Sciences dessus dessous

Archive de la catégorie ‘Biologie’

Vendredi 22 mai 2015 | Mise en ligne à 11h18 | Commenter Commentaires (31)

Concours de nom de bière (version geek au carré)

On ne sera peut-être pas des masses à s’extasier devant ces résultats, mais c’est bien dommage, parce qu’on devrait : dans une des expériences les plus joyeusement «crackpot» dont je me souvienne, une équipe de l’Université du Texas a remplacé certains gènes de levure, des gènes essentiels à leur survie, par leur équivalent humain (!), simplement pour voir si les microorganismes pouvaient survivre ainsi. Et dans près de la moitié des cas, les levures se sont très bien accommodées de «nos» gènes !

Ce qu’il y a de remarquable là-dedans, c’est que le dernier ancêtre commun aux levures — des unicellulaires qui appartiennent à la famille des champignons — et à l’humain remonte à environ 1 milliard d’années. Depuis ce temps, les levures ont continué d’évoluer, et l’autre branche qui a divergé jusqu’à donner l’espèce humaine a fait de même. Pour vous donner une idée de ce que cela peut représenter comme durée évolutive, sachez que les plus vieux fossiles d’organismes multicellulaires datent d’environ «seulement» 600 millions d’années. Un milliard d’années, c’est deux fois plus vieux que l’apparition des insectes, 6 fois plus ancien que l’apparition des mammifères (les animaux qui portent leurs rejetons dans leur ventre), 15 fois plus ancien que la disparition des dinosaures…

Bref, un gène a le temps de se réécrire à l’endroit et à l’envers 3500 fois en 1 milliard d’années. Et malgré cela, certains de nos gènes ont si peu changé qu’ils demeurent fonctionnels dans le génome d’une levure !

Les travaux ont été réalisés par l’équipe du microbiologiste Edward M. Marcotte. On savait depuis longtemps qu’en comparant les génomes des levures et de l’Homme, on trouvait des gènes qui se ressemblaient et qui pouvaient jouer des rôles semblables. Mais «est-ce qu’ils sont interchangeables ? (…) On voulait le tester pour autant de gènes que possible», a expliqué M. Marcotte lors d’une entrevue avec le magazine The Scientist.

Son équipe a donc identifié 414 «équivalences», soit des gènes essentiels à la survie d’une levure mais qui sont aussi présents chez l’espèce humaine, et a testé les remplacements un à un. Résultats : dans 47 % des cas, le gène humain faisait très bien l’affaire.

Fait intéressant, si le degré de ressemblance entre les gènes facilite clairement l’interchangeabilité, ce n’est pas le seul facteur à l’œuvre. Les gènes, comme on le sait, sont des espèces de recettes de protéines — qui sont elles-mêmes des chaînes de molécules nommées acides aminés. M. Marcotte a trouvé que lorsqu’un gène humain partageait plus de 50 % de ses acides aminés avec son équivalent «levurien» — ce qui est quand même un gros écart, puisque le remplacement d’un seul acide aminé sur une chaîne pouvant en compter plusieurs centaines suffit parfois à rendre la protéine dysfonctionnelle ; voir par exemple le cas de la dystrophie —, il avait une meilleure chance de rester fonctionnel dans la levure.

Mais lorsque entre 20 et 50 % des acides aminés sont les mêmes, la relation ne tient plus. Sans que l’on comprenne encore pourquoi, il semble que ce sont alors des groupes de gènes qui travaillent ensemble qui sont plus ou moins interchangeables : quand un gène d’un groupe l’est, alors les autres gènes du même groupe ont plus de chance de l’être également.

Bref, ce sont là des résultats non seulement fascinants, mais qui pourraient aussi se révéler très éclairants.

* * * * *

Étant amateur de bonnes choses, je ne peux m’empêcher de souligner que les levures utilisées par M. Marcotte appartenaient à l’espèce Saccharomyces cerevisiæ, avec laquelle on cuisine le pain et fermente la bière et le vin. Et comme j’ai un petit côté gore, je ne peux non plus m’empêcher d’imaginer ce que goûterait une bière que l’on aurait fermentée avec de telles levures «humanisées». Sans doute la même chose, mais bon…

À votre avis, comment on l’appellerait, cette bière (c’est vendredi là, hein, on jase) ? «La Sapiens», ça sonnerait plutôt bien, je trouve. Compte tenu de l’empreinte écologique qu’a l’humanité sur la planète, «La fin du monde» serait pas mal non plus — encore que peut-être un peu trop dramatique, mais c’est déjà pris de toute manière…

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Jeudi 30 avril 2015 | Mise en ligne à 13h19 | Commenter Commentaires (31)

To bio or not to bio…

Photo : archives Le Soleil

Photo : archives Le Soleil

La plus longue expérience comparant l’agriculture «bio» à l’agriculture «conventionnelle» ou «industrielle» dure depuis maintenant plus de 30 ans — un âge fort vénérable pour une expérience scientifique. Elle a commencé en 1981 à l’Institut Rodale, en Pennsylvanie, et se poursuit encore à ce jour. Son directeur de ferme, Jeff Moyer, est de passage au Québec aujourd’hui à l’invitation de l’Institut de recherche et de développement en agroenvironnement (IRDA), et j’en ai profité pour l’interviewer.

Inutile de préciser que, dans le débat sur les avantages et les inconvénients du bio et des méthodes industrielles, M. Moyer a choisi son camp il y a déjà longtemps. Essentiellement, il dit que l’expérience menée à Rodale montre que l’agriculture bio peut être tout aussi productive que la conventionnelle, tout en consommant moins d’intrants (énergie, engrais, pesticides), en polluant moins et en étant en bout de ligne plus payante pour les fermiers, en bonne partie parce que les aliments bio se vendent plus cher.

Bien sûr, reconnaît-il, les sols sont moins riches en nutriments, et la production bio doit sacrifier une partie de ses rendements aux mauvaises herbes et aux insectes, plus difficiles à contrôler sans pesticides. Mais le sol n’est pas qu’un réservoir à nutriments, raisonne M. Moyer. On y trouve aussi toute une ménagerie d’organismes «micro» et «macro» qui profitent aux plantes — par exemple, entre bien d’autres, certains champignons font des associations avec les plantes, les faisant bénéficier de leurs réseaux racinaires plus fins et plus étendus que ceux des végétaux, en échange de quoi ces derniers leur donnent des sucres —, mais que l’on tue en abreuvant les sols de produits chimiques. Au final, dit M. Moyer, l’agriculture conventionnelles finit par simplement remplacer cette vie du sol par des engrais et des pesticides, sans réellement bonifier la production.

A-t-il raison ? A-t-il tort ? La parité bio-industrielle est un refrain souvent entonné par les milieux écolos, mais les chercheurs de l’IRDA, de ce que j’en sais, sont des gens sérieux qui n’inviteraient pas de purs idéologues à leurs assemblées. En outre, les résultats du Rodale ont déjà été publiés dans des revues savantes et d’autres groupes de recherche ont obtenu des résultats semblables — du moins à certains égards.

Mais il reste que cette position est minoritaire dans les milieux de la recherche. Intéressante, pour les raisons que je viens d’énumérer, mais minoritaire. Au cours des trois ou quatre dernières années, plusieurs méta-analyses (dans Nature, Agricultural Systems et les Proceedings of the Royal Society – Biological Science) ont toutes trouvé que l’agriculture biologique est en moyenne de 20 à 25 % moins productive que la production conventionnelle. Cependant ces rendements, il faut le noter, varient beaucoup d’une région à l’autre et d’une culture à l’autre : l’écart moyen n’est que de quelques pour cent pour le riz et les légumineuses, mais peut atteindre 30 % pour des cultures comme la patate et la pomme, voire 40 % pour les fraises — le tableau 1 de cet article est à cet égard extrêmement intéressant et éclairant, tant pour les écarts moyens que pour les (énormes) fourchettes de variation.

Cela dit, j’ai un peu de misère avec les explications qu’avance M. Moyer sur l’écart entre ses résultats et ces moyennes. Il plaide d’abord qu’en général «les fermiers obtiennent les mêmes résultats que nous» ; c’est peut-être vrai, je n’en sais trop rien, mais cet argument me fait le même effet que le fameux «terrain» dont parlent les politiciens lorsque les sondages les donnent perdants.

M. Moyer argue ensuite que le bio nécessite un apprentissage, «que ce soit pour les fermiers ou pour les chercheurs. En bio, vous ne pouvez plus compter sur l’ajout d’intrants (engrais, pesticides), mais devez les remplacer par vos connaissances des sols, de la biologie des plantes, des insectes, etc.» Ce qui est déjà un argument plus intéressant. À vue de nez, on se dit que ces connaissances doivent justement être déjà présentes (par définition) chez les chercheurs universitaires qui concluent que le bio est moins productif et que ça ne doit pas être un facteur important, mais bon, j’imagine qu’on pourrait répliquer à cela que ces mêmes chercheurs ont été formés à l’école conventionnelle, qui ne prépare (ou préparait) pas nécessairement bien à l’agriculture bio…

À votre avis ?

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Mercredi 29 avril 2015 | Mise en ligne à 10h33 | Commenter Commentaires (3)

L’image du jour : la rivière de sang de l’Antarctique

(Image : Peter Rejcek, National Science Foundation)

La Chute de sang se jette dans un lac gelé de l'Antarctique. (Image : Peter Rejcek, National Science Foundation)

Des chercheurs ont trouvé une possible origine pour les «Chutes de sang», un étrange endroit de l’Antarctique, au pied d’un glacier, où quelques fois par décennie ruisselle une eau très riche en fer — ce qui lui donne une sinistre couleur de sang. Dans un article publié hier dans Nature Communications, une équipe de biologistes et de géologues menés par Jill Mikucki, de l’Université du Tennessee, a annoncé avoir trouvé des signes de saumures liquides en-dessous des glaciers et du pergélisol.

Il y a déjà un bout de temps que l’on soupçonne une origine souterraine à cette «chute» : passé une certaine profondeur, la nappe phréatique a tendance à être très salée. Mais voilà, rapporte ce compte-rendu du site de Science, des puits forés dans cette région dans les années 70 n’avaient rien trouvé d’autre que de la terre gelée.

Pour en avoir le cœur net, l’équipe de Mme Mikucki a donc survolé les environs à bord d’un hélicoptère équipé d’un instrument capable de mesurer la résistance électrique du sol jusqu’à 350 mètres de profondeur. Comme l’eau salée conduit beaucoup, beaucoup mieux l’électricité que la glace, la technique a permis d’identifier des zones de faible de résistance électrique, ce qui indique selon toute vraisemblance la présence de saumures. Et si ces dernières s’avéraient aussi riches en oxydes de fer, elles pourraient bien être la source des Chutes de sang.

Fait intéressant, cette eau est non seulement chargée de minéraux, mais elle abrite également une vie microbienne apparemment florissante. Si ces bactéries proviennent bien du sous-sol et qu’elles métabolisent des roches riches en fer comme on le croit, cela pourrait expliquer pourquoi la vie marine est si riche (en été, s’entend) le long de la côte, non loin. Et la présence de vie dans un endroit aussi ridiculement inhospitalier ravive aussi l’espoir d’en trouver sur Mars, mais c’est une autre histoire…

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