"Nos ancêtres végétariens" disent plusieurs médias… Mais quels ancêtres ? Vegan, vraiment ? Quelles controverses influencent la vulgarisation ?

En bref

En effectuant des analyses isotopiques sur des échantillons de dents d'Australopithèques datant de 3,5 millions d'années, des archéologues et des géochimistes (Lüdecke, et al. (2025)ici) ont mesuré le ratio des isotopes  N¹⁵/N14, d'une dent suggérant qu'ils avaient un régime alimentaire pauvre en protéines de mammifères. 

Alors que la consommation de viande est considérée comme un tournant majeur dans l'évolution de nos ancêtres hominidés, ces données ont été interprétées comme un signe qu'elle est apparue bien plus tôt qu'on ne le pensait. Ce n'est pas juste une question chronologique... Cette recherche touche une question controversée scientifiquement et socialement.
Il y a une hypothèse qui anime le débat scientifique : que la consommation de viande aurait permis le développement d'un gros cerveau au cours de l'évolution humaine. De plus, sur fond de débat actuel dans les médias sur la consommation de viande ou de végétal pour des raisons de santé et d'impact climatique, l'affirmation "nos ancêtres étaient végétariens" peut augmenter l'écho médiatique.

L'article d'origine titre pourtant - bien plus factuellement - Australopithecus at Sterkfontein did not consume substantial mammalian meat.
Et il est surtout focalisé sur l'exploit technologique : appliquer à l'émail de dents datant de 3.5 millions d'années une technique jusqu'alors limitée à 200'000 ans

Cette tendance à mettre en avant une ( partie de) la conclusion en la présentant sous un angle sensationnaliste est inévitable… encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Les médias présentent souvent les résultats de la recherche comme s'il s'agissait de réponses définitives. Cela a été bien montré par Green Staerklé & Clémence (2002), et repris dans  la vidéo dans les conférences scientifiques 2025  de Culture& Rencontre

Situer le contexte et les méthodes pour prendre la mesure de l'affirmation "nos ancêtres végétariens"

Le titre de la recherche recadre déjà bien l'affirmation : "Australopithecus at Sterkfontein did not consume substantial mammalian meat." 

Sarah Dirren reçoit Ludovic Slimak, archéologue, chercheur CNRS, spécialiste des comportements des premiers hominidés en particulier, les sociétés néandertaliennes. rts

Ludovic Slimak dans l'émission CQFD de la RTS (ici) nuance d'entrée : Australopithecus africanus n'est pas notre ancêtre direct il y a un buissonnement d'hominines et cette branche va s'éteindre. Avec son humour pince-sans-rire, il ironise "voyez ce qu'ils sont devenus".

Slimak souligne que l'argument que la croissance du cerveau aurait pu se faire déjà sans la consommation de viande n'est pas très fort car ces australopithèques n'ont pas un cerveau bien grand - presque comme un chimpanzé dit-il.

Par ailleurs cette remise en question repose sur l'idée d'un lignage linéaire - que Slimak a bien indiqué ne pas correspondre à nos connaissances actuelles (cf ci-contre image provenant de "L'évolution de l'homme, un dessin qui prête à confusion... ici sur l'excellent site encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Hypothèse : le carnivorisme aurait permis un gros cerveau

L'hypothèse du carnivorisme comme facteur ayant permis l'accroissement du cerveau est discutée de manière nuancée dans l'article de Lüdecke, et al. (2025) ici "Increased consumption of animal foods by our early ancestors is widely considered to have had a major impact on the evolution of the hominin lineage (Thompson, et al. (2019) ici ). However, the importance of the transition to animal product consumption compared with the development of other strategies such as processing and cooking plant foods remains unclear." Ils posent ainsi le contexte et montrent qu'il y a encore besoin de recherches - justifiant l'importance de leur prouesse technique.

Une prouesse technique surtout

Slimak souligne que l'apport principal  de cet article est la prouesse technique: Lüdecke et al. (2025) ici ont réussi améliorer une technique connue ( le ratio des isotopes  N¹⁵/N¹⁴ dans le collagène) qui révèle la consommation de viande mammalienne.

"Lors de la digestion des aliments par les animaux, les réactions biochimiques favorisent l'isotope "léger" de l'azote (¹⁴N). En conséquence, les produits de dégradation formés dans leur organisme contiennent une plus forte proportion de ¹⁴N. L'excrétion de ces composés azotés "légers" via l'urine, les excréments ou la sueur entraîne une augmentation du rapport entre l'azote "lourd" (¹⁵N) et l'azote "léger" dans leur organisme par rapport à leur alimentation. Ainsi, les herbivores présentent un ratio isotopique de l'azote plus élevé que les plantes qu'ils consomment, et les carnivores, à leur tour, ont un ratio encore plus élevé que leurs proies. Par conséquent, plus le rapport ¹⁵N/¹⁴N est élevé dans un échantillon de tissu, plus la position trophique de l'organisme dans la pyramide alimentaire est haute." Traduction de Wits University, news, (2025)ici

Dépassant largement la limite antérieure à ~200'000 ans de cette technique, Lüdecke et al. (2025) ici ont réussi à mesurer le ratio de ces isotopes dans l'émail de dents datant de 3.5mio d'années provenant du site de Sterkfontein. 

Viande = protéine animal ou seulement de mammifère ?

Slimak souligne aussi qu'on mesure la viande de mammifères car la méthode ne détecte pas l'éventuelle consommation d'insectes (les chimpanzés et autres grands singes mangent beaucoup de termites souligne-t-il) ou d'oeufs, voire de poisson. 

Ainsi cette étude montre seulement que "Australopithecus at Sterkfontein did not consume substantial mammalian meat"  comme le titrent Lüdecke et al. (2025). encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici

Slimak indique aussi que pour consommer de la viande (de mammifère, donc) il faut une organisations sociale, des outils pour dépecer, etc.  "Lüdecke, et al. (2025) ici disent bien que "the importance of the transition to animal product consumption compared with the development of other strategies such as processing and cooking plant foods remains unclear".  Et il ne semble guère y avoir de certitudes solide sur ces questions aussi loin dans le passé.
Il rappelle encore que le site est un grotte dans laquelle des effondrements ont protégé les restes mais pourraient bien avoir chamboulé la stratigraphie. Ce qui rend 'autant plus intéressante cette étude qui discute à partir de mesures dans les dents et non pas dans les restes retrouvés à coté qui pourraient provenir d'une autre époque ou d'un autre animal. Il fait implicitement référence à la figure 1  de Lüdecke et al. (2025). ci-dessous

Fig. 1: Données sur les isotopes d'azote dans l'émail de spécimens à Sterkfontein 4 et chez des animaux modernes. Box-plot des valeurs de δ15Néemail pour le Pliocène de Sterkfontein Membre 4 (A) et les données publiées sur la faune mammalienne africaine moderne (45, 46) (B), montrant la médiane ainsi que les 25e et 75e percentiles. Les diagrammes en boîte sont regroupés par espèce et triés par ordre croissant de leurs valeurs médianes de δ15Néemail. Les dégradés de couleur indiquent l'amplitude isotopique complète pour chaque groupe taxonomique, avec les médianes associées représentées par des lignes colorées. [img]. Source : Lüdecke et al. (2025) ici

Même l'université hôte des chercheurs sensationnalise un peu

L'uni de Sterkfontein commente fièrement les travaux de l'équipe - mais ne peut s'empêcher de leur donner un peu de sensationnalisme dans le titre en parlant de viande sans préciser 

"Les isotopes d'azote dans l'émail dentaire n'indiquent aucune consommation de viande chez Australopithecus

Des recherches publiées dans Science montrent qu'Australopithecus, un ancêtre humain vivant en Afrique australe il y a environ 3,5 millions d'années, consommait principalement des plantes, sans indice de consommation significative de viande.
Méthodes
L'équipe a analysé les isotopes d'azote dans l'émail dentaire fossile de sept individus Australopithecus, comparant ces données avec celles d'animaux contemporains (primates, herbivores, carnivores). L'émail, tissu particulièrement résistant, conserve la signature isotopique des régimes alimentaires pendant des millions d'années.
Les isotopes d'azote permettent d'estimer la position trophique. Les herbivores présentent un ratio isotope 15N/14N plus élevé que les plantes qu'ils consomment, tandis que les carnivores ont un ratio encore plus élevé. Les échantillons Australopithecus ont révélé des ratios bas, similaires à ceux des herbivores, indiquant un régime majoritairement végétarien.
Résultats et perspectives
Bien qu'une consommation occasionnelle d'œufs ou d'insectes ne puisse être exclue, ces hominidés ne chassaient pas régulièrement de grands animaux, contrairement aux Néandertaliens.
Les chercheurs prévoient d'étendre leurs analyses à d'autres espèces et périodes, en Afrique et en Asie du Sud-Est, pour mieux comprendre l'apparition de la consommation de viande et son rôle éventuel dans l'évolution humaine.
Ces travaux, soutenus par la Société Max Planck et le programme Emmy Noether, offrent de nouvelles perspectives pour explorer les régimes alimentaires anciens et leur impact évolutif." Traduction de Wits University, news, (2025)ici

(Les membres Jump-To-Science peuvent obtenir ces articles…).

Références:

• Lüdecke, T., Leichliter, J. N., Stratford, D., Sigman, D. M., Vonhof, H., Haug, G. H., Bamford, M. K., & Martínez-García, A. (2025). Australopithecus at Sterkfontein did not consume substantial mammalian meat. Science, 387(6731), 309‑314. https://doi.org/10.1126/science.adq7315
• Green Staerklé, E., & Clémence, A. (2002). De l'affiliation des souris de laboratoire au gène de la fidélité dans la vie : Un exemple de transformation du savoir scientifique dans le sens commun. In C. Garnier & W. Doise (Éds.), Représentations sociales. Balisage du domaine d'études. Montréal : Éditions nouvelles, pp. 147—155, 2002. (p. 147‑155).
• L'évolution de l'homme, un dessin qui prête à confusion... (s.d.). Hominides,com . https://www.hominides.com/dossiers/evolution-des-especes/dessin-evolution-homme-faux-et-confusant/
  
• Thompson, J. C., Carvalho, S., Marean, C. W., & Alemseged, Z. (2019). Origins of the Human Predatory Pattern : The Transition to Large-Animal Exploitation by Early Hominins. Current Anthropology, 60(1), 1‑23. https://doi.org/10.1086/701477
  
• Wits University. (2025, january 17). Three million years ago, our ancestors were vegetarian [University web site- news section]. University of the Witwatersrand, Johannesburg. https://www.wits.ac.za/news/latest-news/research-news/2025/2025-01/three-million-years-ago-our-ancestors-were-vegetarian.html
  

Si j'entends que c'est « scientifiquement prouvé », j'en déduis soit que cette personne ne comprend pas vraiment la science, soit qu'elle me considère comme trop bête pour comprendre la science. mercredi 12 II 20h à de Saussure

Il reste une conférence ... demain mercredi 12 février 20h Aula du collège de Saussure.  Entrée sur le côté gauche, en contrebas du bâtiment principal https://maps.app.goo.gl/VEkQyXfNs5bseG5X

L'enregistrement (amateur) des autres est déjà on-line sur le site de Culture et Rencontre

Pourquoi la science est réduite à des conclusions sensationnalistes et définitive dans les médias, à l'école et même  souvent par les scientifiques interviewés.

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

Si j'entends que c'est « scientifiquement prouvé », j'en déduis soit que cette personne ne comprends pas vraiment la science soit qu'elle me considère comme trop bête pour comprendre la science.

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

L'enregistrement (amateur) des autres est déjà online sur le site de Culture et Rencontre

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 vidéo de la conférence ici

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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 vidéo de la conférence ici

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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 vidéo de la conférence ici

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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
  

Il repense son enseignement et les étudiants améliorent massivement leurs résultats conférence (an) UNIGE 6 february 14h15

jTS encourage ceux qui le peuvent à assister à cette conférence jeudi 6 janvier  14h15 Grand auditoire de l'Ecole de physique

( oui je sais que c'est demain... regardez avec la section physique si ce sera enregistré)

Abstract : I thought I was a good teacher until I discovered my students were just memorizing information rather than learning to understand the material. Who was to blame? The students? The material? I will explain how I came to the agonizing conclusion that the culprit was neither of these. It was my teaching that caused students to fail! I will show how I have adjusted my approach to teaching and how it significantly has improved my students' performance.

Date : February 6th
Time : 14h15
Place : Grand auditoire de l'Ecole de physique

Prof Mazur repense son enseignement et les étudiants améliorent massivement leurs résultats

Les évaluations de ses étudiants étaient très bonnes, il pensait donner un très bon cours. Il a découvert une mesure de la compréhension réelle (applicable a des problèmes) des étudiants, le FCI  (Hestenes, 1992).  Confiant il a fait passer ce test à ses étudiants
Il a découvert que les étudiants qui réussissaient bien à ses examens avaient parfois un mauvais résultat au FCI (~n'avaient parfois rien compris (les points  en bas à droite du schéma) 

Et que certains en échec avaient en fait bien compris ( les points en haut à gauche)  
 

Fig 1: Un graphique des résultats aux examens de ses étudiants en X contre le résultat FCI en Y.  Idéalement tous les points devaient être sur la diagonale [img]. Source : Mazur, E. (1997)

Il invente un nouvelle façon d'enseigner

Les résultats de ses étudiants s'améliorent de manière massive avec une méthode nouvelle Peer Instruction (on peut le voir comme un précurseur de la classe inversée), 

Fig 2: Les résultats de ses étudiants aux examens finaux se sont améliorés massivemnt  [img]. Source : Mazur, E. (1997)

Ce qui est intéressant c'est qu'il y parvient sans changer le format :  grand auditoire, centaines d'étudiants et sans  disposer d'une armée d'assistants, … 

Pour en savoir plus …JTS recommande sa conférence ,  

https://www.unige.ch/sciences/physique/actualites/confessions-converted-lecturer-teaching-telling-teaching-questioning/

Confessions of a Converted Lecturer: From Teaching by Telling to Teaching by Questioning - Section de Physique - UNIGE 6 february 14h15

Ou son ouvrage Mazur, E. (1997). Peer Instruction - dont sont tirées les figures et il montre très concrètement comment le mettre en oeuvre :  On le trouve à la biblio de la fac des Science.
encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici (intranet)  les questions conceptuelles sont ici

C'est un des ouvrages qui a le plus impressionné de nombreux chercheurs, enseignants ...et  votre serviteur !

Une actualisation est Crouch, C. H., & Mazur, E. (2001). ici

Références:

• Hestenes, D., Wells, M., & Swackhamer, G. (1992). Force Concept Inventory. The Physics Teacher, 30(3), 141‑158. 
• Mazur, E. (1997). Peer Instruction: A User's Manual: Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.
• Crouch, C. H., & Mazur, E. (2001). Peer Instruction: Ten years of experience and results. American Journal of Physics, 69, 970. pdf
  

Il n'y a pas que les gènes ! … et on ne parle pas seulement d'épigénétique, de transmission sociale,... mais de forces de compression contraignant le pliage de tissus - chez des crocodiles

Ce qu'on voit chez tous les individus est génétique... non ?

Ce qui apparaît chez tous les individus de la même espèce de manière identique ou semblable est - implicitement - pensé en termes de génétique. En sciences humaines on oppose le "biologique" considéré comme fixe et déterminé génétiquement au culturel qui serait plus susceptible au changement social.
Cette frontière n'est guère en accord avec l'état des connaissances actuelles en biologie, qui discute les interactions entre le milieu et le génome.

• Avec une certaine ironie nous avions vu une étude sur la part génétique du culturel dans la réussite scolaire ( si si... allez voir la JTS du 28/01/18 La réussite scolaire : génétique ou culturelle ? Des données pour discuter l'interaction gène-environnement) 
• Il y a aussi d'autres formes de transmissions comme l'épigénétique (JTS du 22/11/21 Autrefois l'incompris était attribué à des dieux, aujourd'hui «c'est épigénétique» …? )
• Récemment nous avons vu avec une publication JTS du 17/12/2024 que transmission ≠ contagion ≠ génétique.

Des contraintes mécaniques, liées à la croissance des tissus déterminent diversité des écailles du museau et des mâchoires chez différentes espèces de crocodiliens

L'équipe du professeur Milinkovitch de l'UNIGE a montré - dans une récente publication dans Nature-  que ce sont ces contraintes mécaniques, liées à la croissance des tissus qui déterminent la diversité des écailles du museau et des mâchoires chez différentes espèces de crocodiliens. Santos-Durán, et al. (2025) ici:

Leur article a même fait la couverture, et le journal résume ainsi l'étude :

La couverture met en avant le motif mécaniquement auto-organisé des écailles sur la tête d'un jeune crocodile du Nil (Crocodylus niloticus). En général, les appendices cutanés des vertébrés, tels que les écailles, les poils ou les plumes, se développent comme des unités contrôlées génétiquement, dont l'organisation spatiale est dominée par un réseau régulateur de gènes et de molécules de signalisation pendant le développement embryonnaire. Cependant, le motif des écailles sur la tête d'un crocodile constitue une exception, car il semble émerger d'un processus mécanique dont la nature et l'origine précises restent floues. Dans l'édition de cette semaine, Michel Milinkovitch et ses collègues résolvent ce mystère. En travaillant sur des embryons de crocodiles du Nil, les chercheurs ont généré un modèle 3D du motif des écailles sur la tête et ont découvert que les bordures des écailles sont en réalité des plis cutanés qui s'organisent mécaniquement via un processus de pliage par compression. Ce stress compressif résulte de la croissance de deux couches de peau, qui ont des rigidités différentes et croissent plus rapidement que les tissus sous-jacents. Image de couverture : M. C. Milinkovitch & A. Debry. traduction  encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici:

Structure de cette JTS 

A) met en perspective l'article, B) en dissèque quelques éléments de structure, C) propose l'historique présenté par Prof Milinkovitch, C) propose la news de l'UNIGE.

A) Milinkovitch et son équipe ont publié plusieurs articles montrant comment des motifs de coloration de la peau apparaissent à partir d'un un réseau régulateur de gènes et de molécules de signalisation

Le prof. Milinkovitch et son équipe avaient montré comment s'établissent les motifs des taches chez divers reptiles voir ici dans Skin colours & patterns plusieurs articles montrant que l'organisation spatiale est dominée par un réseau régulateur de gènes et de molécules de signalisation pendant le développement embryonnaire. Aussi c'est une surprise de voir que ces mécanismes ne sont pas à l'oeuvre chez les crocodiliens.

Pourtant déjà le museau de plusieurs mammifères ne s'expliquait pas avec ce modèle…

Dans un article récent l'équipe de Milinkovitch ont remis en question  ce modèle - en étudiant le museau de plusieurs mammifères: Dagenais, et al. (2024) ici:

" De nombreux motifs morphologiques en biologie résultent des interactions entre des molécules de signalisation (morphogènes) qui régulent la dynamique cellulaire et dont la distribution spatio-temporelle peut être décrite par le processus d'auto-organisation de réaction-diffusion de Turing. Par exemple, de nombreux appendices cutanés (plumes des oiseaux, poils des mammifères et la plupart des écailles des reptiles) se développent à partir de placodes, qui sont des centres de signalisation anatomiques et biochimiques organisés selon un système de réaction-diffusion-taxis. Cependant, ce modèle seul ne suffit pas à expliquer toute la diversité des motifs observés chez les organismes vivants, en particulier les morphologies plissées qui émergent d'instabilités mécaniques dues à une croissance différentielle entre tissus adhérents. Ainsi, la structuration des tissus sous l'influence de la mécanique offre une perspective essentielle et complémentaire pour comprendre la morphogenèse au-delà des paradigmes classiques de l'information de position chimique et des motifs de Turing. Il est probable que de nombreux systèmes biologiques acquièrent leur forme complexe grâce à l'interaction de ces processus chimiques avec les forces mécaniques."  Traduction de Dagenais, et al. (2024)  encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :  ici:

Fig 2: Graphical abstract [img]  de: Dagenais, et al.dans current biology  ici (2024) 

B) L'article qui a fait la couverture de Nature 9 janvier

Chez les reptiles aussi l'équipe de Milinkovitch propose qu'un nouveau modèle explique le motif des écailles de la tête. ( Santos-Durán, et al., 2025) ici:

L'article s'organise en réfutant d'abord l'hypothèse classique génétique ( "l'organisation spatiale est dominée par un réseau régulateur de gènes et de molécules de signalisation pendant le développement embryonnaire" ) puis s'emploie à proposer une autre explication et s'applique à contrer toutes les réfutations envisageables.
On voit ainsi comment solidement il faut argumenter pour remettre en question un modèle bien établi.

Extraits traduits :

La rationale ( justification que la question traitée est importante et mérite d'être étudiée) 

"Les vertébrés possèdent une grande diversité d'appendices tégumentaires, tels que les plumes, les poils et les écailles. Ces micro-organes remplissent diverses fonctions, allant de la protection mécanique et de la thermorégulation à l'affichage sexuel. Des recherches antérieures ont montré que le développement embryonnaire précoce de ces structures est largement conservé. En général, ces appendices se forment à partir de placodes anatomiques, caractérisées par une signalisation moléculaire conservée entre l'épiderme et le derme sous-jacent.

Le motif des poils, plumes et écailles repose sur des dynamiques de type réaction-diffusion de Turing, résultant d'interactions chimiques entre des morphogènes activateurs et inhibiteurs. Cependant, des études ex vivo ont révélé que l'auto-organisation périodique des appendices tégumentaires peut aussi impliquer des composantes mécaniques. Par exemple, l'agrégation et la contraction locales des cellules mésenchymateuses activent le développement des primordiums de plumes via la signalisation mécanosensible de la β-caténine. Chez le poulet, l'expression spatiale imbriquée de morphogènes dans le derme pourrait conférer des propriétés matérielles distinctes aux différents domaines tissulaires, entraînant ainsi la formation des primordiums de plumes par une instabilité élastique.

L'analyse d'embryons de crocodiles en développement a montré que leurs écailles de tête (couvrant le visage et les mâchoires), contrairement aux écailles du corps, forment des domaines polygonaux convexes irréguliers et non chevauchants, constitués d'une peau hautement kératinisée. Au lieu d'émerger de placodes régies par un motif chimique de type réaction-diffusion et un possible rétrocontrôle mécanique, ces écailles de tête semblent résulter d'un processus purement mécanique, évoquant la fissuration d'un matériau. Une hypothèse spéculative suggère que la prolifération des cellules cutanées pourrait être fortement couplée aux tensions mécaniques engendrées par la croissance rapide du squelette embryonnaire des mâchoires. Plus précisément, toute pliure locale induite par une prolifération sous tension redistribuerait le stress mécanique à ses extrémités, entraînant une propagation en cascade du stress, d'un maximum local de prolifération et de l'avancée des plis, de manière similaire à une fissuration progressive. Cependant, en raison des difficultés expérimentales liées aux embryons de crocodile, ni cette hypothèse ni d'autres hypothèses mécaniques alternatives n'ont été testées "
alternatifs n'ont été testés." Traduction de (Santos-Durán, et al., 2025)  encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :   ici::

Comment ont-ils procédé ?

 "à l'aide d'expériences in vivo et de simulations numériques, nous invalidons l'hypothèse de croissance locale induite par la tension et montrons que les bords des écailles de la tête du crocodile sont en réalité des plis cutanés internes générés par un stress compressif dans le plan de la peau, résultant d'une croissance rapide et quasi homogène de la peau.

Tout d'abord, nous avons traité des embryons de crocodile du Nil (Crocodylus niloticus) en développement avec des injections intraveineuses in ovo de facteur de croissance épidermique (EGF) afin d'exacerber la différenciation épidermique (et donc sa rigidité effective) ainsi que sa croissance, perturbant ainsi la mécanique sous-jacente à la formation des écailles de la tête. En quantifiant ces effets à l'aide de la microscopie à fluorescence par nappe de lumière (LSFM), nous avons observé que ce traitement entraîne l'apparition de motifs cutanés fortement plissés chez les embryons. Lorsque le traitement est arrêté à un stade embryonnaire précis, ce réseau de plis se détend partiellement pour former un motif d'écailles polygonales plus petites à l'éclosion, rappelant fortement celui des caïmans.

Ensuite, nous avons validé ces résultats expérimentaux grâce à des simulations numériques détaillées, mettant en œuvre un modèle de croissance mécanique tridimensionnel (3D) basé sur des paramètres déduits de la LSFM volumétrique. Notamment, nous avons démontré que la formation normale des écailles de la tête du crocodile du Nil nécessite une différence de rigidité entre le derme et l'épiderme, mais ne requiert pas une croissance différentielle de ces deux couches cutanées adhérentes. Enfin, nous avons généré un morphospace théorique des motifs de pliage cutané, montrant que la diversité des motifs d'écailles de la tête chez les crocodiliens peut s'expliquer par des variations des taux de croissance et des propriétés matérielles du derme et de l'épiderme."  Traduction de (Santos-Durán, et al., 2025)  encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :   ici::

Quelques résultats

Fig 1:Les écailles des mâchoires des crocodiles du Nil nouvellement éclos forment des domaines polygonaux irréguliers et non chevauchants. b : L'imagerie LSFM révèle l'évolution de la géométrie de surface lors de l'apparition des écailles. À E48, la tête est lisse, puis les bords des écailles se propagent jusqu'à couvrir les mâchoires à E63. Les écailles dorsales de la mâchoire supérieure sont plus grandes et allongées. c : La nanoindentation montre une augmentation de la rigidité de l'épiderme entre E48 et E63. d : La coloration Fast Green met en évidence l'architecture anisotrope du collagène dermique embryonnaire, avec des fibres très organisées sur la partie dorsale de la mâchoire supérieure. Barres d'échelle : 10 μm, 5 mm, 1 mm. Traduction de (Santos-Durán, et al., 2025)  ici

Un extrait de la conclusion

"Il devient de plus en plus manifeste que la formation des formes biologiques implique des processus mécaniques clés, efficaces à l'échelle mésoscopique. Nous avons précédemment démontré que les écailles polygonales irrégulières de la tête des crocodiles ne sont pas des unités de développement dérivées de placodes, générées par un motif chimique de type Turing. Au contraire, elles résultent d'un processus mécanique produisant des structures géométriques et des dynamiques rappelant superficiellement la fissuration d'un matériau soumis à un champ de contrainte en traction.

Ici, nous montrons que le motif des écailles de la tête du crocodile émerge en réalité d'instabilités mécaniques de compression. Il est important de noter que ces instabilités élastiques spécifiques ne sont pas causées par une croissance différentielle du derme par rapport à l'épiderme, mais plutôt par leurs propriétés matérielles distinctes (notamment leur rigidité) et leur croissance plus importante par rapport aux tissus sous-jacents.

Globalement, nous démontrons que l'évolution a conduit à deux mécanismes distincts pour la formation des écailles chez les crocodiliens : des instabilités chimiques de type Turing pour les écailles du corps et des instabilités mécaniques pour les écailles de la tête. " Traduction de (Santos-Durán, et al., 2025)  encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine :   ici::

C) Comment ce projet s'est construit (par Prof. Milinkovitch)

Si vous vous intéressez à la biologie évolutive du développement, au modèle de formation des systèmes biologiques ou à la physique de la biologie, Prof Milinkovitch souhaite partager avec vous un article publié cette semaine dans la revue Nature.

Auto-organisation du motif des écailles de la tête de crocodile par pliage compressif
Santos-Durán, Cooper, Jahanbakhsh, Timin & Milinkovitch
Nature 637, 375–383 (2025)
DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-024-08268-1

Une video résumant leur recherche sur ce sujet est disponible en plusieurs langues.
La playlist suivante vous donne accès aux versions en anglais, chinois, japonais, allemand, français et espagnol :
https://www.youtube.com/playlist?list=PLZcRN5MIBtXxHUiu6hFfSUpzv_itoLS-x

Un résumé du parcours ayant conduit à cette recherche est disponible ici :
https://www.lanevol.org/news/article/our-new-study-mechanics-crocodile-head-scale-development-published-today-nature

D) Dans les news de l'UNIGE:  La diversité du vivant n'est pas qu'affaire de génétique

Une étude de l'UNIGE révèle comment des contraintes mécaniques, liées à la croissance des tissus, participent à générer la diversité des structures biologiques.

La diversité des écailles du museau et des mâchoires chez différentes espèces de crocodiliens provient de l'évolution de paramètres mécaniques. © Michel Milinkovitch — University of Geneva, Switzerland

Comment expliquer la diversité morphologique des espèces? Si la génétique est la réponse qui vient spontanément à l'esprit, elle n'est cependant pas la seule explication. En combinant observations du développement embryonnaire, techniques de microscopie avancées et modélisations informatiques, une équipe pluridisciplinaire de l'Université de Genève (UNIGE) démontre que le développement des écailles de la tête des crocodiles résulte d'un processus lié à la mécanique des tissus en croissance, plutôt qu'à la génétique moléculaire. La diversité de ces écailles, observées chez différentes espèces de crocodiliens, provient donc de l'évolution de paramètres mécaniques. Ces résultats offrent un éclairage inédit sur les forces physiques impliquées dans le développement et l'évolution de la diversité des formes du vivant. Ils pourraient s'appliquer à d'autres systèmes biologiques complexes. Ces travaux sont à lire dans la revue Nature.

L'origine de la diversité et de la complexité morphologique des êtres vivants demeure l'un des plus grands mystères de la science. Pour l'élucider, les scientifiques étudient diverses espèces biologiques. Le laboratoire de Michel Milinkovitch, professeur au Département de génétique et évolution de la Faculté des sciences de l'UNIGE, étudie le développement et l'évolution des appendices tégumentaires des vertébrés – c'est à dire les plumes, les poils et les écailles – pour comprendre les mécanismes fondamentaux responsables de cette diversité. On considère généralement que le développement embryonnaire de ces appendices est dicté par des processus génétiques impliquant des interactions entre de nombreuses molécules issues de l'expression des gènes.

Comme une «fissure» qui se propage

Cependant, des analyses du développement d'embryons de crocodiles menées précédemment ont permis au laboratoire genevois de montrer que, contrairement à celles du corps, les écailles recouvrant le museau et les mâchoires proviennent d'un processus rappelant la propagation de fissures au sein d'un matériau subissant un stress mécanique. La nature exacte de ce processus physique restait toutefois inconnue.

L'équipe l'UNIGE a résolu ce mystère grâce à de nouveaux travaux hautement multidisciplinaires. Elle a d'abord observé l'apparition des écailles au cours du développement de l'embryon de crocodile du Nil, qui dure environ 90 jours. Alors qu'au 48^ème jour, la peau recouvrant les mâchoires et le museau est encore lisse, des plis cutanés apparaissent dès le 51^ème jour puis se propagent et s'interconnectent pour former des écailles polygonales de deux types: larges et allongées sur le dessus du museau, plus petites et irrégulières sur les côtés des mâchoires.
 

Le groupe de Michel Milinkovitch a voulu savoir si des différences de vitesse de croissance entre l'épiderme, le derme et les os du crâne sous-jacents pouvaient expliquer l'apparition des plis, et donc des écailles. Pour y parvenir, il a mis au point une technique d'injection dans l'oeuf de crocodile d'une hormone activant la croissance et la rigidification de l'épiderme – le facteur de croissance EGF (pour Epidermial Growth Factor). Il a alors découvert que l'activation de la croissance et l'augmentation de la rigidité de la couche superficielle de la peau entrainent une modification spectaculaire de l'organisation des plis cutanés.

«Nous observons que la peau plisse d'abord anormalement et forme un réseau labyrinthique ressemblant aux plis du cerveau, mais finit par former des écailles beaucoup plus petites comme chez les
caïmans», expliquent Gabriel Santos-Durán et Rory Cooper, post-doctorants dans le laboratoire de Michel Milinkovitch et co-auteurs de l'étude. Ces observations montrent que la variation dans la vitesse de croissance et de rigidification des couches cutanées est un mécanisme évolutif simple, capable de générer une grande diversité de formes d'écailles parmi les différentes espèces de crocodiliens.

Un modèle 3D du développement de la mâchoire

Les scientifiques ont ensuite utilisé des techniques avancées de microscopie, dite de «fluorescence à feuille de lumière», pour quantifier la vitesse de croissance et la variation d'épaisseur des différents tissus (épiderme, derme, tissu osseux) partout sur la tête de l'embryon, mais aussi l'organisation des fibres de collagène dans le derme. L'équipe genevoise a utilisé ces données pour construire un modèle informatique tridimensionnel (3D) permettant de faire varier la vitesse de croissance et la rigidité des tissus.

«En explorant ces différents paramètres, nous pouvons générer les différentes formes d'écailles correspondant aux crocodiles du Nil traités et non-traités avec l'EGF, mais aussi le caïman à lunettes ou l'alligator américain. Ces simulations informatiques démontrent que la mécanique des tissus permet d'expliquer facilement la diversité des formes de certaines structures anatomiques dans différentes espèces, sans faire intervenir des facteurs génétiques moléculaires», conclut Ebrahim Jahanbakhsh, ingénieur informaticien dans le laboratoire de Michel Milinkovitch et co-auteur de l'étude.

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Références:

• Dagenais, P., Jahanbakhsh, E., Capitan, A., Jammes, H., Reynaud, K., De Juan Romero, C., Borrell, V., & Milinkovitch, M. C. (2024). Mechanical positional information guides the self-organized development of a polygonal network of creases in the skin of mammalian noses. Current Biology: CB, 34(22), 5197-5212.e4. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.09.055
• Santos-Durán, G. N., Cooper, R. L., Jahanbakhsh, E., Timin, G., & Milinkovitch, M. C. (2025). Self-organized patterning of crocodile head scales by compressive folding. Nature, 637(8045), 375‑383. https://doi.org/10.1038/s41586-024-08268-1
  
  

Remerciements

Merci au prof. Milinkovitch pour sa relecture

Journée mondiale des zones humides à Genève : le 2 février 2025 - activités pour vous et vos élèves

Une activité nature avec vos élèves ... ou pour votre plaisir ?

Une occasion exceptionnelle avec Gottlieb Dändliker, et Alice Cibois qui connaissent extrêmement bien la nature, et les enjeux environnementaux et sociétaux de la région.

Au programme le 2 février 2025 – activités gratuites, en partie sur inscription

• Une lagune pleine de vie au cœur de la ville - Plage publique des Eaux-Vives 9h Martin-pêcheur, fuligules et cie...
• Partons à la recherche du martin-pêcheur et de l'énigmatique fuligule nyroca: du Port-Noir au Jardin anglais, venez découvrir les richesses que recèlent les ports en hiver! G- roupe ornithologique du bassin genevois (GOBG)
• de 9h à 16h Reconnaître à coup sûr les oiseaux d'eau urbains
• Un stand pour apprendre à observer les oiseaux et reconnaître les principales espèces présentes en hiver, en compagnie d'ornithologues du Muséum! - Muséum d'histoire naturelle de la Ville de Genève
• 9h et 14h Le lac renaturé à vue d'oiseau: une croisière avec l'inspecteur de la faune
• Un safari urbain sur l'eau exceptionnel pour redécouvrir les rives et nos oiseaux d'eau et s'initier aux enjeux de la renaturation. S'inscrire le matin ou l'après-midi - Etat de Genève
• de 11h à 15h Les dessous d'un radeau-jardin et de ses habitants
• A la découverte des petites formes de vie étonnantes qui peuplent le lac et d'un extraordinaire radeau vivant qui pourrait peut-être métamorphoser nos plans d'eau urbains! Hepia et Floradeau
• 12h30 Le lac renaturé à vue... d'Eider: une causerie avec l'inspecteur de la faune
• Connaissez-vous cet oiseau douillet à l'origine des édredons? Entre le gîte et le couvert, que faudrait-il pour favoriser l'Eider sur nos rives? - Etat de Genève
• 14h Un lac en bonne santé, havre de paix pour les oiseaux!
• Atelier bien au chaud dans les locaux de l'Espace Léman et balade avec jumelles pour aller explorer les sites renaturés des Eaux-Vives - ASL
• 14h A la découverte des oiseaux pêcheurs
• Eh oui, il y a du poisson jusqu'en ville, alors venez découvrir les secrets des oiseaux pêcheurs du Léman en compagnie d'un animateur naturaliste passionné - Pro Natura Genève
• Autre site à découvrir
• 13h-17h Pavillon Plantamour: les canards de la rade
• Un naturaliste vous accueille pour vous présenter la faune ailée de la rade - La Libellule

Pour tout complément d'information:

M. Gottlieb Dändliker, inspecteur de la faune, DT,T. 022 388 55 32 ou 079 240 83 49, gottlieb.dandliker@etat.ge.ch

Mme Alice Cibois, muséum d'histoire naturelle, T. 022 418 63 02, alice.cibois@ville-ge.ch

Entre roselière et eiders, vive la renaturation urbaine: le 2 février Genève célèbre le renouveau de nos paysages lacustres Voir un martin-pêcheur, un héron cendré ou un brochet n'a désormais rien d'inhabituel lors d'une promenade le long des quais genevois. En effet, pour le plus grand bonheur de la faune sauvage et des curieux, le Léman urbain est un véritable espace de reconquête pour la nature! Afin de permettre au plus grand nombre de découvrir cette richesse colorée qui caractérise les espaces aquatiques et nos rives renaturées, une large palette d'animations gratuites sera proposée le 2 février au public à Genève à l'occasion de la Journée mondiale des zones humides. Atelier de découverte, rencontre avec les ornithologues du Muséum, croisières avec l'inspecteur de la Faune sont quelques exemples des belles activités organisées à cette occasion. Précieux réservoirs d'eau, de ressources alimentaires et de fraicheur, mais aussi espaces de délassement et de ressourcement riches en biodiversité, les sites aquatiques naturels fournissent aux populations riveraines des services réellement irremplaçables. Liste mondiale de sites protégés Compte tenu de leur grande valeur, ces espaces doivent pouvoir bénéficier d'une protection suffisante pour assurer durablement leur avenir et… le nôtre. C'est précisément ce que vise la Convention de Ramsar, ratifiée par la Suisse et 171 autres signataires, qui inclut dans sa liste de sites d'importance internationale la "Rade et le Rhône genevois". Cet engagement planétaire est aussi à l'origine de la Journée mondiale des zones humides, largement célébrée chaque hiver à travers le monde et, une nouvelle fois cette année, à Genève. Le Léman urbain, espace de reconquête pour la nature! Ainsi, ce dimanche 2 février, de nombreux naturalistes, scientifiques et passionnés donnent rendez-vous au public avec une copieuse palette d'animations gratuites sur le thème "Vive la renaturation urbaine !". En effet, nos quais qui ont longtemps fait la part belle au béton deviennent bien plus accueillants pour la nature grâce à une série de projets enthousiasmants qui ont su allier qualité de vie locale et renforcement de la biodiversité. Si la Plage publique des Eaux-Vives est à cet égard une réussite spectaculaire et reconnue, elle s'ajoute à une série de projets innovants moins connus qui s'étendent sur les deux rives : à Genève, roselières, lagunes et récifs enrichissent progressivement le paysage lacustre urbain ! Le résultat cumulé est loin d'être négligeable car ce sont au total plus de 3 hectares d'espaces de respiration qui ont été créés en une quinzaine d'années en plein cœur de notre agglomération très contrainte. Invitant à la découverte et au délassement, ces lieux renaturés citadins font désormais le bonheur des martins-pêcheurs, grèbes huppé et brochets, comme des curieux. Pour en savoir plus, télécharger le pdf POUR TOUT COMPLÉMENT D'INFORMATION Gottlieb Dändliker, inspecteur de la faune Département du territoire (DT) gottlieb.dandliker@etat.ge.ch  T. +41 (0)22 388 55 32 P. +41 (0)79 240 83 49 Alice Cibois Muséum d'histoire naturelle Genève alice.cibois@geneve.ch  T. +41 (0)22 418 63 02 Partenaires locaux de la Journée mondiale des zones humides : Secrétariat de la Convention de Ramsar, État de Genève, Muséum d'histoire naturelle de Genève, Groupe des jeunes Nos Oiseaux-Genève, Groupe ornithologique du bassin genevois (GOBG), Pro Natura Genève, La Libellule, HEPIA, Association pour la sauvegarde du Léman (ASL), Association NARIES 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 T +41 (0)22 418 50 60