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Agriculture et réchauffement climatique: une étude à l'origine controversée


Quelles sont les conséquences du réchauffement climatique sur la capacité de l'agriculture mondiale à nourrir plus de 7, 8 milliards d'individus en 2020?  C'est à cette question qu'un rapport intitulé "The food gap-The impacts of climate change on food production by 2020",  publié le 18 janvier dernier par une organisation non gouvernementale (ONG),  l'Universal Ecology Fund (Argentine),  apporte une réponse controversée.

Selon cette étude, une augmentation de la température de 2,4° pourrait entrainer une pénurie de la production des principales cultures vivrières. Ainsi,  le blé souffrirait d'un déficit de 14% et le riz, de 11%. Seul le soja semblerait pouvoir être produit en excès. Autre impact du réchauffement climatique, l'inégalité de ses effets. Ils toucheraient  les 60% de la population mondiale qui se concentrent  dans les régions tropicales. Des climatologues ont jugé les conclusions de cette étude alarmistes ( cf. les articles du Monde et du Figaro du 21 janvier 2011).

Indépendamment des critiques de fond opposées à cette étude, son mode de diffusion soulève encore une fois le problème de l'exploitation des sources d'information scientifique. La publication d'un article sur le site d'actualités scientifiques EurekAlerte!, édité par l'American Association for the Advancement of Science (AAAS), lui avait donné une certaine légitimité.  Cette association publie également la revue Science. La nouvelle avait été reprise par de nombreux médias. Impossible pourtant de se procurer l'étude sur le site- introuvable- de l'ONG. Celle-ci circule pourtant sur la toile, ce qui permet au moins de se faire une opinion... A vous de vous de juger!

Cassandra Comme, promotion 2013

Sources:

Photo: photo libre de droits du site www.fotosearch.fr

"Le réchauffement climatique menace l'agriculture", LeMonde.fr avec AFP, 18 janvier 2011

Stéphane Foucart, "Un rapport trompeur sur le changement climatique circule sur le Net", Le Monde, 21 janvier 2011, http://www.lemonde.fr/planete/article/2011/01/21/un-rapport-trompeur-sur-le-changement-climatique-circule-sur-le-net_1468511_3244.html

Isabelle de Foucaud, " Le réchauffement climatique menacerait l'agriculture", Le Figaro,
21 janvier 2011, http://www.lefigaro.fr/matieres-premieres/2011/01/19/04012-20110119ARTFIG00724-le-rechauffement-climatique-menace-l-agriculture.php

Pour plus d'informations sur le site EurekAlert!: http://www.eurekalert.org/aboutus.php

Indonésie et Nouvelle-Guinée: un premier pas vers la connaissance d'une biodiversité exceptionnelle


La Nouvelle Guinée et l'Indonésie sont réputées pour avoir une biodiversité exceptionnelle. Elle n'avait pas encore été recensée. Un premier pas dans ce sens a été réalisé grâce à l’expédition Lengguru – Kaimana 2010,  réalisée cet automne  par l’Institut de Recherche et de Développement (IRD), le Ministère Indonésien des Affaires Maritimes et des Pêches (KKP), l’Institut Indonésien des Sciences (LIPI) ainsi que le partenariat de l’association Caracol.  Elle a permis aux scientifiques d’étudier la dynamique évolutive des massifs de Lengguru, ainsi que leur rôle structurant sur la biodiversité.  



Des moyens importants ont été mis en œuvre pour la réalisation de cette première phase d’un projet international et pluridisciplinaire. En effet, l’équipe, constituée d’une quarantaine de membres, a utilisé un navire comme camp de base. Grâce à la spéléologie et la plongée souterraine, elle a exploré les grottes et les rivières.  Les scientifiques ont identifié au moins une quinzaine de nouvelles espèces de poissons, mais également de nouvelles espèces de mammifères, d’insectes et de batraciens. Sont notamment concernés les poissons arc-en-ciel, une espèce aquatique cavernicole dépigmentée et dépourvue d’yeux ou encore une grenouille transportant sa progéniture sur son dos.

Mais l'expédition a également fait des découvertes archéologiques :  des sites abritant des peintures rupestres et des sculptures en Papaouasie. Elles permettent de valider l'hypothèse faite par les membres de l'expédition. En effet, elles confirment que depuis environ 40 000 ans, le massif de Lengguru a été un lieu de migrations importantes entre l’Australie et l’Asie lors des grands mouvements de population humaine.


 

Ces nouvelles découvertes, qui témoignent  des richesses notamment biologique, géologique et archéologique de ces régions seront  la matière, dans le  courant de l’année 2011, de publications. 


 

Mylène Huck, promotion 2013

Sources:

“Expédition LENGGURU – KAIMANA 2010 : Les scientifiques identifient de nouvelles espèces”, communiqué de presse de l’IRD, 30 novembre 2010, disponible sur le site http://www.ird.fr/toute-l-actualite/actualites/communiques-et-dossiers-de-presse/expedition-lengguru-kaimana-2010-les-scientifiques-identifient-de-nouvelles-especes

Sur le projet Lengguru-Kaimana 2010, consulter le site: http://www.lengguru.org/projet.htm

Ce que nous apprennent les ancêtres des plantes


Riz, papaye, concombre, luzerne, cacaoyer... L’heure est au séquençage des génomes des plantes.  Aujourd’hui, le génome de 12 espèces a été identifié ou partiellement identifié. C'est, cette fois, à l'origine de ces génomes que s'est intéressée l’équipe de l’INRA de Clermont-Ferrand. Elle a ainsi reconstruit l’évolution des plantes au cours de ces derniers millions d’années afin de remonter à leur origine. Le but: mieux connaître les génomes qui n’ont pas étés décryptés.

En comparant les génomes, les chercheurs ont identifié  10 000 gènes ancestraux responsables de la formation des plantes modernes. Ils ont ensuite modélisé le génome des ancêtres des plantes  et montré qu’elles sont toutes  issues de deux ancêtres communs,  à 5 ou 7 chromosomes.

Après avoir analysé  les duplications des génomes conservés au cours du temps, les chercheurs  ont établi que  le génome des plantes modernes est en fait une mosaïque de gènes ancestraux. Il y a environ 65 millions d’années ils se sont dupliqués pour fusionner afin de s’adapter aux changements  environnementaux. C’est leur réarrangement qui a ensuite formé de nouveaux génomes et donc de nouvelles espèces.

Cette reconstitution de l'histoire des plantes  présente un double intérêt. Elle permet d’identifier précisément les zones de génome identiques entre espèces. Elle pourrait aussi annoncer  un tournant dans l’agronomie en rendant possible l’étude de nouveaux gènes d’intérêt agronomique dans les génomes encore non séquencés. Ils devraient permettre d'obtenir  une meilleure exploitation et une diversité variétale.

Cassandra Comme, promotion 2013


Source:

“ De l’origine des plantes”, Fiche de presse info de l’Inra, “ De l’origine des plantes” 13/12/2010, disponible sur le site de l’Inra: http://www.inra.fr/presse/de_l_origine_des_plantes

Pour aller plus loin:

Abrouk M, Murat F, Pont C, Messing J, Jackson S, Faraut T, Tannier E, Plomion C, Cooke R, Feuillet C, Salse J (2010) Paleogenomics of Plants: Modern Species Synteny-Based Modelling of Extinct Ancestors. Trends in Plant Science, vol.15,  septembre 2010, disponible sur le site:
http://www.sciencedirect.com/science ob=ArticleURL&_udi=B6TD1-50JKNF1-1&_user=10&_coverDate=09%2F30%2F2010&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=d6a3dfbfd964050a23927f11f5438b3e&searchtype=a

Disparition des espèces: l'hypothèse de la déformation des becs des oiseaux d'Alaska

L'exposition des oiseaux à certains composés chimiques serait-elle responsable de la disparition de certaines espèces? C'est à partir de l'observation d'un  taux élevé de déformation du bec des oiseaux que des scientifiques de  l’Alaska Science Center de l’US Geological Survey (USGS) à Anchorage  ont posé puis vérifié cette hypothèse. Les résultats de leur étude ont été publiés, le 8 novembre 2010 dans The Auk, le journal de l’Union des Ornithologues Américains. 



Ces études, dirigées par  l’Alaska Science Center, ont été réalisées durant la dernière décennie grâce à de nombreuses observations et signalements à l’USGS au niveau du territoire américain, sur pas moins de 28 espèces locales et migratrices. L'équipe de Collen Handel, biologiste à l’USGS et co-auteur de ces travaux,  a constaté  ce phénomène de déformation du bec, nommé « trouble de la kératine aviaire » chez certaines espèces d’oiseaux d’Alaska et du Nord Ouest du Pacifique, principalement les mésanges à tête noire et les corneilles d’Alaska. Elle a établi que la déformation du bec serait  directement liée au surdéveloppement d’une protéine essentielle à la formation du bec, la kératine, d'où son nom de "trouble de la kératine aviaire".


Le bec déformé est ainsi souvent trop long ou croisé.  Ses conséquences: une diminution de l’habilité à se nourrir et à se nettoyer, conduisant à un taux de mortalité accru. En effet, la collecte de nourriture est rendue plus difficile et fatigante. Mais les effets du trouble de la kératine aviaire sont bien plus nombreux. Ils augmentent la vulnérabilité des oiseaux  vis-à-vis des prédateurs, ce qui expliquerait la disparition des espèces.  En outre, la distorsion de leur bec rend le lissage de leurs plumes complexe à réaliser, si bien que  la survie au froid, résultant de l’isolation thermique, est rendue plus difficile. Elle doit également être prise en compte dans les dérèglements sexuels et la capacité des mères à s’occuper de leurs progénitures.

Le regroupement géographique des cas constatés indiquerait que la cause de la propagation de ce phénomène ne serait pas génétique mais environnementale. Plusieurs cas similaires, mettant en cause des polluants, avaient été observés quelques dizaines d’années auparavant. Cependant les réelles causes restent inconnues et des recherches, notamment au niveau cellulaire et dirigées par l’USGS sont en cours. Ces observations rappellent les phénomènes de mutation constatés chez  les poissons des cours d’eau chimiquement pollués  en Europe. 



Mylène Huck, promotion 2013

Sources:

Photo: photo libre de droits du site www.fotosearch.fr


“Deformed Beaks May Signal a Greater Environmental Problem”, communiqué de presse de  l’UGS, 8 novembre 2010, disponible sur le site http://www.usgs.gov/newsroom/article.asp?ID=2633&from=rss

“La mystérieuse augmentation des déformations chez les oiseaux d'Alaska”, bulletins-électroniques, 2 décembre 2010, disponible sur le site http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/65261.htm

Pour aller plus loin:

Handel, C. M., L. M. Pajot, S. M. Matsuoka, C. Van Hemert, J. Terenzi, S. L. Talbot, D. M. Mulcahy, C. U. Meteyer, and K. A. Trust. 2010. “Epizootic of beak deformities among wild birds in Alaska: An emerging disease in North America?”,  Handel, C. M., L. M. Pajot, S. M. Matsuoka, C. Van Hemert, J. Terenzi, S. L. Talbot, D. M. Mulcahy, C. U. Meteyer, and K. A. Trust , The Auk, novembre 2010, pp. 882-898.

 

Des enzymes pour la nouvelle pile à hydrogène

Par Tiphaine Berard, Sloane André, Simon Chabasse, promotion 2013

Des chercheurs du Commissariat à l’Energie Atomique (CEA) ont permis à la pile à hydrogène de revenir sur le devant de la scène en remplaçant le platine par un système enzymatique, surmontant le principal problème de cette source d’énergie non polluante : le prix. Les considérations financières avaient à l’époque pris le pas sur les bénéfices environnementaux. L’idée de produire de l’énergie avec pour seul rejet de l’eau est de retour.
 
Baisse des coûts
 
C’est en décembre dernier que les chercheurs du centre du CEA de Grenoble, associés à d’autres établissements de recherche tels que le Laboratoire de chimie et de biologie des métaux (LCBM) ou le Centre National de la Recherche Scientifique (Cnrs), ont publié leur dernière découverte dans la revue Science (1) établissant un nouveau principe pour la pile à hydrogène. Leur attention portait sur des bactéries utilisant l’hydrogène comme source d’énergie. Pour cela, celles-ci emploient des enzymes : les hydrogénases. L’idée est donc venue de remplacer le platine, un métal rare et donc trop coûteux en tant que catalyseur dans la pile, par ces enzymes. En effet, ces dernières présentent la caractéristique de catalyser l’oxydation de l’hydrogène formant des protons au niveau de l’anode, migrant ensuite vers la cathode. Ils établissent ainsi un courant électrique. Les protons issus de l’oxydation se combinent ensuite avec l’oxygène de l’air pour former de l’eau, seul produit de la réaction. L’anode métallique peut, grâce à ce changement de catalyseur, être fabriquée dans un métal plus abondant comme le nickel (2).
 
2anode.jpg Un des impératifs pour le bon fonctionnement de la pile était de modifier les hydrogénases, trop sensibles à l’action inhibitrice de l’oxygène. Cette sensibilité provient de l’origine des enzymes. Au temps où elles sont apparues, l’oxygène n’était pas présent dans l’atmosphère, absence qui ne leur a pas permis d’utiliser cette molécule. L’équipe de chercheurs du CEA a donc préféré utiliser un catalyseur synthétique imitant les hydrogénases.
 
Ces succédanés d’enzymes sont ensuite greffés sur des nanotubes de carbone, profitant de leur grande surface de réactivité pour améliorer leurs performances. La tension fournie par l’électrode est quasiment la même qu’avec le platine. Toutefois, selon Vincent Artero du Laboratoire Chimie et Biologie des Métaux (LCBM) de Grenoble, il reste un défaut : la vitesse de catalyse est de 10 à 100 fois plus lente.
 
Multiplication des applications
 
Avantage supplémentaire, cette électrode développée par l’équipe française est réversible. Cette propriété lui permet de produire de l’hydrogène à partir d’eau en utilisant une source d’énergie renouvelable, telle que le solaire ou l’éolienne. Autrement dit, le problème de la production de l’hydrogène est en bonne voie de résolution. En effet, l’hydrogène s’obtient à partir de méthane et produit donc une grande quantité de gaz à effet de serre. L’intérêt d’une source d’énergie propre serait donc limité si l’obtention du combustible entraîne une pollution. L’hydrogène prendrait donc le rôle de transporteur d’énergie pouvant être rechargé (3).
 
2scenic.jpg La version enzymatique de la pile permet de diviser le prix de production par deux mille. Cet argument permettra sans aucun doute de convaincre les clients potentiels. De nombreuses applications sont envisageables pour cette découverte. Concernant les transports par exemple, la pile à hydrogène contenant du platine faisait déjà l’objet de prototype dans des voitures ou des bus. Renault-Nissan a développé une voiture, la Scenic ZEV H2, pour Dihydrogene Zero Emission Vehicule. Elle combine une pile à hydrogène avec une batterie au lithium. Hormis le prix, un des problèmes est le poids ajouté de l’équipement, notamment du réservoir haute-pression pour l’hydrogène. Ce dernier se répercute sur les performances du véhicule atteignant les 120 chevaux pour 1 850 kilos. Autre projet dans les transports : la communauté européenne a lancé en 2001 le programme Clean Urban Transport for Europe (CUTE), un des projets les plus importants au monde concernant l’emploi des piles à hydrogène. Il programme l’expérimentation de bus à hydrogène dans plusieurs métropoles, moins bruyants et moins polluants, car réduisant l’émission des gaz à effets de serre dans l’environnement (4).
 
D’autres applications peuvent être imaginées dans le secteur des batteries rechargeables par apport d’énergie ou par ajout de combustible et qui produisent de l’eau. Mais la recherche doit continuer pour corriger les quelques problèmes restant, notamment dans le système de stockage de l’hydrogène, à l’heure actuelle trop volumineux. De nouvelles techniques de concentration de gaz sont à l’étude, comme la structure Metal-organic Framework (MOF) développée par une équipe de chimiste de l’université de Californie et du Michigan présente des capacités de stockage exceptionnel (5).
 
(1) Alan Le Goff et Vincent Artero, Bruno Jousselme, Phong Dinh Tran, Nicolas Guillet, Romain Métayé, Aziz Fihri, Serge Palacin, and Marc Fontecave, « From Hydrogenases to Noble Metal Free Catalytic Nanomaterials for H2 Production and Uptake », Science, 4 December 2009
(2) Olivier Hertel, « Des enzymes pour la voiture à hydrogène », Sciences et Avenir, février 2010
(3) Rapport n° 125 (2005-2006) de MM.Christian CABAL, député et Claude GATIGNOL, député, fait au nom de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques, « Définition et implications du concept de voiture propre », www.senat.fr, 14 décembre 2009
(4) AFH2- Thierry Alleau, « Mémento de l’Hydrogène »FICHE 9.2.1, www.afh2.org, février 2003
(5) Bruno Mortgat, « Hydrogène et piles à combustible : la gestation se poursuit », www.mineralinfo.org

 

Du séquençage d'un génome à la modélisation climatique: les arbres absorbent les composés organiques volatils

On savait que les plantes pouvaient absorber le gaz carbonique, mais les données concernant les composés organiques volatils (COV) étaient peu nombreuses. Ce gaz à effet de serre d’origine naturelle (décomposition des plantes) et humaine (voitures, matériaux de construction) serait responsable du réchauffement climatique. Il aurait également des effets sur la santé humaine. D’où l’intérêt d’étudier les interactions entre les plantes et les COV. 

Une équipe du Centre National américain de Recherche Atmosphérique (NICAR) de Boulder (Colorado, Etats-Unis), dirigée par Thomas Karl, est parvenue à quantifier la capacité d’absorption des COV par certains arbres.

L’étude, qui a porté sur le peuplier dont le génome a été séquencé, a montré que  les plantes exposées aux COV en absorbent jusqu’à 40% de plus que ce que l’on attendait. L’explication: une augmentation du métabolisme du peuplier résultant d’une modification du niveau d’expression de certains gènes. Mais les chercheurs ont fait une autre découverte: l’exposition des plantes à d’autres polluants augmente les capacités d’absorption des COV par la production d’enzymes foliaires réagissant avec les COV.

Ces données vont donc pouvoir être prises en compte dans les modélisations climatiques qui, jusqu’alors, ignoraient les interactions entre les plantes et les COV. Thomas Karl envisage également, à terme, la mise au point d’arbres génétiquement modifiés afin d’absorber  des polluants atmosphériques en plus grande quantité.
 
Oriane Raynal, promotion 2013


*Le Centre National américain de Recherche Atmosphérique est spécialisé dans l’étude de l’atmosphère et de ses interactions avec des systèmes physiques, biologiques et sociaux.

 Sources :

  Photo: Forêt du Mexique, copyright University Coporation forAtmopheric Research

  Rachel Berkowitz, “Tree Leaves Fight Pollution”, Sciencemag, 21 octobre 2010, disponible sur le site de Science: http://news.sciencemag.org/sciencenow/2010/10/tree-leaves-fight-pollution.html

 “Vegetation plays an unexpectedly large role in cleansing the atmosphere, a new study finds”, communiqué de presse de la National Science Foundation, 21 octobre 2010, disponible sur le site  http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=117919

 Pour aller plus loin:

“Efficient Atmospheric Cleansing of Oxidized Organic Trace Gases by Vegetation”, Science, 5 novembre 2010, vol.330, n°6005, pp. 816-819, T. Karl, P. Harley, L. Emmons, B. Thornton, A. Guenther, C. Basu, A. Turnipseed, K. Jardine.


Pour plus d’informations sur les COV:

consulter le site de l’Ademe: http://www2.ademe.fr/servlet/KBaseShow?sort=-1&cid=96&m=3&catid=15980

Une bactérie pour lutter contre les marées noires

Pour le traitement des pollutions, une équipe de chercheurs européens se penche sur l’Alcanivorax borkumensis, qui se nourrit d’hydrocarbures.

Par Romain Joblin, étudiant à Sup’Biotech.

Des millions de tonnes d’hydrocarbures sont déversées chaque année dans les océans. Une petite part provient de suintements de gisements naturels. La plus grande partie doit cependant être imputée à l’activité humaine. Il existe quelques moyens de lutte contre les marées noires, mais ceux-ci restent souvent coûteux et difficiles à mettre en œuvre. Depuis peu, plusieurs équipes de chercheurs, dont une allemande, se penchent sur les bactéries se nourrissant d’hydrocarbures, les hydrocarbonoclastes. Parmi elles on trouve Alcanivorax borkumensis : une bactérie marine pour laquelle les hydrocarbures sont la source majeure de carbone et d’énergie. Ces derniers lui permettent donc de se multiplier. Si bien qu'elle est le microorganisme dominant dans les eaux polluées par les hydrocarbures. C’est ce qui en fait un candidat de choix pour le traitement des pollutions par des procédés biologiques.

maréenoire4.jpgUne équipe de chercheurs européens a décrypté récemment le génome de cette bactérie, appartenant à la famille des protéobactéries. Cette découverte permet de comprendre les mécanismes qui amènent A. Borkumensis à devenir l’espèce majoritaire dans les eaux contenant de grandes quantités d’hydrocarbures. Ceci en décryptant précisément les systèmes enzymatiques mis en jeu, ainsi que les produits du métabolisme.

Grâce à ses caractéristiques génétiques, elle peut non seulement dégrader une gamme extrêmement large d'hydrocarbures mais elle produit également des surfactants1 biologiques, qui contribuent à émulsifier la solution aqueuse, ce qui permet une meilleure pénétration de l’oxygène dans l’eau polluée. Il est en effet nécessaire d’avoir un apport important d’oxygène pour permettre aux enzymes des hydrocarbonoclastes de remplir leur fonction en dégradant les hydrocarbures. Cette dégradation est rendue possible par trois enzymes, codées par le gène AlkB, plus spécifiquement AlkB1. De plus, des chercheurs allemands ont identifié un système opéron, c'est-à-dire que les gènes codant pour les enzymes et les gènes codant pour leurs régulateurs sont contigus, ce qui permet une bonne régulation du métabolisme.

Le métabolisme des alcanes (hydrocarbures), décrit par ces mêmes scientifiques, consiste en une simplification des chaînes hydrocarbonées lourdes en acides gras. Ces acides gras subissent ensuite une β-oxydation classique qui produit de l’acétyl-CoA. Ce dernier est alors transformé en énergie et en carbone dans le cycle de Krebs2 .

L’avantage indéniable d’A. Borkumensis est qu’elle s’adapte facilement à un grand nombre de milieux présentant des paramètres totalement différents, notamment en termes de salinité de l’eau et de concentration en nutriments. Les nutriments, tels que le phosphate et l’azote sont en effet des facteurs limitants pour l’élimination des hydrocarbures. Les milieux marins pollués par les hydrocarbures sont effectivement pauvres en éléments nutritifs. A. Borkumensis peut compter sur des transports de nutriments particulièrement efficaces, permettant une bonne absorption de ceux-ci et favorisant ainsi le métabolisme.

La bactérie se développe naturellement en biofilms3, ce qui lui confère des propriétés de protection, notamment contre les ultraviolets et les agents pathogènes. Ces biofilms permettent aussi une meilleure pénétration du dioxygène, un bon échange de nutriments entre les bactéries et des échanges génétiques permettant l’adaptation rapide aux stress extérieurs. Concrètement, la bactérie se développe à l'endroit où se rencontrent l'eau et les hydrocarbures et crée son biofilm dans cette niche. Elle peut par ailleurs détoxiquer des composés tels que l'arséniate, le mercure, le cuivre et d'autres métaux lourds, qui sont souvent retrouvés dans les zones contaminées par les hydrocarbures.

L'omniprésence d’A. Borkumensis à travers le monde reflète sa capacité à s'adapter aux conditions changeantes tant en termes de salinité que de climat dans différents environnements. De plus, sa présence en petites quantités dans les zones non polluées indique qu’elle n’a pas besoin des hydrocarbures pour survivre mais qu’elle a bien une autre voie métabolique. Une équipe de chercheurs japonais a étudié le mécanisme qui permet la dominance d’A. Borkumensis dans les milieux souillés. Il apparaît qu’elle n’est pas la première à se développer mais qu’elle devient majoritaire après le troisième jour d’exposition aux hydrocarbures. Durant les trois premiers jours, d’autres hydrocarbonoclastes ont été observées mais elles ont cédé leur place à la bactérie dominante car elles ne sont pas dotées de systèmes aussi complets qu’Alcanivorax.

A. Borkumensis possède donc un potentiel naturel intéressant dans l’optique de la bioremédiation des hydrocarbures. Dans un premier temps, elle pourrait être appliquée aux accidents pétroliers. Mais il existe aussi de nombreuses autres applications potentielles, comme le traitement des rejets industriels, le nettoyage de cuves, des résidus déposés sur les bâtiments. A. Borkumensis comptera donc certainement dans les nouveaux traitements dépolluants.

1 Surfactant : Substance abaissant la tension superficielle de l’eau, permettant ainsi une meilleure pénétration du dioxygène.

2 Cycle de Krebs : Cycle permettant la transformation de l’acétyl-CoA en carbone + énergie.

3 Biofilm : Ensemble de microorganismes emprisonnés dans une matrice de polysaccharides.

Sources :

Julia S. Sabirova, Manuel Ferrer, Daniela Regenhardt, Kenneth N. Timmis, Peter N. Golyshin, "Proteomic Insights into Metabolic Adaptations in Alcanivorax borkumensis Induced by Alkane Utilization", Journal of Bacteriology, June 2006, pp. 3763–3773

Rainer Kalscheuer, Tim Stoveken, Ursula Malkus, Rudolf Reichelt, Peter N. Golyshin, Julia S. Sabirova, Manuel Ferrer, Kenneth N. Timmis, Alexander Steinbuchel, "Analysis of Storage Lipid Accumulation in Alcanivorax borkumensis: Evidence for Alternative Triacylglycerol Biosynthesis Routes in Bacteria", JOURNAL OF BACTERIOLOGY, Feb. 2007, pp. 918–928

 

Compte rendu du débat public sur les nanotechnologies : un frein pour les nanosciences ?

Comme prévu par le Grenelle de l'environnement, la Commission nationale du débat public a officiellement ouvert quatre mois de débats sur les nanotechnologies, du 15 octobre 2009 au 23 février 2010.

Dans le compte-rendu qui vient d’être rendu public par la Commission Particulière du Débat Public (CPDP) le public manifeste de nombreuses inquiétudes sur les risques que les nanotechnologies peuvent présenter vis-à-vis de la santé et des libertés individuelles. Les questions les plus récurrentes portent sur la fiabilité des experts, le besoin de contrôle, de transparence et de traçabilité dans l’utilisation des nanoparticules.

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Comme un reflet de ces inquiétudes, l’Agence française de sécurité sanitaire de l’environnement et du travail (Afsset) a présenté le 24 mars dernier ses principales recommandations face au développement des nanomatériaux :

- Informer le consommateur : mise en place d’un étiquetage clair précisant la présence de nano-produits. Dès le 1er janvier 2013, les nanomatériaux qui composent les produits cosmétiques devront obligatoirement être mentionnés sur les étiquettes. Il est souhaitable que cette mesure soit étendue à l’ensemble des produits afin que l’on puisse choisir de consommer ou non des nano-produits.

- Limiter l’exposition aux nanomatériaux voire les interdire lorsque leur utilité est faible par rapport aux dangers potentiels. C’est le cas pour certaines chaussettes antibactériennes qui contiennent des nanoparticules d’argent susceptibles de rejeter quantité de biocides dans la nature, la crème cosmétique, le ciment autonettoyant[a]. Martin Guespereau, directeur général de l’Afsset, s’est prononcé pour leur interdiction lors d’une conférence de presse le 24 mars.

- Etudier la dangerosité des nanomatériaux : mise en place par le ministère de la santé de Nanogenotox, un programme européen de détection du potentiel géno-toxique des nanoparticules.

L’Afsset demande que le principe de précaution soit appliqué à ces nouvelles technologies et France Nature Environnement en appel à un moratoire sur les nano-objets. Est-ce un coup d’arrêt pour les nanosciences ? Il est peut probable car bien que, comme l’Afsset le rappelle, « seules 2% des études publiées sur les nanomatériaux concernent leurs risques pour la santé et l’environnement», le marché mondial actuel des nanotechnologies est estimé à 147 milliards de dollars[b]. La pression des enjeux économiques pèse lourd : d’ici 2014 10 millions d’emplois liés aux nanotechnologies seront crées et que le marché mondial atteindrait 2000 milliards d’euros d’ici 2015[c]. En conséquence la recherche s’oriente vers les applications techniques délaissant la recherche fondamentale aux risques de recommencer les mêmes erreurs qu’avec l’amiante, la vache folle, les hormones de croissance, le sang contaminé…..

Scientifiques et société civile doivent travailler ensemble dans un souci de transparence et d’éthique afin que la révolution annoncée par les nanotechnologies ne se transforme pas en guerre entre les « pro-nano » et les « anti-nano ».

 Claire Mollard, enseignante à Sup'Biotech.

 

[a] L’usine nouvelle, 5 avril 2010

[b]  « Putting Nanotechnology on the Map » PEN 5project on Emerging Nanotechnologies) août 2009.

[c] Principles for the Oversight of Nanotechnologies and Nanomaterials.

Une crevette tenue à l'oeil

Renaud CONFAVREUX – Monica CHHOR – Manal LAMMARI   Promotion 2013

 
A l’heure de la modélisation informatique, il est de plus en plus rare de voir des scientifiques utiliser l’animal pour sujet d’étude afin d’améliorer les technologies de demain.

C’est pourtant ce qu’ont décidé de faire N. Robert de l’Université de Bristol et son équipe de chercheurs qui, en octobre 2009, ont publié dans la revue Nature Photonics le compte rendu de leur étude sur les yeux de la crevette-mante multicolore ou squille (Odontodactylus scyllarus) qui, contrairement à d’autres animaux, détecte la lumière polarisée dans tout le spectre lumineux, de l’ultraviolet à l’infrarouge.

Cette propriété biophysique pourrait représenter un intérêt majeur quant à la mise au point de nouveaux appareils optiques plus performants car en effet, le traitement de la lumière polarisée constitue un paramètre clef dans la réalisation, entre autre, de disques optiques.

C’est dans ce but que ces scientifiques ont cherché à savoir comment les yeux de ce crustacé arrivaient à présenter de telles performances meilleures.

Afin d’explorer les différentes possibilités offertes par les yeux de cette squille, N. Robert et son équipe ont mesuré la manière dont la lumière polarisée se comportait à travers les ommatidies. Les ommatidies sont les unités réceptrices de l’œil composé du crustacé. Celles-ci sont organisées en différentes zones à l’intérieur de l’œil : la bande médiane, et de part et d’autre les hémisphères dorsal et ventral. La plupart des fonctions spécialisées se situent au niveau de la bande médiane composée de six rangées d’ommatidies.

Il est alors avéré durant l’étude, que deux de ces rangées se comportaient comme une lame quart d’onde, c’est-à-dire que la vitesse de propagation de la lumière dépend de la direction de polarisation d’après le principe de biréfringence, et déphaser de 90° (ou d’un quart de cycle ondulatoire) une onde polarisée selon une certaine direction par rapport à une onde polarisée dans la direction perpendiculaire. En résumé, la squille peut percevoir et analyser la lumière polarisée circulaire, elle est ainsi capable de distinguer une vibration circulaire droite d’une gauche. La lame quart d’onde va donc avoir pour effet de transformer cette onde de polarisation circulaire en une onde polarisée linéaire.

Par des observations et également par des simulations numériques, l’équipe a découvert que la structure des cellules photoréceptrices contenaient en réalité un faisceau de microtubes lipidiques longs et larges composés de photopigments montrant qu’elles agissaient effectivement comme une lame quart d’onde mais aussi que cette propriété était achromatique, c’est-à-dire que la propriété de ses yeux ne dépend pas de la longueur d’onde de la lumière, au contraire ils sont efficients sur tout le spectre lumineux.

Ainsi, l’achromaticité des lames quart d’onde qui caractérise la vue exceptionnelle de la squille lui permet probablement de posséder l'une des visions les plus sophistiquées du monde animal.

 94795333.jpgCette capacité de traitement de la lumière polarisée est vitale pour les animaux vivants dans les profondeurs car sous l’eau, la lumière n’est pas la même qu’en surface et pour voir de manière efficace, il est donc nécessaire d’avoir des yeux adaptés. Mais l’intérêt ne se trouve pas dans la vision sous-marine de ce crustacé mais plutôt dans celui du traitement de la lumière polarisée, qui est pour les scientifiques un enjeu majeur dans les technologies optiques de demain, que ce soit pour des microscopes photoniques, des fibres optiques ou d’autres produits. Actuellement, l’application la plus évidente serait celle des disques optiques numériques.

En effet, la lame quart d’onde qui caractérise l’œil de la squille est un système optique que l’on utilise par exemple dans les lecteurs de CD ou de DVD pour mieux distinguer la lumière laser réfléchie par la surface du disque. Mais les ingénieurs ne savent fabriquer que des lames quart d’onde utilisables dans une étroite bande de longueurs d’onde, c’est-à-dire dans une seule couleur : le rouge pour les CD/DVD et le bleu pour le Blue-Ray.

En plus de la couleur, la polarisation peut constituer un moyen supplémentaire de coder de l’information dans un disque optique, ce qui ouvre la possibilité d’en augmenter considérablement la capacité de stockage.
 

Les animaux se servent d’une abondance de physique optique pour contrôler et manipuler la lumière qui surpasse souvent les équivalents des appareils optiques artificiels autant au niveau de la sophistication que de l’efficacité.

C’est ainsi que la nature demeure une source inégalée d’inspiration pour la technologie qui souvent n’arrive pas à rivaliser même avec des millions d’années d’évolution.

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