C’est dans le besoin qu’on reconnaît ses amis ?

Transmission ≠ contagion ≠ génétique

2 Quand on parle de transmission de problèmes de santé  on pense à des agents infectieux, entre parents et descendants on pense à la génétique.
Or on transmet aussi à ses proches, notamment avec ceux faisant ménage commun  des comportements - qui ont une influence sur la santé - idem pour l'éducation... Cf. p. ex. : il ne suffit pas d'acheter bio pour rester svelte : l'éducation est plus efficace ! (JTS 2VI2014) . De plus, cet article le discute, on partage son microbiote.
De même les parents transmettent à leurs descendants des gènes, bien sûr mais aussi des comportements alimentaires, et même leur microbiote. Ainsi ce qu'on mesure comme corrélations entre parents et enfants est bien plus que les gènes.

 "C'est dans le besoin qu'on reconnaît ses amis" 

Une recherche récente donne un peu de fondement à ce proverbe dans son sens un peu trivial… elle révèle qu'on partage une bonne part de son microbiote avec ses proches; Or le microbiote influence aussi l'obésité.

Nicholas Christakis, sociologue à Yale et son équipe (2007 ) (ici), avaient émis l'hypothèse que les amis pourraient se transmettre des microbes en plus que d'influencer leurs habitudes alimentaires.
Une news dans Nature Sidik, S. (2024) ici rapporte que Beghini et al.  2024) ici ont trouvé en étudiant 1'787 adultes dans 18 villages isolés au Honduras que les personnes faisant ménage commun partagent 13.9% de leurs souches bactériennes, 10% avec les amis alors que les habitants du même village n'en ont que 4% en commun.

Sidik (2024) ici l'illustre avec cette image titrée "Your friends shape your microbiome — and so do their friends"

Figure 1 : les convives partagent plus que la nourriture et l'amitié lors d'un repas 

[img] source Sidik (2024) ici Credit: Getty

L'étude explore comment les interactions sociales influencent le microbiote intestinal, s'inspirant de recherches initiales sur l'association entre l'obésité et les liens sociaux révélés par les réseaux sociaux. 

Diffusion de l'obésité, liens sociaux et habitudes alimentaires

Pour tester l'hypothèse de Christakis, et al. (2007 ) (ici) (que les amis pourraient se transmettre des microbes en plus que d'influencer leurs habitudes alimentaires), Beghini, et al. (2024) ici

ont étudié 18 villages isolés au Honduras, où les interactions sont majoritairement en face-à-face (réseaux absents) et où l'exposition aux aliments transformés et aux antibiotiques est limitée. Les résultats montrent que les époux ou les personnes vivant ensemble partagent jusqu'à 13,9 % de leurs souches microbiennes, tandis que les amis partageant du temps ensemble en partagent 10 %, contre seulement 4 % pour les habitants d'un même village n'interagissant pas fréquemment. Ces données suggèrent que les microbes intestinaux se transmettent via les relations sociales.

Pour Valles-Colomer et al. (2023) ici cette découverte enrichit notre compréhension des facteurs influençant le microbiote, et peut même être un facteur explicatif de transmission (en tous cas de corrélations n.d. JTS) de maladies rarement considérées comme contagieuses. Selon les chercheurs, elle pourrait même ouvrir des pistes pour la gestion de maladies liées au microbiote, comme la dépression ou l'hypertension, en combinant thérapies classiques et interventions ciblant le microbiote. Traduction de Sidik (2024) ici

Repenser la transmissibilité

Des recherches comme celle-ci « changent complètement notre façon de penser », car elles suggèrent que les facteurs de risque pour des maladies ou troubles liés au microbiote, pourraient se propager d'une personne à l'autre via leurs microbiotes, explique Nicola Segata, biologiste computationnel à l'Université de Trente, en Italie. Segata n'a pas participé à ce travail, mais il a collaboré avec Valles-Colomer et des membres de l'équipe de Christakis dans le cadre de recherches similaires.

Dans le cas de la dépression, qui peut être difficile à traiter, combiner les thérapies existantes avec des traitements ciblant le microbiote pourrait améliorer les soins, affirme Valles-Colomer. (Traduction de Sidik (2024) ici)

Il ne faudrait pas éviter les interactions sociales par crainte d' « attraper » le microbiote d'autrui.

Valles-Colomer indique toutefois qu'il ne faudrait pas éviter les interactions sociales par crainte de « contracter » le microbiote d'autrui. Les interactions sociales peuvent transmettre des composants de microbiotes sains et ont d'innombrables autres avantages. Il insiste « Les contacts proches ne sont pas mauvais; au contraire, ils sont bénéfiques ! ».(Traduction de Sidik (2024) ici)

References

• Beghini, F., Pullman, J., Alexander, M., Shridhar, S. V., Prinster, D., Singh, A., Matute Juárez, R., Airoldi, E. M., Brito, I. L., & Christakis, N. A. (2024). Gut microbiome strain-sharing within isolated village social networks. Nature, 1‑9. https://doi.org/10.1038/s41586-024-08222-1
• Christakis, N. A., & Fowler, J. H. (2007). The Spread of Obesity in a Large Social Network over 32 Years. New England Journal of Medicine, 357(4), 370‑379. https://doi.org/10.1056/NEJMsa066082
• Hanage, W. P. (2014). Microbiology : Microbiome science needs a healthy dose of scepticism. Nature, 512(7514), 247‑248. https://doi.org/10.1038/512247a
• Sidik, S. (2024). Your friends shape your microbiome—And so do their friends. Nature, d41586-024-03804‑03805. https://doi.org/10.1038/d41586-024-03804-5
• Valles-Colomer, M., Blanco-Míguez, A., Manghi, P., Asnicar, F., Dubois, L., Golzato, D., Armanini, F., Cumbo, F., Huang, K. D., Manara, S., Masetti, G., Pinto, F., Piperni, E., Punčochář, M., Ricci, L., Zolfo, M., Farrant, O., Goncalves, A., Selma-Royo, M., … Segata, N. (2023). The person-to-person transmission landscape of the gut and oral microbiomes. Nature, 614(7946), 125‑135. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05620-1

Remerciements

Remerciements à Laura Weiss pour une relecture et des commentaires constructifs.

New ! Plancton du Léman en réalité virtuelle, en expériences et en jeu de plateau au Lifescope (not Black Friday :-)

Plancton du Léman en réalité virtuelle au Lifescope

Après une JTS sur le cycle du carbone dans les grands lace (ici), sur un projet de science citoyenne (Lémanscope) où chacun peut contribuer à connaître l'état du lac, et sur les sources de données authentiques et à jour de la CIPEL pour discuter l'état du Léman avec les élèves, JTS vous présente une nouvelle thématique qui s'ouvre au  dès le semestre de Printemps (ouverture à la réservation le 9 décembre) :

 « Plancton du Léman »  https://scienscope.unige.ch/lifescope/ateliers/plancton-du-leman/

Bien aligné sur les objectifs du PER, l'atelier abordera les notions d'écosystèmes, de réseaux trophiques du Léman puis élargira la discussion sur le phytoplancton océanique, essentiel à la vie sur Terre.
Les élèves y utiliseront des outils de réalité virtuelle pour explorer des environnements invisibles à l'œil nu. Ils réaliseront également des expériences pratiques et participeront à un jeu de plateau géant, spécialement conçu pour révéler les dynamiques du réseau trophique du Léman.
Situer le Lifescope parmi les offres de l'uniGE pour l'enseignement de la biologie

Pour approfondir ou préparer une visite : L'importance du plancton est par exemple soulignée par Martin, R., & Quigg, A. (2013) Intranet.pdf

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Plancton du Léman

Réservations à partir du 9 Décembre 2024!

Le Léman fait partie de notre quotidien et pourtant… savez-vous vraiment ce qu'il s'y passe? quelles espèces y vivent? quels sont les enjeux actuels le concernant? Nous profiterons de cette exploration détaillée des réseaux trophiques du Léman pour mettre en avant un groupe crucial pour l'équilibre des écosystèmes et pour la vie sur Terre: le plancton!

• Quoi ?  Un atelier interactif d'1h animé par de jeunes chercheurs de l'Université.
• Pour qui ? Secondaire I (12-15 ans)
• Comment ? Réservations à partir du 09/12/2024

Objectifs d'apprentissage:

• Étude et comparaison des réseaux alimentaires de deux milieux naturels (terrestre ou aquatique) et mise en évidence du rôle des organismes autotrophes (PER-MSN 38)
• Étude de l'impact de modifications d'un écosystème (PER-MSN 38)
• Appropriation des différents niveaux d'organisation de la vie au niveau macroscopique (écosystème – populations – individus – pluricellulaires – unicellulaires) (PER-MSN 38)
• Préparation d'un protocole d'observations, de mesures et de calculs (PER-MSN 38)

Le développement de cet atelier a reçu le précieux soutien de la fondation Ernest Dubois.

L'application de réalité virtuelle PlanktoQuest a été développé par l'équipe du CEA Grenoble – Cell and Plant Physiology Laboratory UMR5168.
Crédits

Références:

• CIPEL. (2022). Le brassage complet des eaux du Léman n'a pas eu lieu pour la 10ème année consécutive : Quelles conséquences ?
  sur l'état de santé du lac  ? CIPEL, M
• ars 2022. https://www.cipel.org/wp-content/uploads/2022/03/cp-cipel-brassage-hivernal-2022.pdf
• Bouffard, D. (PI) (2022). The online platform for monitoring and forecasting the bio-physical state of Swiss lakes.
  [Produciton projet ESA]. Meteolakes. http://meteolakes.ch/#!/about
• Many, G., Escoffier, N., Perolo, P., Bärenbold, F., Bouffard, D., & Perga, M.-E. (2024). Calcite precipitation : The forgotten piece of lakes' carbon cycle. Science Advances, 10(44), eado5924. https://doi.org/10.1126/sciadv.ado5924
• Martin, R., & Quigg, A. (2013, octobre). Le phytoplancton moteur de l'évolution. Pour la Science, 48‑55. Intranet.pdf
• Middelburg, J. J. (2024). Closing the inland water carbon cycle. Science Advances, 10(44), eadt3893. https://doi.org/10.1126/sciadv.adt389

Comment se fait la science que nous enseignons : cycle de conférences

Comme chaque année, la fondation Culture & Rencontre organise, avec des chercheurs de l'Université de Genève, un cycle de conférences scientifiques. Cette année le titre est  « Science et société : chercher, découvrir, diffuser ».

Elles auront lieu les mercredis 15, 22 et 29 janvier, 5 et 12 février 2025, à 20h, à l'aula du Collège de Saussure. L'entrée est libre et sans réservation.

Éclairages croisés sur la science et la société : crise de l'expertise, collaborations en recherche, parcours académiques, équilibre carrière-vie privée et genre, transfert d'innovations et impact du sensationnalisme médiatique.

Ce cycle de conférences offrira cinq éclairages sur ce que vivent actuellement les chercheur.e.s, comment leur carrière se construit et s'articule avec leur vie privée, la liberté et les contraintes qui orientent leurs recherches, le devenir des savoirs produits - appliqués dans des produits et services concrets pour la société, comment ces savoirs sont transformés pour s'adapter aux médias, au grand public ou aux enseignements en classe.
JTS illustre d'abord en quoi cela pourrait intéresser les enseignants, puis présente les résumés des conférences et joint à cet envoi le flyer en PDF, n'hésitez pas à le distribuer à vos collègues !

Des activités pour les élèves "comme des chercheurs " - mais comment se fait vraiment la recherche, comment se vit-on comme chercheuse et chercheur, et que ressort-il de ces recherches ?

Plusieurs pédagogies proposent aux élèves d'adopter une posture de chercheur ou chercheuse, mais est-ce possible et savons-nous, en tant qu'enseignants, encore ce que c'est ?
Ces conférences aideront les élèves à donner du sens à l'apprentissage des sciences, face à un monde qui change et pour des jeunes qui remettent en question "la science", parfois vue comme autoritaire et patriarcale ?

Pour aider les élèves à se projeter dans un futur de scientifique, quoi  de mieux qu'entendre des chercheuses et chercheurs raconter comment ils vivent et produisent les savoirs que nous enseignons ?
Comment se construit une carrière  ? 

Peut-être que certain.e.s pensent devoir sacrifier la vie de famille à la recherche ; est-ce forcément le cas ?

Dans ces conférences on pourra entendre discuter des questions que les élèves se posent :
- Quelle liberté a-t-on de choisir ses recherches. Quelle est l'influence des financements, de l'industrie mais aussi de l'intuition, la curiosité ? 

- Que deviennent ces recherches : mènent-elles à des applications utiles à la société ou restent-elles dans des revues que le public ne lit pas ?

- Ce que nous lisons  dans les médias reflète-t-il bien les conclusions des recherches .... ?

- Comment ces savoirs publiés nourrissent-ils ce qui est présenté aux élèves dans les classes ?
- Comment adapter ces savoirs à ses élèves dans le contexte particulier de chaque classe ?

Quelle conférence privilégier pour donner une image réaliste et actuelle de la recherche aux jeunes qui s'orientent pour leurs études - et pour mieux enseigner les sciences

JTS met ici en évidence en quoi chacune de ces conférences peut être pertinente pour vous, et pour vos enseignements, pour y envoyer vos élèves qui s'interrogent sur leur avenir.

• Les élèves ne savent pas toujours pourquoi on doit apprendre les sciences.
  Ce qu'on attend de l'enseignement de la science est en mutation; Autrefois on formait des futurs biologistes, chimistes, ou physiciens, et la science était le lieu d'une pensée "au-dessus des turpitudes du monde".  Et si notre rapport à la science avait changé ? De plus en plus la société attend de l'école qu'elle forme des citoyens capables de développer une pensée critique, intégrant les résultats de la science pour prendre leurs décisions. (Cf. p. ex. ici
  
  Prof. Bruno J. Strasser,  discutera pourquoi la crise du Covid-19 a bousculé la notion d'expertise et comment redonner du sens au rôle des sciences dans notre société.
  Sommes-nous tous des experts ?  Me. 15 janvier 2025
  

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• Pour s'imaginer chercheur ou chercheuse, entendre qu'on peut avoir une vie et être à la pointe, vivre ensemble sa passion et comprendre comment les différences et désaccords aident à réussir.
  
  Dre Virginie Hamel et Prof. Paul Guichard, un couple de chercheurs et chercheuses, enthousiastes et pétillant-e-s montrera comment des obstacles à leur recherche scientifique les ont conduits à développer une technique d'imagerie révolutionnaire  : la microscopie à expansion et ses applications fondamentales et médicales.
  Voir, c'est savoir : du microscope à la découverte scientifique Me, 22 janvier 2025
  

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• Peu d'élèves ont une idée claire d'un parcours académique. Ils s'imaginent souvent les chercheurs comme des êtres étranges, asociaux, enfermés dans leurs labos - et souvent des hommes âgés.
  
  Prof. Martina Valentini donnera une image plus dynamique, jeune et féminine de ce parcours, par lequel elle a pu transformer une passion en une carrière scientifique florissante. De l'étudiante curieuse à la chercheure accomplie , elle décrira comment elle a vécu les études, le doctorat, des projets, des responsabilités, la gestion d'un laboratoire.
  Parcours en recherche : de l'université aux projets scientifiques mercredi 29 janvier 2025
  

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• La recherche est souvent présentée comme déconnectée, peu utile, planant dans sa tour d'ivoire, ou au contraire très dépendante des acteurs économiques ("vendue aux Pharma").
  
  Dre Raluca Flückiger montrera comment UNITEC aide à transformer les idées novatrices issues des laboratoires en produits et services concrets, bénéfiques pour la société.
  Elle discutera du rôle que jouent les universités pour l'innovation dans notre société, et de la construction de collaborations entre universités et entreprises.
  De l'innovation à l'impact : quand l'académie se connecte à l'industrie mercredi 5 février 2025
  

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• La plupart des gens découvrent les savoirs produits par les chercheurs·euses via les médias. Pour être plus accrocheuses, les connaissances scientifiques sont simplifiées et transformées, souvent au détriment de la rigueur. Cette transformation, déterminée par le milieu médiatique, est inévitable et prévisible. cf.ci
  
  Dr François Lombard, décodera avec vous comment une étude sur les variantes d'un gène humain (connu pour déterminer l'attachement chez des campagnols) ne permet pas de conclure clairement sur le comportement de couple chez les hommes. Et pourtant, il montrera pourquoi cela suscite inévitablement des titres sensationnalistes dans les médias, tels que : "On a trouvé le gène de l'infidélité masculine". Et pourquoi on trouve inévitablement en classe des savoir définitifs et rarement les méthodes qui ont permis de les construire.
  La science dans les médias : le sensationnalisme au détriment de la rigueur ?mercredi 12 février 2025

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Résumés par les Conférencier-es

Flyer disponible ici Affiche ici

Remerciements à Laura Weiss pour une relecture et des commentaires constructifs

Le Léman émet beaucoup de CO₂ comment un nouveau modèle permet de mieux réconcilier les mesures et les prédictions

Comme plusieurs grand lacs, le Léman émet beaucoup plus de CO₂ qu'il n'en consomme. Le modèle habituellement utilisé pour le cycle du carbone dans ces lacs ne l'expliquait pas bien.  JTS discute comment des données plus précises et un nouveau modèle a permis permet de mieux ajuster les modèles que leurs prédictions correspondent mieux aux mesures - validant ainsi leurs prédictions.
JTS montre ensuite combien la confiance dans votre discipline peut être ébranlée par l'emploi face aux élèves de termes comme réfuter / rejeter / présenter comme faux l'ancien modèle et argumentera pour utiliser plutôt  des termes comme améliorer, optimiser, compléter.
Les modèles sont au coeur des disciplines MSN (Math Sciences de la Nature) dans le Plan d'Etude Romand (PER) La thématique Modélisation

 

Dans cette recherche, le modèle numérique communément admis par les scientifiques pour simuler le cycle du carbone dans les lacs ne collait pas bien aux données pour le Léman.

Une équipe de chercheuses et de chercheurs dirigée par Marie-Élodie Perga (Many,et al., 2024) ici a utilisé des données réunies sur une plateforme amarrée au large de Pully (LéXPLORE, une collaboration UniL, EPFL, UniGe, etc). Cette plateforme est équipée d'une instrumentation de pointe pour mesurer simultanément les processus physiques, chimiques et biologiques à hautes résolutions temporelles et spatiales. Cet ensemble unique de données permettra de modéliser les processus clés dans le lac, afin de prédire l'évolution du lac et les impacts des changements environnementaux.. A l'aide de ces données précises, fréquentes et collectées sur toute l'année, notamment la mesure de la précipitation de calcite ( CaCO₃) qui libère du CO₂, le postdoctorant Gaël Many a ensuite inclus cette équation dans le modèle numérique et la correspondance de ce modèles amélioré est bien meilleure.

Fig 1 C'est grâce à la plateforme LéXPLORE, sur le Léman, que l'équipe dirigée par prof. Marie-Élodie Perga a pu mesurer
très précisément le phénomène de précipitation de calcite qui génère du CO₂. Source UNIL [img] source Lapierre, F. (2024)

 

La précipitation de calcite (PC), commune dans les lacs, consomme de l'alcalinité et libère du CO₂.

"Il s'agit en fait d'une réaction chimique qui se produit durant l'été. Elle a lieu quand les algues poussent avec la chaleur et modifient le pH de l'eau. Les ions bicarbonates de calcium qu'elle contient, arrachés aux roches par l'érosion et drainés jusqu'au lac, se transforment alors en microparticules de calcaire, la calcite. Le phénomène libère un grand volume de CO₂ dans l'atmosphère. Il se manifeste en surface par une teinte d'une couleur bleu-vert lors d'épisodes «explosifs» fin juin et début juillet." Lapierre, F. (2024) ici

«C'est très excitant d'avoir pu trouver la pièce manquante et démontrer la mécanique, alors que tous les raisonnements se cassaient à l'épreuve du Léman. Cette énigme me trottait dans la tête depuis ma thèse, soutenue en 2004, s'enthousiasme Marie-Élodie Perga, coautrice de l'étude et professeure de limnologie à la Faculté des géosciences et de l'environnement de l'UNIL. Nous sommes les premiers à la résoudre, mais d'autres avaient émis des doutes sur la théorie du carbone uniquement d'origine organique.» Lapierre, F. (2024) ici

Un modèle peut-il être vrai ?

Jump-To-Science présente cette nouvelle recherche en mettant soulignant comment de nouvelles recherches conduisent à améliorer les modèles - plutôt qu'à les réfuter / rejeter / présenter comme faux.

On constate - en observant comment se fait réellement la recherche (Schwarz, et al. 2009) - que les modèles scientifiques sont des simplifications des phénomènes qui mettent en évidence certains aspects et peuvent être utilisés pour expliquer des observations et/ou faire des prédictions (Treagust, et al.(2002)ici.  Un "bon" modèle est choisi pour son pouvoir prédictif et explicatif des données - pour résoudre un problème.   Pour Martinand (2010) : ils sont et restent hypothétiques ; ils sont modifiables […] ils sont pertinents pour certains problèmes dans certains contextes. Ils ne sont ni vrais ni faux.

Le Léman ( et d'autres lacs) émet beaucoup plus de CO₂ que le modèle habituel ne prédisait

Selon Many, et al. (2024 ici, jusqu'à présent on utilisait un modèle du cycle du carbone assez simple pour décrire le cycle du carbone dans le lacs, similaire à celui du sol, qui prenait principalement en compte le carbone organique. 
D'autre part de nombreuses mesures montraient que la plupart de ces grands lacs des émettaient des quantités de  CO₂ plus élevées que le carbone absorbé et cela n'était pas bien expliqué par le modèle classique : la respiration des hétérotrophes dépassant systématiquement la production primaire brute, on la considérait comme la principale cause de la supersaturation en CO₂ (libération dans l'atmosphère) dans ces lacs. Bien que dominant, ce modèle n'explique donc pas bien les émissions nettes de CO₂ des lacs où l'effet des autotrophes l'emporte.  encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Ce modèle habituel ne prenait pas bien en compte les apports en carbone minéral

Cette vision centrée sur le carbone organique est remise en question par des preuves convaincantes que les apports hydrologiques de carbone inorganique dissous (CID), plutôt que de carbone organique, expliquent la supersaturation en CO₂ dans de nombreux lacs.

Many, et al. (2024 ici relèvent que de nombreuses études avaient montré que les apports de carbone inorganique dissous (dissolved inorganic carbon (DIC)) correspondent bien à cette  supersaturation en CO₂.

Prédire comment les effets des apports de CID provenant des bassins versants de ces lacs sont transformés en émissions nettes de CO₂ restait une zone d'ombre: on n'avait pas quantifié cet effet suffisamment pour l'intégrer au modèle classique. C'est ce que  Many, et al. (2024 ici, proposent. encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

L'alcalinité qui augmente avec la température et la croissance des algues stimule la précipitation de calcite

Le carbone dans l'eau est souvent représenté par un équilibre chimique entre plusieurs formes : CO₂ dissous, bicarbonate) HCO₃⁻ ion carbonate CO₃²⁻

cf par exemple  Groleau, A., & Michard, G. (2023) ici

CO₂,^dis+ H₂O ⇌ HCO₃- + H+ ⇌ CO₃^2- + 2 H+

Mais justement, il y a aussi le carbonate -apporté par l'eau qui a percolé dans des roches calcaires - et qui peut précipiter - entraînant du Carbone au fond mais en libérant aussi du CO₂ !

L'été la photosynthèse accrue et la diffusion du CO₂ qui était dissous dans l'eau vers l'atmosphère (outgassing) déplace ces équilibres chimiques, ce qui augmente le pH (donc plus alcalin) et cela conduit à la précipitation de la calcite cf figure 2 de Middelburg,(2024)..

figure 2 Le cycle du carbone et le module de calcification img source Middelburg,(2024).

Pour valider le modèle amélioré, simuler "the carbon cycle of the large Lake Geneva over the past 40 years" 

"We develop and introduce a calcite module in a coupled one-dimensional physical-biogeochemical model that we use to simulate the carbon cycle of the large Lake Geneva over the past 40 years. We mechanistically demonstrate how the so-far neglected process of calcite precipitation boosts net CO₂ emissions at the annual scale. Far from being anecdotal, we show that calcite precipitation could explain CO₂ outgassing across various lakes globally, including some of the largest lakes in the world." Many, & al. (2024).ici:

Many et al. (2024) ont développé un module calcite dans le cycle du carbone pour ces lacs et l'ont  validé en simulant le cycle du carbone de notre lac depuis 40ans (dans l'article les auteurs de l'uniL utilisent le nom anglais:Geneva Lake, désolé). encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Ce modèle amélioré explique bien mieux ce qu'on observe actuellement

Appliqué au cycle annuel du lake of Geneva ( le Léman donc :-), on voit sur la figure 3 que le modèle du cycle du carbone prenant en compte la précipitation de calcite (CP en rouge) correspond bien mieux aux données que le modèle sans CP (bleu, noCP).

Fig 3 Les observations et les prédictions au cours de l'année : DIC (Dissolved Inorganic Carbon).  DOY (day of year): jour de  l'année.  en noir les observations, en rouge-orangé le modèle prenant en compte la précipitaion de calcite (CP) en bleu le modèle sans CP (noCP)  En comparant A et B on voit que le surcroît de CO₂ émis  source  [img] Many,(2024 ici

L'article argumente soigneusement pour convaincre les autres spécialistes du domaine

Dans la discussion Many et al. (2024) argumentent de la validité  de leur modèle, de ses limites.

Par exemple

"The simulations show that when the carbonate equilibrium chemistry is the only mechanism by which DIC is converted into CO₂, final CO₂ emissions are close to carbon neutrality for Lake Geneva. Even for such an autotrophic lake with relatively buffered pH, the carbonate equilibrium can generate sufficient CO₂ to compensate for the 105 Gg C of CO₂ consumed by the net metabolism across the total water column. However, accounting for the CP is necessary to reach the annual supersaturation and a net CO₂ outgassing observed for Lake Geneva." encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

L'article propose à la communauté cette amélioration du modèle : le débat est lancé avec cette publication !

On voit que ce que les auteurs proposent à la communauté dans cet article est fondé sur une nouvelle explication des données ( les leurs et d'autres). 

Contrairement au débat habituel (politique, par exemple) ils ne cachent pas les limites et les objections, ils les discutent : P. ex plus loin ils essayent de parer des objections possibles : Ils essayent leur modèle sur plusieurs lacs pour voir si ( et dans quelle mesure) il explique bien ce surcroît de CO₂  émis (outgassing).

Plus bas, un extrait où ils discutent comment le surcroît de CO₂ des lacs (ΩCO₂ ) est activé (fueled) par l'alcalinité (TAC) et  vérifient la pertinence de leur modèle sur plusieurs lacs, grâce à des données de Marie-Élodie Perga, qui a étudié notamment le lac Mendota, dans le Wisconsin «jumeau scientifique du Léman». Elle estime que ce mécanisme incluant la précipitation de calcite concerne environ la moitié de la surface des eaux lacustres de la planète. 

Un exemple ou Many et al. (2024) argumentent la portée de leur modèle :

"The modeling exercise on Lake Geneva shows that CO₂ outgassing is fueled by alkalinity but cannot be explained by the carbonate equilibrium alone. CP is the necessary mechanism by which the lake turns into a net CO₂ emitter at the annual scale. To test our conclusions beyond the case of Lake Geneva, we ran additional simulations of surface PCO₂ with both iterations of the model, modulating the initial lake alkalinity for ¼, ½, equal to, and double that of Lake Geneva (TAC range: 0.4 to 3.6 mol m−3). Results are reported as annual averages of CO₂ saturation (ΩCO₂ = pCO₂ pCO₂ eql), to which we fit a regression model (with or without CP) as a function of alkalinity (Fig. 4A). All other conditions kept constant, annual ΩCO₂ increases with the lake's alkalinity for both model versions ([…] 
The regression model fitted to the observation data predicts that a doubling of alkalinity leads to a +134% increase in CO₂ saturation and lake CO₂ emissions, i.e., an effect size similar to the one derived from the model with CP. Lakes from the dataset span an extensive range in size (surface areas vary over four orders of magnitude), trophic status (from oligo to eutrophic), and mixing regimes (from oligo to dimictic), all of which are likely to affect the inorganic carbon fluxes (table S8). However, the similarity in the effect size between the Mod. CP and the observational dataset suggests that both the model parametrization and the deduced mechanisms, i.e., CP boosting of CO₂ emissions, apply broadly." encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Fig 4   Application du modèle à plusieurs grands lacs aux USA et en Suisse - TAC : alcalinité totale   ΩCO₂ moyenne annuelle de  saturation CO₂.
Ligne de régression  : en rouge le modèle prenant en compte la précipitation de calcite (CP) en bleu le modèle sans CP (noCP)  source   Many,(2024 ici

Tout modèle est modifiable

On voit que ce que les auteurs proposent à la communauté dans cet article est fondé sur une nouvelle explication des données, qui prend en compte ce qui est déjà connu mais y ajoute un phénomène considéré comme négligeable jusqu'alors et montre l'apport nouveau de cette recherche.

Ils proposent ce nouveau modèle sur la base de sa capacité à mieux expliquer les données empiriques récoltées - les leurs et celles de nombreux autres. 
Comme l'écrit Jean-Louis Martinand, un modèles scientifique est hypothétique (car il repose sur des théories, et peut être vérifié expérimentalement). Many et al. (2024) proposent une amélioration du modèle classique. Ils ne le rejettent pas. Comme le  dit Martinand, le modèle est modifiable.  P. ex. on voit dans la figure 3 que la correspondance n'est pas parfaite ( il n'est pas non plus simplement vrai et l'ancien faux) et le nouveau modèle est ainsi également modifiable, cela arrivera sûrement dans le futur... c'est ainsi que la science progresse.

Choix du modèle pour sa pertinence à certains problèmes

L'ancien modèle est sans doute encore pertinent pour certains problèmes. Many et al. (2024) indiquent que leur modèle s'applique aux grands lacs alcalins mais pas aux petits lacs nordiques pour lesquels l'ancien modèle est tout à faut pertinent. 
Dans certaines classes il serait probablement pertinent comme étape pour la progression des élèves.

Comme l'écrit Jean-Louis Martinand (et de nombreux autres comme Taber, K. (2019)), tout modèle n'est pertinent que dans un certain domaine. La loi d'Ohm n'est pas pertinente pour décrire un transistor. Les lois de Newton ne sont pas pertinentes pour des objets comme des fusées qui atteignent de très grandes vitesses. Les lois de Mendel ne sont pas pertinentes pour expliquer pourquoi cet élèves qui a les yeux bruns a deux parents aux yeux bleus.

Comme en math on délimite d'abord dans quel ensemble (ℕ ℤ ℚ et ℝ)  on effectue l'opération.

Ainsi il ne s'agit pas tant de savoir si le modèle est vrai, ni de chercher le Top-Modèle mais si on l'utilise dans son domaine de validité, si il est pertinent à ce problème.

Apprendre que les modèles peuvent changer sans perdre confiance dans la science

Une des difficultés est que certains élèves pourraient conclure qu'en science on ne sait rien car les experts sont pas d'accord entre eux...
Et en plus ce que vous avez appris à mon grand père ( "il y a des millions de gènes chez l'humain") n'est pas ce que vous avez enseigné à mon père ("on connaît protéines donc il y autant de gènes") et maintenant vous me dites qu'il y a environ 21'500 gènes ... comment voulez-vous que je  vous croie ?

Le point crucial ici du point de vue pédagogique est d'aider les élèves à concevoir les modèles comme des outils pour penser, et qu'il faut choisir le bon modèle pour un problème donné, mais aussi que la science progresse et donc améliore les modèles.
Du coup l'importance de formuler les progrès en termes d'amélioration des modèles plutôt que de rejet, comme le sensationnalisme des média l'oblige.

Comment concilier la nécessaire clarté des objectifs "vérité pour la classe" et la science faite de modèles qui ne sont pas "vrai" ni "faux" et peuvent évoluer ?

Pour les élèves il faut que soit très clair ce qui va être considéré comme une bonne réponse aux examens. Pour eux c'est ce qui est "vrai" - la "vérité pour la classe à ce moment" .
Comment concilier l'usage de modèles en changement, différents selon le contexte et l'exigence pédagogique de définir ce qui peut être considéré comme juste à un moment donné pour la classe ?

Il est par exemple possible de définir quel modèle sera reconnu aux examens de cette classe: "durant ce semestre, aux examens, si vous utilisez le modèle de Mendel ce sera considéré comme correct, même si nous savons que la réalité est plus complexe. Et vous serez amenés à utiliser d'autres modèles plus pertinents au semestre prochain. "

Comment aider les élèves à progressivement travailler avec des modèles qui changent ?

Schwarz, et al (2009) ici proposent une progression de la modélisation qui guide les élèves depuis une recherche de la vérité simple où "les modèles sont vrais" (niveau 1) vers la modificaition des modèles pour améliore leur pouvoir explicatif, avancer leur compréhension, développer de nouvelles questions, (niveau 4)

Pour vous donner envie de le lire, JTS propose la traduction de leur table 4  encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Cet article propose des exemples concrets et développe des étapes et des activités. Il propose aussi des observables pour définir ce qu'on vise dans un cours, pour aider à guider les élèves en indiquant ce qui est attendu et leur permettre de se situer. Par exemple  Schwarz, et al (2009) ici

Table 4 des étapes dans la progression des apprentissages pour comprendre les modèles comme des outils pour comprendre le monde -donc changeables

Niveau	Observables
4	Les élèves envisagent des modifications dans les modèles pour améliorer leur pouvoir explicatif avant d'obtenir des résultats soutenant ces modifications. Les changements dans les modèles sont envisagés pour développer des questions qui peuvent ensuite être testées par rapport aux phénomènes. Les élèves évaluent des modèles concurrents pour envisager de combiner des aspects des modèles afin d'améliorer leur pouvoir explicatif et prédictif.
3	Les élèves révisent les modèles afin de mieux correspondre aux résultats obtenus et d'améliorer l'explication d'un mécanisme par le modèle. Ainsi, les modèles sont révisés pour améliorer leur pouvoir explicatif. Les élèves comparent les modèles pour voir comment différents composants ou relations s'ajustent plus complètement aux données afin de fournir une explication plus mécaniste des phénomènes.
2	Les élèves révisent les modèles sur la base d'informations provenant d'une autorité (enseignant, manuel, pair) plutôt que sur la base de preuves recueillies à partir des phénomènes ou de nouveaux mécanismes explicatifs. Les élèves apportent des modifications pour améliorer les détails, la clarté ou ajouter de nouvelles informations, sans considérer comment le pouvoir explicatif du modèle ou son adéquation aux preuves empiriques est amélioré.
1	Les élèves ne s'attendent pas à ce que les modèles changent avec de nouvelles compréhensions. Ils parlent des modèles en termes absolus, comme s'ils étaient soit corrects, soit incorrects. Les élèves comparent leurs modèles pour évaluer s'ils sont de bonnes ou de mauvaises répliques du phénomène.

NB : La traduction de evidence et proof en anglais est très délicate -  encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici
Selon ChatGPT on peut employer selon les cas Élément(s) de preuve, Preuves, Données probantes, Indices, Constatation(s)

Au lieu de nous apprendre le passé simple ils feraient mieux de nous enseigner le futur complexe

Cette phrase généralement attribuée à Jean Cocteau illustre de façon satirique et lucide une question centrale dans l'enseignement : jusqu'où faut-il simplifier le monde à l'école pour le rendre accessible aux élèves, ou les aider à affronter sa complexité ? Chaque enseignant-e adapte en fonction de ses élèves, de ses pédagogies, etc.
Mais pour vous lecteurs prend le parti d'encourager ses lecteurs  - qui ont en général une formation scientifique avancée - à ne pas croire ces publications JTS, mais à aller vérifier l'article d'origine.
C'est ce que le titre de Jump-To-Science évoque    L'argumentation qui fonde cette approche est décrit ici

Références 

• Groleau, A., & Michard, G. (2023). La sédimentation dans un lac carbonaté étudiée La sédimentation dans un lac carbonaté étudiée par la chimie des eaux : Exemple par la chimie des eaux : Exemple du lac du du lac du Bourget Bourget 01/03/2023 Auteur(s) / Autrice(s) : Alexis Groleau Institut de Physique du Globe de Paris, Univ. Paris Cité Gil Michard [Ressources scientifiques pour l'enseignement  des sciences de la Terre et de l'Univers]. ENS-Lyon. https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/lac-carbonate.xml
  
• Lapierre, F. (2024, octobre 30). L'UNIL perce un mystère : L'eau calcaire et les algues du Léman émettent beaucoup de CO₂. Tribune de Genève. https://www.24heures.ch/lunil-perce-le-mystere-des-fortes-emissions-de-CO2-du-leman-272756952227
  
• Lombard, F. (2011, décembre 20). Rechercher le top-modèle pour expliquer la biologie ? Jump-To-Science; ex Bio-Tremplins. https://tecfa-bio-news.blogspot.com/2011/12/la-perfection-du-modele-certains.html
  
• Many, G., Escoffier, N., Perolo, P., Bärenbold, F., Bouffard, D., & Perga, M.-E. (2024). Calcite precipitation : The forgotten piece of lakes' carbon cycle. Science Advances, 10(44), eado5924. https://doi.org/10.1126/sciadv.ado5924
• Martinand, J. L. (2010). Schémas didactiques pour la modélisation en sciences et technologies. Spectre, 40, 1, 20‑24. intranet.pdf
• Middelburg, J. J. (2024). Closing the inland water carbon cycle. Science Advances, 10(44), eadt3893. https://doi.org/10.1126/sciadv.adt389
• Schwarz, C., Reiser, B. J., Davis, E. A., Kenyon, L., Achér, A., Fortus, D., Shwartz, Y., Hug, B., & Krajcik, J. (2009). Developing a learning progression for scientific modeling : Making scientific modeling accessible and meaningful for learners. Journal of Research in Science Teaching, 46(6), 632‑654. https://doi.org/10.1002/tea.20311
• Taber, K. (2019). MasterClass in science education : Transforming teaching and learning.
• Treagust, D. F., Chittleborough, G., & Mamiala, T. L. (2002). Students' understanding of the role of scientific models in learning science. International Journal of Science Education, 24(4), 357-368. doi: 10.1080/09500690110066485
  
  
  

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Chaque jour de l'avent une expérience de physique - Bioscope - 28 novembre,Découvrir les virus - Dialogues insolites ,malgré le Muséum fermé

Soirée publique Bioscope - 28 novembre

Découvrir les virus

 

De quoi sont faits les virus ? Comment utilisent-ils notre corps pour se répliquer ? Sont-ils tous dangereux ?  Venez explorer ces questions à travers des activités pratiques et en présence de deux expertes en virologie de la Faculté de Médecine de l'Université de Genève. 

 

28 novembre 2024 18h - 20h 

 

Gratuit  Tout public, conseillé dès 8 ans Accès fauteuil roulant Sur inscription : https://bioscope44.eventbrite.fr

Bioscope à la MEA, 26 Boulevard de la Cluse

 

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Une expérience de physique chaque jour de l'avent

PiA – Physics in Advent

Inspiring experiments for pupils and whole school classes From 1^st to 24^th of December 2024

 

Physics in Advent https://www.physics-in-advent.org/ is a special and unique Advent calendar, where young researchers, school classes and anyone interested can try out 24 physics puzzles and experiments. 

 

 

A video clip will present an experiment every day from 1^st to 24^th of December (German or English language). These simple but clever experiments can be repeated at home, alone or with friends, or in the classroom. Questions about the outcome of the daily experiment can be answered on the website during the same day. The solutions will be shown the following day also as online video. 

 

Participation in Physics in Advent is free and open to all. Prizes can be won by pupils between the ages 11 to 18 years from all over the world, individually, as school classes or even as whole schools. Younger and older pupils, parents, students, and teachers are also cordially invited, but will not be considered for the prize lottery. 

 

It is especially worthwhile to take part for Swiss pupils since The Swiss Physical Society is fostering prizes for individuals and school teams from Switzerland in its own national lottery. The Swiss prizes are sponsored by the Swiss Physical Society, the Swiss Academy of Sciences, the foundation Metrohm Stiftung, and supermagnete.ch.

 

contact:         Gernot Scheerer, gernot.scheerer@hotmail.de

Swiss Physical Society, http://www.sps.ch

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Le Museum est fermé, mais propose des dialogues insolites

Vous avez dit insolites?! Les Dialogues insolites, l'exposition hors-les-murs du Muséum d'histoire naturelle de Genève (MHNG), c'est tout un tissu d'institutions culturelles et scientifiques genevoises qui travaillent, réfléchissent, dialoguent, créent et exposent ensemble. Neuf mois après le début de cette aventure, c'est au tour des Bibliothèques municipales, dès le 12 octobre et puis du CERN, dès le 26, de se joindre à ces propositions muséales insolites!  Pendant sa fermeture pour travaux, le MHNG ne chôme pas. Et puisqu'il est amené à sortir de ses murs, c'est l'occasion idéale de créer des synergies avec les autres institutions du Canton et ainsi laisser germer des propositions d'expositions originales et parfois, inattendues. Les Dialogues insolites font se rencontrer des objets de collection issus du MHNG comme d'autres institutions muséales, culturelles et scientifiques. Sous forme de petites installations disséminées dans le canton, des disciplines se côtoient, se connectent révélant ainsi des corrélations souvent insoupçonnées. Ces liens inattendus forment de petites histoires universelles qui participent à une compréhension plus vaste de notre monde. Qu'ont en commun la désintégration des météorites, les frelons et la bande dessinée? Les deux nouvelles expositions qui commencent tout prochainement. Dès le samedi 12 octobre à la Bibliothèque de la Cité:  Petites histoires BioDivertissantes Qu'est-ce qui rend cette exposition surprenante et enrichissante? C'est le mariage insolite entre le savoir rigoureux des scientifiques et la créativité débordante de jeunes bédéistes. Les animaux, souvent menacés, mal compris ou méconnus, prennent la parole dans des histoires qui nous invitent à réfléchir à nos relations avec le monde naturel comme à notre propre existence.  Dès le samedi 26 octobre au Portail de la Science  Le Muséum rencontre le CERN L'exposition met en lumière des liens surprenants entre deux disciplines scientifiques : l'histoire naturelle et la physique des particules élémentaires. Deux disciplines qui s'efforcent de comprendre le monde qui nous entoure, de ses origines en passant par le présent et l'avenir. L'approche méthodologique de l'histoire naturelle et de la physique des particules, bien que différente dans ses techniques, partage une philosophie commune : l'observation méticuleuse, l'expérimentation rigoureuse et l'analyse systématique. Dialogues insolites en terre genevoise Depuis le début 2024, le MHNG avec la complicité de bon nombre d'institutions, propose toute une série de micro-expositions uniques où oeuvres et spécimens souvent méconnus dialoguent d'une manière tout à fait surprenante. Du Musée d'histoire des sciences (jusqu'au 30.11.25), en passant par la Bibliothèque des Conservatoire et Jardin botaniques (jusqu'au 29.06.25), le Musée d'ethnographie (terminée le 04.08.24), le Musée Ariana (terminée le 31.08.24), mais aussi les Bibliothèques municipales (du 12.10.24 au 21.06.25), le CERN (du 26.10.24 au 02.03.25) et enfin, la Bibliothèque de Genève (dès mai 2025), chaque lieu propose des Dialogues insolites pour le plus grand plaisir de vos yeux et de vos petites cellules grises…

Exposition Bibliothèque de la Cité – Le Multi Petites histoires BioDivertissantes Dans cette exposition unique, 15 espèces animales ont été choisies pour inspirer 15 récits originaux, imaginés et dessinés par les étudiants de première année de l'ESBDI (École Supérieure de Bande Dessinée et d'Illustration). Ces œuvres dialoguent avec les grands enjeux scientifiques du Muséum, en abordant des thèmes comme l'exploration et la protection de la biodiversité, les espèces invasives comme un reflet des préoccupations de notre société, la relation inter-espèces, y compris avec les humains… Ce qui rend cette rencontre surprenante et enrichissante, c'est le mariage insolite entre le savoir rigoureux des scientifiques et la créativité débordante des jeunes bédéistes. Les animaux, souvent menacés, mal compris ou méconnus, prennent la parole dans des histoires qui nous invitent à réfléchir à nos relations avec le monde naturel et à notre propre existence. Collaboration entre : L'École Supérieure de Bande Dessinée et d'Illustration (ESBDI), le Muséum d'histoire naturelle de Genève et les Bibliothèques Municipales. Vernissage à la Bibliothèque de la Cité Vendredi 11 octobre -18h30 [+ d'infos]

Exposition CERN – Portail de la Science Le Muséum rencontre le CERN Pendant la fermeture du Muséum d'histoire naturelle de Genève, des parties de ses collections sont dispersées dans la ville. Certains spécimens ont pris le chemin du CERN, le laboratoire européen de physique des particules. Là, ces objets ont trouvé des compagnons inattendus, engageant un dialogue fascinant. Ces échanges explorent des similitudes telles que la forme, la fonction, la taille, les matériaux et les méthodes utilisées.  L'exposition Le Muséum rencontre le CERN dévoile des liens surprenants entre deux disciplines scientifiques : l'histoire naturelle et la physique des particules élémentaires. Ces deux disciplines s'efforcent de comprendre le monde qui nous entoure, de ses origines à aujourd'hui et  à l'avenir. L'approche méthodologique de l'histoire naturelle et de la physique des particules, bien que différente dans ses techniques, partage une philosophie commune: l'observation méticuleuse, l'expérimentation rigoureuse et l'analyse systématique. [+ d'infos]

info.museum@geneve.ch MUSÉUM D'HISTOIRE NATURELLE - FERMÉ MUSÉE D'HISTOIRE DES SCIENCES Parc de la Perle du Lac 128, rue de Lausanne, 1202 Genève - CH

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