar en certains minéraux présents à l’état de traces. L’abeille a le goût délicat !
 
Vieille écrevisse
Un paléontologue de l’Université Emory, aux USA, a découvert en Australie l’abdomen et les deux pinces fossilisés d’une écrevisse vieille de 115 millions d’années et son terrier. Cette trouvaille prouve que les écrevisses australiennes n’ont changé ni leur corps ni leur mode de vie depuis l’époque où l’Australie était encore rattachée à l’Antarctique.
 
Les antidépresseurs sont surévalués
Les antidépresseurs seraient 11 à 69 pour cent moins efficaces que ne le prétendent les laboratoires. Une étude révèle que parmi 74 essais cliniques portant sur 12 antidépresseurs et impliquant plus de 12 000 participants – certains absorbent la molécule testée, d’autres un placebo –, un tiers des essais n’ont pas été pris en compte parce qu’ils faisaient apparaître une efficacité inférieure à celle du placebo...
 
Sculpter pour durer
Raphaël et Le Caravage n’ont pas fêté leurs 40 ans, Donatello et Le Bernin sont morts à 80 ans passés. Ces écarts s’expliqueraient par la spécialité des artistes : les premiers étaient peintres, les seconds sculptaient. En effet, Phillip Greenspan a examiné la durée de vie de 406 artistes (du XIVe au XIXe siècles) et observé qu’en moyenne, ceux qui s’expriment avec un pinceau vivent près de quatre ans de moins que leurs collègues adeptes du ciseau. Pourquoi? Le système immunitaire serait favorisé par l’effort physique requis par la sculpture.
 
Asthme: trop de mitochondries
L’asthme est une inflammation chronique des voies aériennes qui entraîne une obstruction des bronches. L’équipe de Patrick Berger, à l’Université Bordeaux 2, vient de découvrir que cette pathologie s’accompagne d’une augmentation de la quantité de mitochondries, les usines énergétiques des cellules. Cela engendre une prolifération excessive des cellules musculaires bronchiques, d’où résulte le remodelage des voies respiratoires. On détient là une nouvelle piste pour lutter contre l’asthme : limiter la prolifération des mitochondries, ce qui pourrait se faire en freinant l’entrée du calcium dans les cellules. Un essai clinique débutera cette année.
 
Dépression de sportifs
Près de 40 pour cent des patients ayant eu une commotion cérébrale souffrent de dépression. Les sportifs n’y échappent pas : sur 56 athlètes – 40 ayant subi une commotion et 16 non –, on constate que l’activité cérébrale de 24 des sportifs ayant subi une commotion est identique à celle des patients souffrant de dépression grave. Or ils étaient eux-mêmes dépressifs : des microlésions du cerveau entraîneraient des dépressions.
 
Chaudron gallo-romain
Un chaudron gallo-romain en parfait état, le plus grand connu à ce jour, vient d’être découvert dans un lac de la commune de Sassenay, au Nord de Chalon-sur-Saône. D’un diamètre maximal de 56 centimètres et haut de 36, il a été réalisé par martelage à partir d’un pan de métal. Ses flancs ont moins d’un millimètre d’épaisseur. Compte tenu des six autres chaudrons trouvés dans la Saône, il est probable qu’un atelier de production d’ustensiles en bronze existait au Nord de Chalon.
 



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