C@fé des sciences

 

Ce ne sont pas, je pense, mes camarades du café des sciences qui me contrediront: On ne devient chercheur ni par hasard ni par dépit. S’engager dans la voie de la recherche demande (entre autres) de longues études, une grande motivation et une volonté suffisamment forte pour essuyer les nombreux échecs et tâtonnements inhérents à un projet scientifique. Ainsi, la science est souvent une passion, parfois un mode de vie, et plus rarement un véritable sacerdoce. Parmi les nombreux membres de la “communauté scientifique”, certains ont ainsi décidé d’avoir littéralement la science “dans la peau” en se faisant tatouer quelque figure, équation ou dessin en rapport avec leur domaine ou leur sujet d’étude. En voici un petit aperçu classé par discipline (cliquez sur l’image pour l’agrandir):

 

 

Vous pourrez retrouver ces quelques images et plusieurs dizaines d’autres sur le Science Tattoo Emporium de Carl Zimmer, Bloggeur et auteur de plusieurs articles et livres consacrés à l’évolution. En cliquant sur chaque photo, vous y trouverez même un petit commentaire de la personne en question expliquant la signification de son tatouage.

 

Par ailleurs, sans vouloir lancer ma propre galerie, je serai curieux de savoir si quelques chercheurs, bloggeurs, thésards ou membres du café possèdent un “science tattoo” (auquel cas vous êtes bien évidement invités à en poster une photo dans les commentaires de ce billet). Personnellement, mon sujet d’étude étant réfractaire à toute forme d’art ou de représentation esthétique, je ne me risquerai pas à l’ancrer à vie sous mon épiderme, mais peut-être me laisserais-je tenter si un jour je travaille sur quelque chose de joli.

Résumé des épisodes précédents :Moi je suis Dedekindien ! J'aime beaucoup l'idée d'avoir beaucoup de trous de ? !document.write(avatar('Pollux'Pollux, 11 octobre 2009 à 18:25Et les infinis, c'est pas des nombres ?document.write(avatar('quentin')) quentin, [...]

Le son est une chose si familière dans notre vie quotidienne que l’on en oublie souvent la signification physique qui est loin d’être facile à comprendre. Je vais donc essayer ici de vous en donner un meilleur aperçu. J’ouvre mon petit robert sur mon bureau et je vais à la page 2396, là où se [...]

A l’heure de cloturer l’année Darwin, célébrant la publication de L’origine des espèces, l’heure est venue de s’interroger justement sur cette notion assez floue d’”espèce”. Sirtin s’attaque à un gros morceau, et nous propose sa propre définition. Je suis sûr que tout le monde ne sera pas d’accord!

Mon billet, Es-tu vivant ?, abordait la difficulté de définir la vie qui est pourtant le sujet d’étude des biologistes. Comme si ça ne suffisait pas, ils travaillent également sur un autre concept tout aussi flou: l’espèce. La définition la plus communément admise (qui est aussi celle que j’ai apprise lors de mes études de biologie) est la suivante :

Une espèce est une population ou un ensemble de populations dont les individus peuvent effectivement ou potentiellement se reproduire entre eux et engendrer une descendance viable et féconde, dans des conditions naturelles.

Tu peux le vérifier toi-même en croisant une ânesse avec un cheval ou un âne avec une jument. Nous obtenons alors un bardot pour le premier croisement et un mulet pour le deuxième mais dans les deux cas, ils sont stériles. Les ânes et les chevaux restent donc deux espèces distinctes car leur croisement engendre une descendance non féconde.

N’empêche que définir une espèce n’est pas une sinécure et le critère de l’inter-fécondité n’est pas toujours pertinent. Chiens et loups sont considérés comme deux espèces, bien que très proches. Pourtant, certaines races canines peuvent avoir une descendance féconde avec les loups. D’autres auraient du mal avec leurs propres congénères: imagine le cric-crac entre une caniche et un doberman: je plains l’accouchement de la caniche ! Du coup, on bricole en classant les chiens comme sous-espèce des loups et hop, c’est arrangé bibi !

(Source images –> X + Y)

Que dire également du colza, issu d’une hybridation naturelle entre la navette et le chou ? Ce qui n’empêche pas de les considérer comme trois espèces distinctes… L’hybridation est monnaie courante chez les végétaux mais je connais mal ce domaine pour en dire plus. Par contre, les goélands bruns et argentés constituent un autre exemple classique. Ils cohabitent mais ils sont morphologiquement différents et ne s’hybrident pas car trop peu apparentés pour avoir une inter-reproduction. Ils restent reliés entre eux par une chaîne de sous-populations pouvant se reproduire entre-elles. Du fait de la présence des ces populations intermédiaires, les goélands bruns et argentés font partis de la même espèce qui forme alors une « continuité en anneau »: c’est la variation clinale.

Les variations des populations inter-fécondes (ici représentées par des blocs de couleurs) le long d’une cline peuvent suivre une courbe, formant au final un anneau. Cependant les blocs vert et rouge ne peuvent pas s’hybrider.

(Source image –> X)

Les bactéries s’y mettent aussi à chambouler le concept d’espèce par leur mode de reproduction: asexuée. C’est à dire qu’ils se reproduisent par clonage, la cellule-mère se divise en deux cellules-filles identiques. Pouvons nous affirmer pour autant qu’un organisme est une espèce à lui seul ? Sans compter qu’il existe une forme de reproduction sexuée entre plusieurs bactéries, dans le sens d’un transfert horizontal de gènes entre deux organismes distincts. Ce transfert est donc susceptible d’introduire de la variabilité dans le génome bactérien. C’est encore pire pour ceux qui alternent la reproduction sexuée et asexuée ! Si, si, il y en a: les méduses qui ont un cycle de vie assez compliqué, réparti entre la forme « polype » (fixe, « végétale ») et la forme « méduse » (mobile, « animale »). A ce propos voir l’animation ou l’image ci-dessous.

(Source image –> X)

Alors, comment définir une espèce dans ces conditions ? Le débat reste toujours entier. Au niveau morphologique, ce n’est pas toujours pertinent comme l’atteste la variété des caractères phénotypiques au sein des chiens et des chats. Comment isoler un ensemble de caractère constant et désignant tous les organismes d’une même espèce ?

(Source image –> X)

Cette question se retrouve particulièrement parmi les espèces jumelles. Deux espèces sont jumelles si elles sont morphologiquement très proches, voire identiques, mais d’origines différentes. Cette notion est apparue en 1919 par le généticien américain Alfred H. Sturtevant lorsque:

croisant des lignées mutantes de la mouche Drosophila melanogaster, il constata qu’il ne parvenait pas à croiser certaines lignées entre elles. Les lignées se répartissaient en deux lots mutuellement interstériles. Il avait là deux espèces de drosophiles qu’il ne pouvait identifier que par croisement. En effet, la nouvelle espèce était identique à l’autre, à l’exception de différences microscopiques des pièces génitales des mâles, visibles seulement à la loupe. Il appela cette deuxième espèce Drosophila simulans (« l’imitatrice »).

Et au niveau génétique ? Ce n’est pas ça encore comme l’illustre à merveille la bactérie Escherichia coli dont il existe trois souches différant les unes des autres par leur caractère pathogène: une non pathogène, une pathogène pour les voies urinaires et une pathogène pour les hématies. Bien qu’ayant environ 40% de gènes en commun, ces trois souches sont issues d’une même espèce (on pourra consulter les deux billets du bacteriolbog sur le sujet, ici et là !). Dans cette optique, pourquoi les chimpanzés (Pan troglodytes) et les humains (Homo sapiens) sont considérés en tant qu’espèces distinctes malgré le fait qu’ils partagent 99% de leur génome ? Peut être parce que cette barrière relève davantage de la psychologie que de la biologie ? D’ailleurs certains militent pout que les “pan” soient classés dans le genre “homo”…

Comme tu peux le voir, la notion d’espèce est très floue et résulte le plus souvent d’un arrangement pratique pour définir les relations de parenté entre les êtres vivants. Ils dépendent davantage de nos représentations que d’une réalité objective et indépendante. C’est pourquoi j’adore l’ornithorynque, inclassable à tous les points de vue, tant sur le plan morphologique que génétique !

(Source image –> X)

Billet original publié sur le blog de Sirtin

A

On savait déjà que les gros barrages étaient suspectés de peser sur la croûte terrestre et de provoquer des séismes. Ce n’est pas le seul mal dont sont accusées ces gigantesques retenues d’eau. Selon un étude américaine publiée au début du mois de décembre dans la revue Natural hazards, elles auraient également une influence sur les quantités des précipitations dans les régions concernées.

De la relation empirique entre les gros barrages et les modifications des précipitations extrêmes est le titre du papier de Faisal Hossain, chercheur à la Tennessee technological university, aux Etats-Unis qui a mené ces travaux. Avec son équipe, ils ont recensé 633 des plus grands barrages du monde et on consulté les registres météorologiques pour étudier les précipitations avant et après leur construction.

Selon les chercheurs, lors des plus grands épisodes pluvieux, les précipitations ont crû de 4 % par an après qu’un barrage a été construit. Ils se sont également aperçus que les “grands barrages modifiaient davantage les précipitations dans les régions arides et semi-arides que dans les autres”. 

Qu’en déduire ? Il existe une corrélation entre l’augmentation de ces importantes chutes de pluie et la présence de ces grands barrages – “grand” signifie qu’ils ont une retenue dont le volume excède trois millions de mètres cube.

Voilà pour le constat. Mais ces changements pourraient avoir d’autres causes tant le climat dépend de facteurs variés et complexes. Faisal Hossain ne s’y trompe pas et invite la communauté scientifique à mener des recherches plus poussées “pour mieux comprendre les mécanismes physiques en jeu”.

Photo : LeeLeFever

Les 10 installation interactives qui constituaient l'exposition inédite "Les mécaniques poétiques d'EZ3kiel" viennent d'être démontées et remballées. Elles sont en route vers une nouvelle destination, inconnue encore à l'heure actuelle. Cette exposition a remporté un véritable succès populaire avec précisément 5 578 visiteurs pour une durée de seulement 11 semaines ! Grâce au dispositif de vote mis en place à la sortie de l'expo, nous savons que les visiteurs (qui se sont prêtés au jeu) ont élu les 2 installations "les cordes" (voir photo) et "le cycloharpe" ex-æquo à la première place des oeuvres présentées.Une enquête auprès du public a également été menée, sous la direction scientifique de Marie-Christine Bordeaux, maître de conférence à l'Université Stendhal, et chercheur au GRESEC. Les résultats seront publiés au printemps 2010. Marie-Christine Bordeaux assurera aussi la rédaction-en-chef d'un numéro de la revue Culture & Musées, éditée par l'Université d'Avignon, sur la thématique "arts et sciences". Pour ce numéro, elle m'a demandé de préparer un article sur l'expérience des "mécaniques poétiques".Enfin, toujours au printemps prochain, sortira le second numéro des Cahiers de l'Atelier Art Science, édité par l'Hexagone Scène Nationale de Meylan. Vous pourrez retrouver en détails et en analyse le récit polyphonique de la résidence du groupe EZ3kiel au CEA LETI - dont un papier sur les dispositifs de médiation que nous avons mis en œuvre pour le public dans la conception de cette exposition. Pour patienter, vous pouvez télécharger ce texte dans sa version longue (10 000 signes).---www.ez3kiel.comDes photos de l'exposition sur la page Flickr de la Casemate.

2009, année Darwin, a été marquée par des avancées importantes dans la connaissance de l’évolution ayant abouti à l’apparition de la lignée humaine.

Nous avons évoqué ici-même

• le séquençage du génome de notre cousin Neandertal, étape capitale permettant de mieux connaître la seule autre espèce humaine intelligente
• FOXP2, le “gène de la parole”,même chez les souris
• l’arbre phylogénétique du rire
• Lluc, le singe à la face trop plate
• L’évolution du hobbit
• enfin, un possible futur pour l’évolution humaine

Au rayon pétard mouillé, on oubliera le “buzz”organisé autour de l’étude d’un fossile remarquablement conservé, Darwinius Masillae, surnommé “Ida”.

Mais à l’heure du bilan de l’année, il nous faut absolument évoquer la publication d’une série de 11 papiers dans le numéro de Science du 1er Octobre, relatant la découverte d’un possible nouvel hominidé,  Ardipithecus ramidus, ou Ardi pour les intimes.

 Ardi est un squelette âgé de 4.4 millions d’années découvert sur le site d’Aramis, en Ethiopie. Cela en fait l’un des plus vieux hominidés (Lucy n’a “que” 3.2 millions d’années). Le squelette est légèrement plus complet que celui de Lucy, et comporte une bonne partie des deux bras, les deux mains, les deux pieds, la jambe droite, des parties du bassin, quelques vertèbres, et la quasi-totalité du crâne ainsi que la dentition (photo ci-contre). 16 autres individus ont été découverts.

Le squelette a été découvert au début des années 90. Un soin extrême a été mis pour consolider et conserver les restes fossilisés. Mais les 17 années (!) entre la découverte des fossiles et la publication s’expliquent aussi par l’utilisation de techniques d’étude très sophistiquées depuis la tomographie par ordinateur jusque la reconstruction 3D.

Que nous révèle Ardi sur l’évolution humaine ? On l’a déjà dit sur ce blog : l’un des propres de l’homme est son pied , adapté à la marche bipède.  Or, Ardi a incontestablement un pied avec pouce opposable, un pied capable de saisir des objets, comme une main, bref, pour parler vulgairement, une espèce de pied de singe. Cette morphologie du pied est compatible avec le fait que les données isotopiques et la localisation des fossiles dans les strates montrent qu’ Ardi était un animal essentiellement arboricole.

Du coup, Ardi n’avait a priori aucune raison d’être bipède.  Pourtant l’étude du bassin, beaucoup plus proche d’un bassin humain, suggère bel et bien qu’Ardi était capable de se déplacer debout (voir ci-dessous, de gauche à droite, bassins d’hommes, d’australopithèques, d’Ardi et de chimpanzé).

Tout laisse donc à penser qu’ Ardi est très proche morphologiquement de l’ancêtre commun des hommes et des chimpanzés. Or, on dit souvent pour caricaturer que l’homme descend du singe : la découverte d’Ardi démontre à quel point cette idée est fausse et fournit une formidable illustration de ce qu’est vraiment l’évolution. Ardi n’est clairement pas un chimpanzé, beaucoup plus adapté aux milieux arboricoles, il n’est pas non plus un homme bipède arpentant les vastes savanes, Ardi est  vraiment intermédiaire entre les deux. Hommes et singes sont en réalité beaucoup plus adaptés à des environnements spécifiques, des formes en sommes divergentes mais plus spécialisées qu’Ardi, plus “évoluées” que leur ancêtre commun en somme.

Référence : 

Partie sur Ardi très inspirée de ce billet de John Hawks , qui n’a toutefois pas l’air d’accord avec l’interprétation faisant d’Ardi un bipède. On y trouvera les refs des articles de Science

Des scientifiques américains ont filmé, une cinquantaine d’heures durant, une éruption volcanique sous-marine. Le volcan en question, le West Mata, “culmine” à 1 200 mètres sous la surface de l’océan pacifique, près des îles Samoa.

En mai, les géologues ont embarqué une caméra haute-définition sur Jason, un sous-marin télécommandé, qui a pu atteindre ces grandes profondeurs pour capturer la scène. L’opération est (presque) inédite – Jason avait déjà saisi une éruption sous-marine auparavant.

Selon Bob Embley, un géologue de la National oceanic and athmospheric administration, institution qui a financé l’onéreuse opération, cette plongée de Jason a permis de scruter au plus près l’activité du volcan.

“La forte pression à cette profondeur minore la violence des explosions du volcan. Donc nous avons pu approcher le robot à quelques mètres de l’éruption. Sur terre et en basse profondeur, nous n’aurions pu espérer l’approcher et avoir de tels détails.”

 

Photo et vidéos : National science foundation (NSF)

 

Une myriade de réveillons vous attendent en cette période de fêtes et vous ne savez pas comment divertir la galerie autrement qu’en vous pochtronnant outre mesure et en finissant à danser sur la table? Heureusement pour vous, SSAFT dégaine 10 expériences Strange et Funky pour épater Mamie! Allez en piste:

 

 

 

Ah mais je vous vois froncer les sourcils: est-ce parce qu’il s’agit encore d’une vidéo anglophone et que restez décidemment anglophobe? Ou s’agit-il du manque d’explications qui vous seraient bien utile pour expliquer chacun des phénomènes illustrés dans la vidéo plus haut?

Quoi qu’il en soit, voici une transcription faite maison et des explications pour la plupart de ces expériences:

 

Allumez une bougie, et ensuite quand vous la soufflez, placez une allumette au dessus de la fumée qui s’échappe de la bougie: la flamme va sauter de l’allumette et rallumer la bougie.

Ce phénomène s’explique par la présence, dans la fumée de la bougie, de minuscules gouttelettes de cires. La fumée est donc combustible et, telle un gaz inflammable, va bruler au contact de la flamme de l’allumette et rallumer la mèche de la bougie.

 

Placez à peu près 100 ml d’eau dans une canette et vous constaterez qu’elle pourra rester dans un équilibre mystérieux, et effectuer des mouvements étranges.

Le centre de gravité de la canette est déplacé lorsque la canette se retrouve sur son arrête et peut se retrouver équilibré par le liquide à l’intérieur, si il n’y en a ni trop peu, ni trop. Euh… ça fait un peu mince comme explication, alors utilisez plutôt des canettes de bières en vous assurant que tout le monde en ait bu assez avant de vous lancer dans des explications fumeuses…

 

Placez une nappe sans ourlets sur une table, puis des objets lourds dessus puis vous allez tirer violemment la nappe en laissant les objets sur la table. Mais souvenez vous que quand vous tirez sur la nappe, ne la tirez pas à l’horizontale, mais vers le bas.

Il s’agit d’une illustration de la première loi du mouvement de Newton sur l’inertie:

Tout corps persévère dans l'état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins que quelque force n'agisse sur lui, et ne le contraigne à changer d'état. 

Cette loi décrit donc la propriété qu’ont des objets à ne pas se mettre en mouvement, leur inertie, qui est en plus proportionnelle à leur masse. Donc pour que le tour de magie marche il faut optimiser l’inertie des objets (objets lourds) et limiter la force exercée sur eux (une nappe en tissu glissant et qu’on retire brusquement… le tour ne marcherait pas avec une nappe en papier de verre, ou avec un mouvement lent, ce qui augmenterait les forces de frictions exercés sur les objets…)

 

Demandez à quelqu’un de faire tourner leur pied dans le sens des aiguilles d’une montre puis demandez leur de dessiner un numéro 6 avec l’index droit. Cela renverse la rotation de leur pied qui tourne alors dans le sens inverse des aiguilles d’une montre.

Il parait qu’il s’agit d’un conflit d’influx nerveux sur le même hémisphère. En effet, il est beaucoup plus facile à réaliser ces mouvements quand on utilise le pied droit et l’index gauche, et inversement.

 

Il faut mettre du vinaigre dans cette jarre, et on ajoute du bicarbonate de soude (ou de la levure chimique). La réaction produit du dioxyde de carbone dans la jarre, qui est plus lourd que l’air et donc qui ne va pas s’échapper. Ce qu’on va pouvoir faire, si on laisse la réaction se dérouler assez longtemps, c’est verser le gaz sur ces bougies qui va, espérons-le, éteindre les flammes en les atteignant.

La flamme de la bougie brûle parce qu’elle se trouve dans une atmosphère riche en oxygène. Le dioxyde de carbone, quand il tombe sur la flamme, chasse l’oxygène, la privant de comburant.

 

Demandez à quelqu’un de placer sa main avec les doigts étendus sur la table, et demandez leur de bouger chacun de leurs doigts. Ensuite demandez leurs de plier le majeur et de renouveler l’expérience. Bien qu’ils seront toujours capables

de bouger leur index et leur petit doigt, ils ne pourront probablement pas bouger leur annulaire.

L’annulaire et le majeur sont contrôlés par le même tendon. Il parait que des musiciens, surtout des guitaristes, peuvent bouger leur annulaire.

 

Placez un cure-dent ou une allumette entre deux fourchettes et bien que cela semble impossible, vous pourrez faire tenir le tout en équilibre sur le bout de votre doigt.

Bon c’est encore une histoire de centre de gravité à la noix… Encore une fois je vous conseille de réaliser ce tour après avoir imbibé vos invités d’alcools. On peut d’ailleurs réaliser ce tour avec un verre:

 

 

Tout ce dont ont a besoin ici, c’est d’une superballe et d’une table. Vous allez lancer la table sous la table et elle reviendra exactement au même point où vous l’avez lancé.

Euh… là j’avoue je cale. Quelqu’un a une explication?

 

Prenez un billet de banque avec un portrait et faite un pli passant par chaque œil, et un pli dans la direction opposé entre les deux yeux, et alors vous pourrez, juste en faisant pivoter le billet, faire paraitre le visage souriant ou triste…

Mehein? Je trouverai l’explication avant la fin de ma vie, promis!

 

Faire un trou dans une boite d’allumette vide, puis placez une allumette à la verticale dans la boite et inclinez une autre allumette sur cette première avec en-dessous une pièce. Demandez à un ami (ou mamie) si ils peuvent retirer la pièce sans toucher une seule des allumettes. La solution c’est d’allumer l’allumette en diagonale depuis son centre.

Vous remarquerez que les têtes des allumettes fusionnent et qu’elles se tordent.

 

Bon ben voilà. C’est pas mal comme entrée en matière. Si vous en avez d’autres vous pouvez poster vos liens en commentaires!

 

Bonnes fêtes!

 

Liens:

Le Blog de Richard Wiseman

Au cours d’une réunion au ministère de la recherche, la personne présentant un projet répétait plusieurs fois, à propos de différents tags et mot-clefs sur des sites Internet, les mots magiques de plus petit commun multiple (PPCM) et de « plus grand commun multiple ». Primo, cette notion-là [...]