Nasa : après un an dans l’espace, l’astronaute Scott Kelly n’est plus le même


Pour comprendre ce qui se passe dans le corps humain lors d’un séjour prolongé dans l’espace, quoi de mieux d’avoir des jumeaux identiques pour faire des comparaisons. Mark et Scott Kelly se sont prêtés à cette expérience. L’un est resté sur la terre et l’autre à séjournée sur ISS. Alors que leur condition était similaire avant le départ de Scott, que des différences ont été notés au retour de l’espace de ce dernier en rapport à son frère. Certains résultats ont surpris les scientifiques, et leur étude n’est pas encore terminée.
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Nasa : après un an dans l’espace, l’astronaute Scott Kelly n’est plus le même

 

Imaginez envoyer un astronaute dans l’espace pendant un an et pouvoir comparer les réactions de son corps avec celles de son jumeau resté sur Terre. C’est exactement ce qu’a fait la Nasa, qui vient de publier les résultats d’une étude permettant de donner une meilleure idée des conséquences sur les humains de longs séjours dans l’espace.

Cette étude va « guider la recherche biomédicale spatiale et permettre des voyages plus sûrs vers Mars », s’est réjoui Steven Platts, directeur adjoint du programme de la Nasa consacré aux missions habitées.

L’arrivée du premier humain sur Mars, après un vol de plusieurs mois, est prévue par l’agence américaine en 2033.

L’astronaute américain Scott Kelly, 50 ans, a passé un an dans la Station spatiale internationale(ISS), pendant que son frère Mark Kelly, ancien astronaute lui-même, restait sur la terre ferme. Les chercheurs ont observé attentivement les changements provoqués par leurs environnements respectifs sur leur corps. Les résultats, publiés dans la prestigieuse revue Science, montrent que la plupart des modifications provoquées par un voyage spatial disparaissent peu à peu après le retour sur la Planète bleue.

Logo de The Twins Study, la vaste étude menée par la Nasa sur les deux jumeaux astronautes. © Nasa

Logo de The Twins Study, la vaste étude menée par la Nasa sur les deux jumeaux astronautes. © Nasa

Une étude sur l’adaptation du corps humaine réagit dans l’espace

L’étude est « l’appréciation la plus complète que nous ayons jamais eue de la réponse du corps humain à un vol dans l’espace », selon Susan Bailey, de l’université de l’État du Colorado.

Utilisant Mark comme référence, les 84 chercheurs, issus de 12 universités différentes, ont documenté les conséquences moléculaires, cognitives et physiologiques des 340 jours consécutifs passés par Scott dans l’espace, entre 2015 et 2016. L’intérêt de l’exercice ? 

« Parce qu’ils sont jumeaux, ils ont essentiellement le même code génétique », explique Andy Feinberg, de l’université Johns Hopkins. « De ce fait, toutes les différences constatées durant le vol spatial » peuvent être attribuées à ce voyage, souligne Susan Bailey.

Scott, qui a comme son frère participé par le passé à plusieurs missions de la navette spatiale américaine, a été examiné avant, pendant et après son voyage. Du sang, de l’urine et des échantillons de selles ont été rapportés sur Terre à bord de vaisseaux ravitailleurs. Parallèlement, les chercheurs ont également surveillé Mark, dénommé « référent génétique terrestre ».

Scott Kelly a témoigné de sa fatigue à son retour.

« C’était comme si j’avais la grippe », a-t-il raconté, faisant part de douleurs articulaires et musculaires. « J’étais nauséeux, étourdi. »

« Des milliers de changements moléculaires et génétiques surviennent lorsque quelqu’un va dans l’espace », expose Michael Snyder, de l’université de Stanford. Mais « pratiquement tout cela revient à la normale dans les six mois, a-t-il expliqué. C’est rassurant de savoir que lorsque vous rentrez, les choses rentrent globalement dans l’ordre ».

Quels changements ont été observés par la Nasa ?

Des mesures de l’épaisseur de la paroi de l’artère carotide des deux frères ont été prises. Un épaississement peut être l’indicateur de maladies cardiovasculaires ou de risques d’accident vasculaire cérébral (AVC).

« Notre découverte principale est que la paroi de l’artère carotide de Scott s’est épaissie lors du vol, et est restée ainsi pendant toute la durée de la mission », a expliqué Stuart Lee, du centre spatial Johnson de la Nasa.

 Le même changement n’a pas été observée chez Mark. Scott a également perdu 7 % de sa masse corporelle pendant qu’il se trouvait dans l’ISS, tandis que celle de Mark a elle augmenté de 4 % sur la même période.

Un vaccin contre la grippe leur a été administré, déclenchant la même réaction immunitaire chez les deux frères. Les jumeaux ont également été soumis à une batterie de tests cognitifs avant, pendant et après la mission. Ceux-ci ont montré que les performances de Mark avaient décliné à son retour, en termes de vitesse et de justesse.

En anglais, graphique résumant ce que les chercheurs ont appris et découverts dans le cadre de The Twins Study. © Nasa

En anglais, graphique résumant ce que les chercheurs ont appris et découverts dans le cadre de The Twins Study. © Nasa

L’influence de l’espace sur les gènes humains

Chris Mason, généticien au Weill Cornell Medicine, s’est lui penché sur l’influence de l’environnement si particulier qu’est l’espace sur les gènes humains.

 La « vaste majorité, plus de 90 % » des changements observés, ont disparu une fois de retour sur Terre, dit-il.

L’une des observations les plus intéressantes a été faite par l’équipe de Susan Bailey, qui s’est penchée sur les télomères. Ces derniers se trouvent à l’extrémité des chromosomes et raccourcissent habituellement avec l’âge, ce qui fait d’eux un marqueur de la vieillesse. Avant la mission, ceux de Mark et Scott étaient très similaires. Mais les chercheurs ont été surpris de constater chez Scott une « élongation des télomères » pendant son séjour dans l’ISS. Les scientifiques cherchent à déterminer si l’exposition plus élevée aux radiations dans l’espace, une inflammation ou encore le stress, pourraient être la cause de cet allongement.

Attention, cette découverte « ne peut pas vraiment être vue comme la fontaine de jouvence » ou comme la preuve que les humains pourraient « vivre plus longtemps dans l’espace », a toutefois prévenu Susan Bailey.

La longueur des télomères a en effet « très rapidement » décru après le retour sur Terre de Scott.

La Nasa, qui prépare les missions habitées vers Mars, a dévoilé les premiers résultats de l’expérience médicale à laquelle se sont prêtés les deux frères jumeaux Scott et Mark Kelly. Et ils ne sont pas encourageants : l’expression des gènes est modifiée chez l’un et pas chez l’autre. Les chercheurs avouent avoir été surpris par l’ensemble des résultats.

C’est dans une décennie environ que Mars devrait voir débarquer à sa surface les tout premiers explorateurs humains. Sur Terre, nombre d’ingénieurs, de techniciens et de chercheurs, dans diverses disciplines scientifiques, s’affairent pour préparer ce voyage très délicat  sur cette planète voisine qui nous fascine depuis des temps immémoriaux.

Mais le voyage vers Mars est long. Il faut, à l’heure actuelle, autour de six mois pour parcourir les dizaines de millions de kilomètres qui nous séparent de la Planète rouge. Quelles peuvent être les conséquences physiologiques et aussi psychologiques pour l’équipage ?, s’interrogent les scientifiques. Comment se comporte l’être humain dans cette situation, loin, très loin de la Terre ? Pour le moment, il reste encore beaucoup d’inconnues, tandis que les études sur les effets d’un séjour prolongé dans l’espace se multiplient. L’une des plus avancées vient de livrer ses premiers résultats. Et ils sont pour le moins surprenants.

Comparer les génomes des frères jumeaux Kelly

Tout d’abord, il faut préciser que ce ne sont vraiment que les premiers résultats qui ont été dévoilés ce 26 janvier, lors d’un colloque de scientifiques du Human Research Program de la Nasa au Texas, et dans la revue Nature. Au centre de ces recherches, deux jumeaux : Scott et Mark Kelly. Ils ont donc quasiment les mêmes génomes et aussi (presque) les mêmes activités. En effet, ce sont tous les deux des astronautes expérimentés. L’un, Scott, est même le codétenteur du record du plus long séjour dans l’espace, avec 340 jours à bord de la Station spatiale internationale (ISS), entre 2015 et 2016. Au total, il cumule 520 jours. Son frère Mark a, quant à lui, passé 54 jours dans l’espace, à travers différentes missions à bord des navettes spatiales.

Les deux frères jumeaux Mark (à gauche) et Scott (à droite) Kelly. © Nasa

Les deux frères jumeaux Mark (à gauche) et Scott (à droite) Kelly. © Nasa

L’expérience qui est menée avec eux, loin d’être terminée, s’emploie entre autres à comparer le génome de Scott, qui est donc resté près d’un an dans l’espace, avec celui de son frère resté sur Terre, au même moment. Les mesures réalisées avant, pendant et après montrent des changements de l’expression des gènes, de la méthylation de l’ADN et de plusieurs marqueurs biologiques, comme la flore intestinale.

C’est simple, « presque tout le monde rapporte avoir vu des différences », raconte Christopher Mason (Weill Cornell Medicine, New York), l’un des généticiens qui a participé à l’étude.

Alors, est-ce dû au séjour dans l’espace ou plus simplement à divers facteurs naturels ?

Le séjour dans l’espace a modifié les génomes

Dans le cas de Scott, ses télomères sont plus longs que ceux de Mark.

« C’est exactement le contraire de ce que nous pensions » a déclaré la biologiste spécialiste des rayonnements Susan Bailey (Colorado State University), après avoir vérifié les résultats auprès d’un second laboratoire.

Puis, de retour sur Terre, leurs longueurs sont revenues au niveau d’avant son départ. Pour éclaircir cette énigme, les génomes de 10 astronautes déjà partis ou qui partiront d’ici 2018 sont étudiés parallèlement.

Pour ce qui est de la méthylation, les scientifiques ont constaté qu’elle avait diminué chez Scott lorsqu’il était dans l’espace, alors qu’elle avait augmenté chez Mark au même moment. Puis après le retour du premier, les niveaux sont revenus à ceux d’avant le départ. Ce que cela signifie, les généticiens de l’équipe comme Andrew Feinberg, de l’école de médecine de l’université John Hopkins, avouent encore l’ignorer.

Enfin, les signatures d’expression des gènes chez les deux hommes diffèrent aussi. Bien que cela soit le produit de multiples facteurs sur Terre, comme l’environnement, l’alimentation, le sommeil, etc., les changements semblent plus forts que la normale chez Scott. Pour les spécialistes qui l’ont suivi, cela peut être imputable aux conditions éprouvées dans l’espace, la nourriture lyophilisée par exemple, et le sommeil, parfois difficile à trouver. Rappelons que, pour les habitants de l’ISS, le Soleil se lève toutes les 90 minutes et que le corps, bien qu’attaché pour dormir, ressent l’apesanteur.

Ces résultats, déjà très riches de données, seront suivis d’autres au cours des prochains mois et années. L’enjeu pour la Nasa est bien sûr de comprendre les effets sur le corps humain d’un long voyage dans l’espace, et aussi de mettre en place une médecine personnalisée qui permettrait de prévenir les maladies pour des futurs candidats au départ vers la Lune, Mars et au-delà.

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Patient hors norme : elle ne ressent ni douleur ni anxiété


Je savais que cela pouvait exister, et à première vue, une personne qui ne ressent presque pas la douleur, ni l’anxiété, cela doit génial et pourtant, si on ne ressent pas la douleur, il n’y a pas d’alerte que quelque chose ne va pas. Cette femme ne s’est jamais sentie différente jusqu’à 60 ans, quand les médecins se sont penchés sur son cas. Elle a permis d’avancer certaines connaissances sur la douleur et l’humeur et d’un gène que les scientifiques croient inutile. Grâce a ces nouvelles connaissances, cela pourrait aider a mieux contrôler la douleur.
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Patient hors norme : elle ne ressent ni douleur ni anxiété

 

Marie-Céline Ray
Journaliste

Cette Écossaise de 71 ans ne ressent quasiment ni douleur, ni peur, ni anxiété. Son cas exceptionnel a permis à des chercheurs britanniques d’identifier une nouvelle mutation génétique, qui ouvre la voie vers des applications médicales pour traiter douleur et anxiété.

C’est l’histoire d’une femme qui a vécu plus de 60 ans sans s’apercevoir qu’elle n’était pas comme tout le monde, comme elle l’a affirmé : 

« Il y a quelques années, je ne savais pas qu’il y avait quelque chose d’inhabituel dans le peu de douleur que je ressens. Je pensais que c’était normal. » 

Je pensais que c’était normal

Vers l’âge de 65 ans, elle est repérée des médecins à l’hôpital d’Inverness, en Écosse, car elle avait de l’arthrose à la hanche, avec une dégénérescence importante des tissus articulaires. Pourtant, elle n’avait pas mal. Un an plus tard, à 66 ans, elle subit une opération à la main, qui habituellement conduit à des douleurs postopératoires. Mais chez elle, rien de tout cela : elle ne se plaint d’aucune douleur.

La patiente, replongeant dans son passé, a relaté différentes expériences illustrant son cas : par exemple, elle n’avait jamais eu besoin d’analgésiques après des opérations, comme des chirurgies dentaires ; quand elle se coupait, la plaie cicatrisait assez vite ; si elle se brûlait, elle ne ressentait pas de douleur, jusqu’à ce qu’elle s’aperçoive d’une odeur de chair brûlée… Autre preuve de son insensibilité à la douleur : d’après l’article médical paru dans le British Journal of Anaesthesia, 

« Elle a déclaré avoir mangé du piment Scotch-Bonnet sans aucune gêne », avec à la place « un éclat agréable » de courte durée dans la bouche.

Les chercheurs de l’UCL (University College London) et d’Oxford se sont donc intéressés à son cas et ont trouvé deux mutations intéressantes dans son génome. L’une concernait un pseudogène, appelé FAAH-OUT, dont on pensait jusqu’à présent qu’il n’était pas fonctionnel. L’autre était une mutation dans un gène proche, qui contrôle l’enzyme FAAH, mais cette mutation (rs324420) est répandue dans la population. Le gène FAAH (fatty-acid amide hydrolase) est impliqué dans le signal de la douleur, la mémoire et l’humeur. Des souris qui n’ont pas FAAH ressentent moins la douleur et l’anxiété et guérissent plus rapidement de leurs plaies.

Une insensibilité liée au système endocannabinoïde

D’autres tests réalisés en collaboration avec l’université de Calgary au Canada ont révélé qu’elle avait dans son sang des niveaux élevés d’un neurotransmetteur, l’anandamide. Cette molécule se fixe sur des récepteurs du système endocannabinoïde, CB1, des récepteurs connus aussi pour être des cibles des principes actifs du cannabis. L’anandamide est normalement dégradé par l’enzyme FAAH. Pour les chercheurs, cette concentration anormale d’anandamide était le signe d’un signal élevé du système endocannabinoïde et de l’absence de fonctionnement de l’enzyme FAAH.

Les chercheurs ont aussi testé l’humeur de cette patiente hors norme sur une échelle habituellement utilisée pour connaître l’anxiété d’un individu (Generalized Anxiety Disorder-7).  Elle a obtenu le score minimal soit 0/21. Cette éternelle optimiste a expliqué qu’elle ne paniquait jamais, même dans des situations dangereuses, comme lors d’un accident de la circulation qu’elle avait vécu récemment. Elle avait cependant des problèmes de mémoire, oubliant des mots au milieu de phrases, des troubles qui pourraient être liés au système endocannabinoïde.

Ces travaux suggèrent que le gène FAAH-OUT, qui est muté chez cette femme, contrôle l’expression du gène FAAH.

James Cox, chercheur à l’UCL, a expliqué dans un communiqué que « Nous avons constaté que cette femme avait un génotype particulier qui réduit l’activité d’un gène [ndlr : FAAH] déjà considéré comme une cible potentielle pour les traitements de la douleur et de l’anxiété. »

Les chercheurs pensent qu’il est possible que d’autres personnes soient dans le même cas, étant donné que cette femme ne s’est pas rendu compte de rien d’anormal avant 60 ans. Ils encouragent les personnes insensibles à la douleur à se faire connaître.

Cette recherche suggère de nouvelles voies pour développer des analgésiques qui cibleraient FAAH-OUT avec de nombreuses applications médicales : 

« Nous espérons qu’avec le temps, nos découvertes pourraient contribuer à la recherche clinique sur la douleur et l’anxiété postopératoires, ainsi que sur la douleur potentiellement chronique, le trouble de stress post-traumatique et la cicatrisation des plaies, éventuellement au moyen de techniques de thérapie génique. »

La patiente s’est réjouie que son cas puisse aider un jour à soulager des malades :

« Je serais ravie si des recherches sur ma propre génétique pouvaient aider d’autres personnes qui souffrent. »

CE QU’IL FAUT RETENIR

  • Une Écossaise de 71 ans, d’un naturel optimiste, ne ressent pas de douleur postopératoire.
  • Des chercheurs ont identifié dans son génome une nouvelle mutation, dans un gène que l’on croyait « inutile ».
  • Cette découverte pourrait aider à mettre au point de nouveaux analgésiques.

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L:e Saviez-Vous ► Homme vs animal : qui est le plus fort ?


L’être humain aurait parfois besoin d’une leçon d’humilité face aux autres espèces qui font partie de ce monde. Sommes-nous aussi performants en tout, que ce soit la vitesse, notre ADN, notre force etc. ?
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Homme vs animal : qui est le plus fort ?

 

 

L’Homme, cet étrange animal, existe depuis 2,5 millions d’années, depuis les premières tailles de pierre d’Homo habilis. L’humanité a connu depuis des phases très difficiles et, parmi la douzaine d’espèces du genre Homo, une seule subsiste encore aujourd’hui : la nôtre.

Pourtant, les scientifiques estiment qu’elle a frôlé l’extinction il y a plusieurs dizaines de milliers d’années, quand la population se résumait à quelques milliers d’âmes, réparties sur le territoire africain. Homo sapiens a résisté… et même mieux que cela, puisqu’il a depuis colonisé tous les continents, tous les milieux, et s’est adapté à tous les climats. L’humanité compte aujourd’hui plus de 7 milliards de membres et gouverne le monde.

Une domination sans partage due à des capacités supérieures à tous les niveaux ? Même pas, comme le révèle ce diaporama. L’Homme n’est pas le plus grand, ni le plus fort. Il n’a pas le plus gros cerveau. Il n’est pas celui qui vit le plus longtemps. On peut toujours lui opposer un animal qui fait mieux. L’occasion pour nous de faire preuve d’un peu d’humilité…

On vous dit souvent que vous avez une cervelle de moineau ? C’est un très beau compliment ! Pendant longtemps, pour se rassurer, l’espèce humaine a considéré que l’intelligence était fonction du rapport entre la taille du cerveau et la taille du corps… et elle croyait être la championne, selon ce critère.

C’est faux ! Le cerveau humain, représenté ici par Albert Einstein, ne compte que pour 2 à 2,5 % du poids du corps alors que chez le moineau, la proportion s’élève à 7 % !

© Skeeze, Wikipédia, DP et InformiguelCarreño, CC by-sa 4.0

Le guépard peut se moquer en regardant courir Usain Bolt, recordman du monde du 100 m (9 secondes 58 centièmes) et du 200 m (19 secondes 19 centièmes). Certes, le Jamaïcain reste l’Homme le plus rapide de l’histoire. Lorsqu’il a réalisé ces exploits, il a parcouru la ligne droite à la vitesse moyenne de 37,58 km/h départ arrêté, avoisinant les 45 km/h après environ 80 m de course.

Un résultat pourtant bien lent pour un guépard (Acinonyx jubatus) qui franchirait la ligne du 100 mètres en un peu plus de 3 secondes lancé à sa vitesse maximale : 110 km/h. Il mettrait juste un peu plus de temps départ arrêté.

© Aktiv I Oslo.no, CC by-nc 2.0, JonathanC Photography, Shutterstock et Aki Sasaki, CC by-nc 2.0

Se rêvant appartenir à l’espèce la plus complexe, l’Homme a un temps estimé que son génome devait être composé de 100.000 gènes, travaillant de concert pour aboutir à une telle perfection. Quelle désillusion quand la carte du génome humain révéla qu’on ne disposait que de 23.000 gènes environ !

Surtout, quelle surprise lorsque l’on découvrit que la daphnie rouge (Daphnia pulex), une puce d’eau transparente de quelques millimètres, en possédait 31.000, soit 8.000 de plus…

Alors, le plus haut degré de complexité dépend-il vraiment du nombre de gènes ?

© Carl Sagan, DP et Paul Hebert, CC by 2.5

Robert Wadlow est reconnu comme étant l’Homme le plus grand du monde avec une taille de 2,72 mètres. Il souffrait d’une hypertrophie de l’hypophyse, ce qui se traduisait par une production excessive d’hormones de croissance, le transformant en géant. Il grandissait encore à 22 ans, lorsqu’il mourut.

Mais ce n’est rien comparé à ce que lui oppose le monde animal ! Si tout le monde pense à la girafe (plus grand animal terrestre qui dépasse allègrement les 5 m) ou à la baleine bleue (jusqu’à 30 m de long), on oublie souvent le ver lacet (Lineus longissimus) qui, malgré son petit centimètre de diamètre, détient le titre d’animal le plus long du monde. Certains spécimens dépassent les 55 m !

© Ollyy, Shutterstock et Helena Samuelsson, CC by 3.0

Dans chaque cellule humaine (à quelques exceptions près), on trouve un noyau d’ADN long de 3,2 milliards de paires de base. Si on le déplie, on obtient un filament d’environ un mètre, preuve qu’il est extrêmement compacté pour tenir dans une sphère de quelques micromètres.

Dans le règne animal, le plus fort de tous est un poisson étrange appelé protoptère éthiopien (Protopterus aethiopicus). Son génome se compose de 132,8 milliards de paires de base. Déplié, le filament d’ADN est long de 45 mètres !

© Luc Viatour et Daderot, DP

La vue est un sens particulièrement important pour l’espèce humaine. Nos ancêtres sautant de branches en branches, nous avons hérité de leur capacité à apprécier les distances et de leur sens du détail. Pourtant, les rapaces nous surpassent largement quand il est question de vision !

Doté de la meilleure vue du règne animal, un aigle peut distinguer un objet de 10 cm depuis 1 km de hauteur. À pareille distance, les yeux humains ne perçoivent que des objets de 26 cm. Cet oiseau voit donc 2,5 fois mieux que nous !

© ChristianGeorg, DP et Macro eye, Shutterstock

L’Homme est recouvert de poils mais, sur la majorité de son corps, ceux-ci sont très courts, ce qui donne l’illusion d’un singe nu, à l’exception de quelques régions, comme le pubis, les aisselles… et le sommet du crâne ! Là-haut, les cheveux se comptent en moyenne au nombre de 150.000, soit une densité de 500 par cm².

Une moyenne ridiculement faible à côté de la loutre de mer (Enhydra lutris) qui, elle, comprend aussi 150.000 poils… mais pour chaque cm² !

© Andrew Reding, CC by-nc 2.0 et Celso Pizzolato, Shutterstock

Chez la femme, la grossesse c’est 9 mois de bons et de moins bons moments : la douleur au moment de l’accouchement est forte et même à la limite de l’intolérable chez certaines. Pourtant, à la naissance, le bébé humain est presque un prématuré tant il n’est pas dégourdi. Une gestation plus longue se traduirait cependant par l’impossibilité physique de laisser passer un être aussi gros par les voies naturelles.

L’éléphante, en revanche, doit donner naissance à un éléphanteau de plus de 100 kg, qui, très vite, apprend à marcher. Il faut donc le laisser plus longtemps dans l’utérus : jusqu’à 22 mois !

© Vasilyev Alexander et Andrzej Kubik, Shutterstock

Les centenaires sont de plus en plus nombreux. Les progrès de la médecine repoussent chaque année de 3 mois notre espérance de vie. L’aînée de l’humanité, Jeanne Calment, est morte à l’âge de 122 ans. Elle est née en 1875, avant même que Graham Bell n’invente le téléphone, et elle a fini par décéder en 1997, alors que les portables commençaient à coloniser le marché.

Si son existence a pu lui paraître longue, qu’en est-il des tortues géantes des Galápagos, qui atteignent assez régulièrement les 150 ans ? Et sans aucun médicament ! Décidément, Jean de la Fontaine avait raison, c’est toujours la tortue qui gagne à la fin…

© Bernard Gagnon, GFDL et Lena1, DP

L’espèce humaine peut se vanter d’avoir franchi les 2 m 45 par l’intermédiaire d’un homme : Javier Sotomayor. C’est déjà énorme, mais bien peu comparé à certains félins comme le puma ou le tigre, qui atteignent au moins 4 m.

Cela en devient ridicule en comparaison de la puce, si l’on ramène la performance à la taille de l’animal. L’insecte, qui mesure quelques millimètres, peut en effet sauter 300 fois sa taille. À l’échelle d’un homme d’1 m 80, cela équivaut à un saut de… 540 m. Le plus dur sera la chute !

© Marie-Lan Nguyen et Katja ZSM, CC by 3.0

L’Iranien Hossein Reza Zadeh a fait très fort à l’épaulé jeté en 2004, aux Jeux olympiques d’Athènes. La performance est immense : 263 kg portés à bout de bras.  Selon la Fédération internationale d’haltérophilie, aucun autre être humain n’a fait mieux. Mais ce gaillard de 190 kg n’a porté finalement que 1,4 fois son propre poids…

C’est déjà pas mal, mais cela amuserait le bousier s’il savait qu’on acclame ce genre de champions. Du haut de ses quelques grammes, l’insecte peut soulever des charges de l’ordre du kilogramme !

Le Britannique Robert Knell s’est livré à une expérience assez inédite pour regarder quelle charge relative le bousier pouvait supporter. Le scarabée portait sur son dos un récipient qui se remplissait d’eau au fur et à mesure. L’animal a finalement arrêté de marcher lorsqu’il portait sur ses épaules l’équivalent de 1.141 fois son propre poids… Il faudra encore beaucoup d’entraînement à Hossein Reza Zadeh avant de soulever 217 tonnes !

© Peter van der Sluijs, GFDL et Pixabay CCO

Le Brésilien César Cielo est le nageur le plus rapide de l’histoire, détenteur des records du monde du 50 m (20 secondes 91 centièmes) et du 100 m nage libre (46 secondes 91 centièmes). Sur cette seconde distance, il a nagé à 7,7 km/h : il est donc allé plus vite qu’un humain marchant.

Bel exploit, sachant malgré tout qu’il a bénéficié d’un plongeon et d’une coulée lui permettant d’améliorer un peu sa moyenne. À titre de comparaison, certains marlins, comme le voilier de l’Indo-Pacifique (Istiophorus platypterus) ici en photo, peuvent atteindre les… 110 km/h !

© Stockphoto mania, Refat, Shutterstock

Dans l’eau, soit on descend en profondeur, soit on tient longtemps, mais il est difficile pour l’Homme de faire les deux ! Ainsi, l’Autrichien Herbert Nitsch est descendu en apnée « no limit » jusqu’à 214 m de profondeur, record du monde homologué, au terme d’une plongée de 4 min 24. De son côté, le Français Stéphane Mifsud tient 11 mn 35 s la tête sous l’eau au niveau de la surface, sans bouger. Des performances surnaturelles !

Pourtant, il y a beaucoup mieux parmi les mammifères. Le cachalot va ainsi se nourrir jusqu’à 2.000 m de profondeur, après plus d’une heure sans être remonté respirer !

© Gabriel Barathieu, CC by-sa 2.0 et Dudarev Mikhailn, Shutterstock

Le 29 mai 1953, l’alpiniste néo-zélandais Edmund Hillary et le Sherpa Tensing Norgay devinrent les premiers êtres humains à atteindre le toit du monde, le mont Everest, qui culmine à 8.848 m. Des températures glaciales, des niveaux d’oxygène très bas… si haut, le terrain est très hostile.

Cela n’empêche pourtant pas les oies à tête barrée (Anser indicus) de voler en formation à des altitudes de 9.000 m !

© Travel Stock, Raju Soni, Shutterstock

L’Homme a toujours rêvé de prendre de la hauteur et s’amuse à grimper sur ce qu’il trouve en milieu naturel (falaises, roches, etc.). Certains s’attaquent même aux constructions humaines. C’est le cas par exemple d’Alain Robert, surnommé le Spiderman français, du fait des nombreux gratte-ciel qu’il a escaladés à mains nues et sans être assuré.

Pour le gecko, cette performance qui nous paraît inouïe relève de la normalité. Il possède des pattes extrêmement adhésives, montées de fines lamelles qui profitent des anfractuosités les plus fines du décor. Les chercheurs veulent s’en inspirer pour développer des robots tout-terrain.

© Photobac et Kittipong053, Shutterstock

Il est des animaux assez extraordinaires. Le genre Gerris regroupe différentes espèces d’insectes dotées d’une capacité spéciale : ils peuvent marcher sur l’eau. Ils profitent de leur légèreté et de terminaisons hydrophobes au bout de leurs pattes pour flotter, un peu comme s’il y avait de l’huile sur de l’eau.

Naturellement, il est impossible pour l’Homme de réaliser une telle performance. Alors, pour se donner l’illusion de dompter la nature, il s’est créé une planche de surf et la laisse courir devant les vagues.

© MarkMirror et Trubavin, Shutterstock

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Jusqu’où peut-on manipuler l’ADN des espèces?


Jusqu’où peut-on jouer avec la génétique ? Ils ont réussi avec un gène synthétique créé des femmes qui peuvent détruire le parasite de la malaria. On parle aussi de forçage génétique dans les oeufs pour que volontairement certaines espèces puissent disparaitre. Mais si la disparition des moustiques n’aiderait pas aux parasites de trouver d’autres hôtes ou que l’écosystème soit débalancé a cause d’une disparition de moustique, avons-nous ce droit morale de vouloir changer le cours de la nature ?
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Jusqu’où peut-on manipuler l’ADN des espèces?

 

Il est en train de piquer un humain.

Un moustique Photo : Radio-Canada

Une technologie de modification génétique parmi les plus puissantes jamais créées, le forçavyge génétique, pourrait permettre d’éliminer la malaria, le virus Zika et d’autres fléaux. Mais outre ces possibilités, elle soulève plus que jamais des interrogations sur nos rôles et nos responsabilités à l’égard du monde vivant.

Un texte de Binh An Vu Van, de Découverte

Sur les étagères d’un laboratoire de l’Université de Californie à Irvine, sont entassés des cages à moustiques génétiquement modifiés. Le biologiste Anthony James met au point une technique de modification génétique puissante, le forçage génétique, qui confère à l’humain le pouvoir de façonner des populations entières d’animaux et de végétaux à une vitesse inégalée.

Il s’agirait d’un des meilleurs espoirs pour éradiquer la malaria, une meurtrière qui a encore fait 400 000 morts l’année dernière, et des dizaines de millions de morts au cours des dernières décennies, en majorité des enfants. La Fondation Bill et Melinda Gates, convaincue qu’il s’agit d’un des meilleurs espoirs pour éradiquer la maladie, investit plus de 70 millions de dollars dans cette démarche.

« Si tout se passe comme prévu, nous croyons qu’en une ou deux saisons, nous serions capables d’enrayer la malaria presque entièrement », affirme Anthony James.

La stratégie d’Anthony James est d’altérer le moustique Anopheles stephensi, qui colporte le parasite de victime en victime. Depuis 30 ans, le chercheur décortique son génome, pièce par pièce, avec une patience infinie.

En 2012, en introduisant un gène synthétique, il a réussi à créer des femelles qui produisent un anticorps qui détruit le parasite de la malaria, ce qui prévient la propagation de la maladie.

Nous avons alors démontré qu’il était possible de rendre des moustiques résistants à la malaria. Mais la question suivante était : comment propager ces gènes dans l’environnement?

Le biologiste Anthony James

Ils sont maintenus dans un récipient.

Des moustiques génétiquement modifiés Photo : Radio-Canada/Binh An Vu Van

Relâcher ces moustiques mutants ne suffit pas à éradiquer la maladie.

Si l’un d’eux se reproduit avec un individu sauvage, environ la moitié de ses petits portera le gène protecteur. C’est la loi de l’hérédité. Plusieurs générations plus tard, seulement une fraction de la descendance le possédera.

Pour porter un coup contre la malaria, il faudrait libérer à répétition un nombre phénoménal de moustiques. Une stratégie… peu appréciée.

« Nous avions alors essayé, pendant plus de dix ans, de chercher des moyens de contourner ce problème, sans succès », explique Anthony James.

Le reportage de Binh An Vu Van et d’Yves Lévesque est présenté à l’émission Découverte, dimanche à 18 h 30, à ICI Radio-Canada Télé.

Faire fi de la loi de l’hérédité

 

Anthony James teste à présent une nouvelle technique qui permet de transgresser les lois de l’hérédité.

Le forçage génétique oblige environ 99 % des descendants à hériter d’un trait génétique. Il suffirait alors d’un tout petit nombre d’insectes pour propager très rapidement le gène et remplacer la population sauvage.

« En relâchant 1 % de moustiques modifiés génétiquement, une population peut être entièrement modifiée en seulement dix générations, soit environ une saison de transmission de la malaria », observe Ethan Bier, un biologiste californien qui a mis au point la technique sur des mouches à fruits avant de collaborer avec Anthony James.

L’idée est pratiquer dans des œufs de moustiques une insertion génétique, un segment composé du gène qu’on souhaite forcer, muni de l’outil CRISPR-Cas9. Ce mécanisme cherche les segments génétiques naturels, les coupe et les remplace par une copie de lui-même.

Il recommence ainsi de génération en génération. Presque tous les moustiques descendants portent ainsi deux copies du gène mutant.

La première fois que nous avons réussi à forcer des gènes, c’était comme si j’entrais dans mon bureau et que j’étais capable de marcher au plafond parce que la gravité s’était renversée.

Le biologiste Ethan Bier

L’idée a été proposée il y a plus de quinze ans, mais c’est seulement avec l’avènement de CRISPR, ce nouvel outil de modification génétique ultra précis, qu’on peut la concrétiser.

La technique a été appliquée sur des levures dès 2014, sur des mouches à fruits en 2015 et peu après sur les moustiques dans le laboratoire d’Anthony James, ce qui a donné lieu à la première application potentielle de cette technologie. Plus récemment, en 2017, deux équipes ont reproduit l’expérience sur des souris.

Le forçage génétique à grande échelle

Deux moustiques.

Les yeux rouges des moustiques confirment qu’ils ont reçu une insertion génétique. Photo : Radio-Canada

Le forçage génétique pourrait en principe modifier toute espèce qui se reproduit sexuellement, soit la majorité des espèces vivantes. Certains envisagent sérieusement d’éradiquer des rongeurs nuisibles ou des pestes agricoles.

« Ce qui est spectaculaire et unique du forçage génétique, c’est la rapidité des conséquences de la modification, prévient Vardit Ravitsky, éthicienne à l’École de santé publique de l’Université de Montréal. En deux ou cinq générations, on peut probablement modifier toute une population et avoir un impact réel sur toute une espèce et son écosystème. C’est sans précédent dans l’histoire de la science. »

« Il faut procéder avec prudence, mais il y a aussi un prix éthique à ne pas appliquer la technologie, ajoute-t-elle. Si on a un moyen qu’on croit efficace – on ne peut pas en être certain – pour éradiquer une maladie mortelle, a-t-on le droit de ne pas l’employer? C’est aussi une question. »

Si le forçage génétique fonctionne aussi bien en nature qu’en laboratoire, il permettra de détourner le cours de l’évolution d’une espèce ou même de mener volontairement certaines espèces à l’extinction, mais une seule erreur pourrait avoir des répercussions catastrophiques.

« En voulant se débarrasser d’un organisme invasif, on court aussi le risque d’éradiquer cette espèce dans son habitat d’origine », cite en exemple Ethan Bier, qui croit que chaque application devra être étudiée avec circonspection.

Prudence et transparence

 

Plusieurs voix s’élèvent pour réclamer un moratoire sur la technique. D’autres intervenants, du FBI à l’ONU, craignent même qu’elle puisse être détournée comme arme biologique. C’est pour cela qu’Ethan Bier, Anthony James et plusieurs autres travaillent sur des moyens de renverser le forçage génétique, en cas de problème ou de relâchement non désiré, notamment par un autre forçage.

Plusieurs scientifiques exigent que ces essais soient expliqués au grand public et menés de la manière la plus transparente possible.

Tout le monde devrait en discuter. Jusqu’à quel point devrions-nous modifier notre environnement et quelles limites voulons-nous nous imposer? Nous sommes au début d’une nouvelle ère, et il est très important que tous participent à cette conversation. Le biologiste Ethan Bier

Un moustique dans un piège

Des moustiques génétiquement modifiés Photo : Radio-Canada

« Pour savoir si on est prêt, il faut que l’opinion publique et les valeurs sociétales appuient la technologie. Si elle est perçue comme une technique développée pour le bénéfice des industries, elle causera une réaction hostile. On a vu ça avec les OGM », rappelle Vardit Ravitksy.

Pour sa part, Anthony James continue ses essais sur des cages à moustiques de plus en plus grandes en préparation de les relâcher sur le terrain.

« Ce que je crains le plus, c’est que ça ne fonctionne pas, si le parasite s’adaptait à ce nouveau gène par exemple, note Anthony James. Les effets sur l’opinion publique seraient alors indélébiles. »

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Deux épisodes de croisement entre humains modernes et Dénisoviens


L’origine de l’humain de ce que nous sommes aujourd’hui, découle de nos premiers ancêtres qui se croiser quelque part le temps pour former et peupler des pays avec des caractéristiques qui sont resté sur le génome de l’homme d’aujourd’hui
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Deux épisodes de croisement entre humains modernes et Dénisoviens

 

Illustration artistique d'un individu d'une espèce Homo éteinte rappelant l'homme de Denisova.

Illustration artistique d’un individu d’une espèce Homo éteinte rappelant l’homme de Denisova.  Photo : Institut Max Planck

En utilisant une nouvelle méthode d’analyse comparant les génomes des populations humaines modernes à celui des Dénisoviens aujourd’hui disparus, des scientifiques américains ont été surpris de découvrir deux épisodes distincts de croisement génétique entre les deux espèces.

Un texte d’Alain Labelle


Les humains (Homo sapiens) ont coexisté avec les hommes de Néandertal et de Denisova, et avec une autre espèce inconnue à ce jour. Dans les trois cas, il y aurait eu des croisements et des échanges génétiques entre ces espèces du genre Homo.

Le saviez-vous?

  • Les trois espèces se sont séparées il y a environ 400 000 ans;
  • Les Dénisoviens ont quitté l’Afrique vers l’Asie de l’Est;
  • Les Néandertaliens ont mis le cap vers l’Europe et l’ouest de l’Asie;
  • Les Homos sapiens, les ancêtres de l’homme, sont sortis d’Afrique il y a seulement 65 000 ans pour gagner l’Eurasie;
  • Les trois espèces se sont ensuite croisées.

Deux fois plutôt qu’une

Des chercheurs de l’Université de Washington à Seattle ont déterminé que les génomes de deux groupes d’humains modernes provenant d’Océanie et d’Asie de l’Est sont uniques en leur genre, ce qui laisse croire qu’il y a eu deux épisodes distincts d’hybridation avec les Dénisoviens.

Ces travaux publiés dans la revue Cell suggèrent donc une histoire génétique plus diversifiée qu’on ne le pensait auparavant entre les Dénisoviens et l’Homo sapiens.

Ce que l’on savait déjà, c’est que les Océaniens, notamment les Papous, ont des quantités importantes d’ascendance des Dénisoviens. Sharon Browning

En fait, le génome des Papous d’aujourd’hui provient à 5 % de celui de l’homme de Denisova.

Il était aussi connu que celui des Asiatiques en général possédait la trace, à un degré moindre, du même croisement avec les Dénisoviens.

L’hypothèse des scientifiques était que l’ascendance asiatique provenait de la migration de populations océaniennes.

Or, les présents travaux, réalisés auprès de populations humaines d’Asie de l’Est, montrent l’existence d’une deuxième période de croisement avec les Dénisoviens, distincte de celles observées chez les Asiatiques du Sud et les Papous.

Cette ascendance des hommes de Denisova chez les Asiatiques de l’Est semble être un phénomène distinct. Sharon Browning

Mme Browning et ses collègues en viennent à cette conclusion après avoir analysé plus de 5600 génomes provenant d’individus d’Europe, d’Asie, d’Amérique et d’Océanie et les avoir comparés à celui des Dénisoviens.

Ce travail a ainsi permis de déterminer que le génome de l’homme de Denisova est plus étroitement lié à la population d’humains modernes de l’Asie de l’Est qu’aux Papous actuels.

« Lorsque nous avons comparé l’ADN des Papous au génome des Dénisoviens, de nombreuses séquences étaient similaires », explique Sharon Browning.

Toutefois, certaines des séquences d’ADN retrouvées chez les Asiatiques de l’Est, notamment les Chinois Han, les Chinois Dai et les Japonais, étaient beaucoup plus proches des Dénisoviens. Sharon Browning

Notre connaissance du génome de ces hommes provient de restes fossilisés d’un individu découverts dans les montagnes de l’Altaï en Sibérie. Son génome a été publié en 2010, et d’autres chercheurs ont rapidement identifié des segments de son ADN dans plusieurs populations modernes d’Asie et d’Océanie.

Des dents de Dénisoviens.

Des dents de Dénisoviens Photo : iStock/Institut Max Planck

« L’hypothèse est que le mélange avec des Dénisoviens s’est produit assez rapidement après que les humains modernes eurent quitté l’Afrique, il y a environ 50 000 ans, mais nous ne connaissons pas l’endroit exact », affirme Mme Browning.

Dans le futur, les chercheurs prévoient étudier davantage de populations asiatiques et d’autres dans le monde entier, y compris les Amérindiens et les Africains, afin de trouver des preuves de croisement avec d’autres humains archaïques.

L’année dernière, des anthropologues allemands avaient montré l’existence d’un croisement entre les premiers humains et une espèce « fantôme » qui aurait contribué au matériel génétique des ancêtres des personnes d’origine subsaharienne.

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Cette patte de moa momifiée pourrait permettre aux scientifiques de le ressusciter


Il y a plusieurs siècles que le moa a disparu. Les archéologues ont trouvé une patte de moa quasi-intact et les scientifiques ont presque fini son génome et certains d’entre eux veulent le ressuscité, Encore une fois, je considère que nous sommes mieux de s’occuper des animaux qui sont en voie de disparition que ceux qui sont disparus. Le faire revenir, je suis d’avis que cela pourrait affecter l’écosystème qui déjà est en souffrance avec le déséquilibre des disparitions des habitats naturelles et des animaux en difficultés
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Cette patte de moa momifiée pourrait permettre aux scientifiques de le ressusciter

 

Crédits : Ryan Baumann

Crédits : Ryan Baumann

par  Malaurie Chokoualé

Dans une étude publiée le mois dernier, des chercheurs de l’université Harvard expliquent avoir réuni la quasi-intégralité du génome d’un animal dont le dernier spécimen a disparu à la fin du XIIIe siècle en Nouvelle-Zélande : le moa.

Cette réussite rapproche un peu plus les scientifiques d’une expérience à la Jurassic Park : un processus de « dé-extinction » qui permettrait de ramener à la vie des espèces éteintes en les plaçant dans l’œuf d’une espèce vivante. L’ADN de ce moa a été reconstruit à partir d’une patte momifiée de l’animal conservée au Musée d’histoire naturelle de Londres.

Quand les marins polynésiens se sont installés en Nouvelle-Zélande, entre 1250 et 1300, ils ont chassé de manière intensive la faune locale – dont les neufs espèces de moa. Parmi ces espèces, le moa géant était considéré comme le plus grand oiseau au monde. Ressemblant probablement à une autruche, les femelles – plus grandes que les mâles – auraient mesuré jusqu’à trois mètres de haut. Ces oiseaux fossiles, incapables de voler, ont néanmoins rapidement disparu, sans pouvoir résister aux Maoris, cet ennemi inconnu.

La disparition du moa est au centre d’un désaccord scientifique : selon certains, elle serait l’extinction d’un spécimen de la mégafaune provoquée par l’homme la plus rapide documentée à ce jour, quand l’action de l’homme ne serait pour d’autres qu’un facteur parmi d’autres (maladies, éruption volcanique, …). Quoi qu’il en soit, aujourd’hui, personne ne sait exactement à quoi ressemblait un moa. Les seuls indices de leur apparence sont des fossiles conservés un peu partout à travers le monde.

Il y a quelques décennies, des archéologues ont trouvé une griffe de moa presque intacte avec des plumes, des écailles et même des muscles. Des scientifiques l’ont depuis analysée dans l’espoir de séquencer le génome de l’animal. Après des années de travail, c’est désormais chose faite. C’est la première fois que des chercheurs possèdent un génome complet sur cette branche éteinte de l’évolution des oiseaux. Si certains soutiennent que des espèces éteintes ne devraient pas être « ressuscitées » de peur de perturber les écosystèmes modernes, pour une autre partie du monde scientifique, il s’agirait d’un significatif pas en avant.

Sources : Statnews / Bioxiv

http://www.ulyces.co

Les éléphants de différentes espèces ne s’accouplent plus entre eux


Si les éléphants ont été très nombreux, c’est qu’ils ont su mélanger leurs gènes avec d’autres espèces d’éléphants, mais aujourd’hui cette variété de gènes ne semble plus se faire qui ne permet pas aux éléphants d’évoluer. Avec le braconnage, n’aides en rien pour leur survie
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Les éléphants de différentes espèces ne s’accouplent plus entre eux

 

Un éléphant d'Afrique.

Un éléphant d’Afrique  Photo : Radio-Canada/Melanie Julien

 

Aujourd’hui, les éléphants de différentes espèces ne s’accouplent plus entre eux, contrairement à d’anciennes espèces d’éléphants, de mastodontes et de mammouths qui échangeaient ainsi des gènes leur ayant permis de s’adapter à de nouveaux milieux et de nouveaux climats, ont annoncé des chercheurs canadiens.

AGENCE FRANCE-PRESSE

L’étude, publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, a séquencé 14 génomes, dont ceux de deux mastodontes, d’un mammouth, d’une ancienne espèce d’éléphant, et d’éléphants d’aujourd’hui, d’Afrique et d’Asie.

« L’hybridation pourrait aider à expliquer pourquoi les mammouths réussissaient (à vivre) dans des environnements si différents et pour un temps si long », rapporte Hendrik Poinar, l’un des auteurs de l’étude et généticien de l’Université McMaster en Ontario.

L'arbre généalogique des éléphants.

L’arbre généalogique des éléphants  Photo : Asier Larramendi Eskorza et Julie McMahon

Ces données génomiques nous montrent que la biologie est compliquée et que l’évolution ne se déroule pas de façon organisée, linéaire. Hendrik Poinar

L’une des espèces d’éléphant éteintes qui a longtemps interpellé les experts était l’éléphant à défenses droites (Palaeoloxodon antiquus). Il était traditionnellement assimilé aux éléphants d’Asie d’aujourd’hui à cause de similitudes entre la forme de leurs crânes et la taille de leurs dents.

Mais les scientifiques ont en réalité découvert que les premiers étaient « croisés avec des parties de sa composition génétique provenant d’un ancien éléphant africain, du mammouth laineux et des éléphants des forêts ».

La tête d'un éléphant d'Asie.

Un éléphant d’Asie Photo : iStock/steph

Cette étude « révèle des événements d’hybridation multiples majeurs entre les différentes espèces anciennes, mettant en évidence comment cela a joué un rôle fondamental dans l’évolution de l’éléphant », précisent les scientifiques.

En Afrique, l’éléphant de savane et l’éléphant des forêts sont bien deux espèces différentes.

Mais l’étude ne montre aucune preuve génétique d’hybridation entre ces deux espèces, ce qui « porte à croire qu’ils ont vécu dans une isolation quasi complète pendant les 500 000 dernières années, malgré le fait qu’ils vivent dans des milieux voisins ».

Les éléphants, autrefois nombreux sur terre, se font de plus en plus rares, le braconnage étant responsable de la mort de plusieurs milliers d’entre eux chaque année.

http://ici.radio-canada.ca/