L'anorexie et l'hyperactivité liés ?

L'anorexie et l'hyperactivité liés ?

Une étude récente révèle – chez des souris - un lien entre l'anorexie et l'hyperactivité, et peut-être avec les mécanismes de la dépendance. Une voie métabolique commune ( NAc-5-HTR₄/CART pathway)  établit un lien entre les deux phénomènes et le circuit de la récompense (Noyau accumbens). Les auteurs suggèrent que ce serait un mécanisme susceptible de limiter la suralimentation et l'inactivité après une période de privation.

L'article est accessibles ici. Comment  Obtenir un article mentionné : Get-a-doi

Dans une perspective éducative, pour comprendre les pertes inéluctables de la vulgarisation, nous étudierons comment le contexte dans lequel ces résultats ont été trouvés s'est perdu pour se restreindre progressivement à une affirmation réductrice : "L'hyperactivité des anorexiques n'est pas intentionnelle"

L'anorexie mentale ( il y a plusieurs autres formes d'anorexie, dont certaines sont des effets secondaires de traitements) est une maladie grave qui atteint un nombre important de jeunes filles adolescentes – 2% des adolescents (9 filles pour 1 garçon – elle est mortelle dans 10% des cas selon Lenoir, 2001 ). On a beaucoup évoqué l'influence de la mode sur l'augmentation de la fréquence constatée de ce grave trouble du comportement alimentaire.
La plupart des explications de ce trouble sont dans le registre du psychologique. Comme elle  est souvent associée à l'hyperactivité qu'on a donc souvent interprété comme un désir de maigrir et résultant de la volonté de la malade.
Des recherches récentes (Jean, A., et al. 2012) abordant la question sous un angle très différent, suggèrent une cause physiologique à cette hyperactivité, et un lien avec le circuit de la récompense.

• Circuit de la récompense |  Dubuc, Bruno.(2008), Le cerveau à tous les niveaux. Mc Gill
• 30 kilos pour 1m65. La vérité nue et crue sur l’anorexie

Chez la souris ...

Cette étude a été réalisée avec des souris. Elles sont un modèle de la maladie : elles ont été sélectionnées parce qu'elles ont des mutations qui leur donnent un comportement et une physiologie qui a été considérée comme similaire à l'anorexie.  C'est ainsi qu'on procède parce qu'évidemment on veut pas faire des expériences sur les humains. Mais les résultats doivent être interprétés et mis en perspective... Je n'ai pas trouvé (mais je n'ai peut-être pas assez cherché) de discussion de leur pertinence à l'anorexie mentale en particulier. Or elle n'est pas évidente il me semble.

Pourtant Jean et al. argumentent bien en soulignant que l'anorexie et l'hyperactivité existent rarement indépendamment et que cela suggère des voies nerveuses communes, probablement dans le système de la récompense. Ils ont mis en évidence préalablement une facette addictive de l'anorexie qui active les mêmes transcriptions que la cocaïne, par exemple dans le noyau accumbens. (circuit de la récompense)
" production, in the nucleus accumbens (NAc), of the same transcripts stimulated in response to cocaine and amphetamine (CART) upon stimulation of the 5-HT₄ receptors (5-HTR₄) or MDMA (ecstasy)"
Ils ont alors testé si cette voie prédispose aussi à l'hyperactivité. En bloquant ou en surexprimant les molécules de cette voie, en présence d'ecstasy ou non ils montrent de manière convaincante la grande similitude des liens de l'anorexie et de l'hyperactivité avec le circuit de la récompense.
"In conclusion, the NAc-5-HTR₄/CART pathway establishes a ‘tight-junction’ between anorexia and hyperactivity, suggesting the existence of a primary functional unit susceptible to limit overeating associated with resting following homeostasis rules." (Jean, A., et al. 2012)
Ils proposent une explication évolutive à ce surprenant mécanisme : il limiterait la suralimentation et l'inactivité après une période de privation alimentaire. Un mécanisme de plus dans la régulation déjà complexe du poids ?  

Tout cela est vrai ...Chez cette souris particulière, ce modèle de l'anorexie. Evidemment cela limite la portée des résultats, mais – vu la gravité d'une telle maladie et les limites des traitements actuels – c'est quand même beaucoup mieux d'avoir des résultats de portée à discuter que pas de résultats du tout !     Si on arrive à vivre avec des incertitudes délimitées...
Face a nos élèves si on veut classer cette recherche entre vrai et faux on est très ... limité !  

Fig 1: les mains d'un-e anorexique. [img] source  Allodocteurs.fr.

La vulgarisation transforme en affirmation les savoirs nuancés produits par la recherche ?

Dans la vulgarisation on retrouve le classique glissement depuis de discours scientifique pondéré discutant les hypothèses ("In conclusion, motor hyperactivity is anorexia-dependent upon activation of the NAc-5-HTR₄/CART pathway." vers des conclusions simples et présentées comme des certitudes  "L'hyperactivité des anorexiques n'est pas intentionnelle"  p.ex. dans  allodocteurs.fr. C'est souvent plus marqué dans les texte de titres comme celui-là puisque le texte du "chapeau" est déjà moins affirmatif  "…Une étude de l'INSERM vient confirmer l'hypothèse selon laquelle les deux comportements seraient induits par un mécanisme biologique commun, au niveau moléculaire."

D'autres documents vulgarisés en français

• http://www.rts.ch/la-1ere/programmes/corpus/4561280-corpus.html
• http://m.radio-canada.ca/nouvelles/science/2013/01/11/001-anorexie-hyperactivite-lien.shtml

Cette tendance dans la vulgarisation à évacuer les conditions dans lesquelles les résultats ont été obtenus – qui pourtant sont nécessaires pour mettre en perspective ces données – est classique. Une lecture rapide donne l'impression que ce résultat serait "scientifiquement prouvé"… L'incertitude et la nature hypothétique intrinsèque à la science sont évacués. Comme si un résultat était une vérité, comme si il n'allait pas y avoir vérification, contestation, bref  un débat scientifique. Ce débat qui permet à la science de progresser malgré les imperfections des humains, les pressions sociales et l'inertie conceptuelle.
C'est pourtant  majoritairement à ce type d'informations scientifiques que nos élèves sont confrontés !

Et qui leur apprendra à dé-vulgariser,  à se poser la question des conditions dans lesquelles les données ont été établies, discuter les hypothèse etc. ? Il faut bien que ce soit les enseignants de sciences ... ou voulons-nous compter sur le 20 minutes ? Ils ont un autre rôle disons.
Pour ma part je préfère tenter de donner aux élèves une certaine autonomie dans la validation de leurs connaissances.

Sources :

• Jean, A., Laurent, L., Bockaert, J., Charnay, Y., Dusticier, N., Nieoullon, A., … Compan, V. (2012). The nucleus accumbens 5-HTR4-CART pathway ties anorexia to hyperactivity. Translational Psychiatry, 2(12), e203. doi:10.1038/tp.2012.131. (intranet.pdf)
• Dubuc, Bruno.(2008), Le cerveau à tous les niveaux. Mc Gill
• Lenoir, Alain (2001). Introduction aux Neurosciences Comportementales 1 (UE 2 de Licence de Psychologie)  source : http://lecerveau.mcgill.ca/flash/capsules/articles_pdf/neurosciences.pdf
  
• Mobbs. O. (2008, mars 13). Dossier obésité.Soigner la tête pour guérir le ventre. Consulté 15 février 2013, à l’adresse http://www.unige.ch/communication/Campus/campus87/dossier-4.html

Le jour où… on sera tous dopés

Le jour où… on sera tous dopés

Lundi 25 février 2013 à 18h30

Au musée d'histoire des sciences

Le cas du cycliste Lance Armstrong n'a pas fini de défrayer la chronique. Il illustre peut-être plus que tout autre cette formidable ambigüité qui caractérise notre société. D'un côté nous voulons acclamer des sportifs capables d'exploits incroyables, d'enchaîner les records, et de l'autre, nous sommes prêts à vouer aux gémonies tous ceux qui trichent en faisant appel au dopage. Pourtant, les sportifs d'élite ne sont pas les seuls dans ce cas. Nous tous sommes bien souvent confrontés, tentés par l'aventure d'un dopage qui dit moins son nom. Dopage pour être plus performant au travail par exemple avec des produits qui nous semblent anodins, mais qui ont tout de même des impacts non négligeables sur notre santé. On pense par exemple aux boissons énergisantes très en vogue aujourd'hui. On peut aussi évoquer le dopage de son image sur les réseaux sociaux pour paraître plus que ce que l'on est vraiment. Parce que plus que jamais, la «normalité» prend le sens de banalité. Au fond, ne sommes-nous pas tous des dopés?

 

Avec la participation de

Annick Dubied
Professeure associée de sociologie à l'Université de Genève
Alexandre Mauron
Professeur de bioéthique à l'Université de Genève
Jean-Luc Veuthey
Professeur à la Section des sciences pharmaceutiques et vice-recteur de l'UNIGE

Animation

Pierre-Yves Frei, Journaliste scientifique

Mois du film documentaire du Muséum, du 2 au 27 février 2013

Bio-Tremplins vous propose ce festival :

h2eau: science et sport de l'extrême

Mois du film documentaire du Muséum, 9e édition
du 2 au 27 février 2013

Genève, 28 janvier 2013

Pour sa 9e édition, le Mois du film documentaire du Muséum met l'eau sous toutes ses formes à l'honneur. Du 2 au 27 février 2013, dans la salle de conférence du Muséum d'histoire naturelle de la Ville de Genève, 36 séances gratuites sont au programme pour découvrir une sélection de documentaires scientifiques et de dessins animés, mais aussi de films sur les sports de l'extrême. Ce programme aquatique a été concocté par le Muséum et le Service des sports de la Ville de Genève.

Durant la première quinzaine du Mois du film, le public est invité à désigner le film scientifique et le film sportif qu'il préfère. Les réalisatrices et réalisateurs lauréats recevront le Janus d'or, une statuette à l'effigie de la célèbre tortue à deux têtes du Muséum.

Samedi 2 février à 13h, pour marquer le lancement de l'édition 2013, William Winram, champion du monde de plongée en apnée, présente en avant-première mondiale ses rencontres extraordinaires avec les requins, en présence de M. Sami Kanaan, Conseiller administratif et de M. Jacques Ayer, Directeur du Muséum.

Entrée libre.

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La Drosera parait bien inoffensive pour une plante carnivore...

Beaucoup d'élèves s'imaginent qu'une plante carnivore se présente comme une bouche munie de dents terribles qui pourrait mettre en danger les enfants.


Fig 1: Gauche Une plante carnivore est imaginée souvent comme une bouche munie de dents terribles [img] source DoudzMat –Droite : On les craint capables de mettre en danger les humains (source Ina Holder)


On les imagine aussi cantonnées aux forêts tropicales,… Pourtant plantes carnivores sont assez fréquentes chez nous, notamment dans les tourbières où les insectes capturés permettent un apport de sels minéraux difficiles à extraire de ces milieux pauvres et acides. Notamment une espèce de Drosera (rotundifolia) qui ne paye pas de mine, et qu'on observe assez facilement dans nos contrées.

• Répartition en suisse : Swiss-web-flora

Fig 2 : Drosera rotundifolia s'observe notamment dans les tourbières de montagne [img] source Swiss-web-flora WSL


On découvre aussi sur ce site son nom français de Rossolis à feuilles rondes .

Une Drosera Australienne qui frappe plus vite que son ombre

Fig 3 : Drosera glanduligera ramène les proies au centre avec des "tentacules" très rapides [img] source Poppinga S., et al. (2012)


Des chercheurs (Poppinga S., et al. 2012) dans PLoS ONE ont observé une espèce sud-Australienne de Drosera (glanduligera) munie de "tentacules" atteignant 18 6-millimetre qui se rabattent vers le centre de la feuille en 75ms (c'est 4 fois plus rapide qu'un clin d'oeil) Video ici.

Fig3 : Les "tentacules" se rabattent en moins de 75 ms [img]. Source Poppinga S., et al. (2012)


Les chercheurs expliquent qu'au centre de la feuille des tentacules gluants attirent l'insecte en profondeur dans le pli de la feuille où l'insecte est digéré. Cela n'avait été observé qu'une fois dans la nature, aussi les chercheurs ont cultivé ces plantes en serre (Cf. youtube) pour les observer au microscope. Ces tentacules ne peuvent servir qu'une fois, mais sont produits en quelques jours.

La biologie du naturaliste n'est pas morte !

Pour une fois, ce n'est pas en compilant dans des bases de donnée des séquences ou d'autres formes de data biologiques que les données qui fondent cette recherche ont été obtenues... Il y a encore une place pour publier la biologie du naturaliste en 2012 !

Sources :

• Poppinga S., Hartmeyer S. R. H., Seidel R., Masselter T., Hartmeyer I., et al. (2012) Catapulting Tentacles in a Sticky Carnivorous Plant. PLoS ONE 7(9): e45735. doi:10.1371/journal.pone.0045735 Comment Obtenir un article mentionné : Get-a-doi

Le bouquetin est un mammifère donc endotherme ? …pas tout à fait !

Meilleurs vœux pour 2013 

Bio-Tremplins vous souhaite de savourer encore plus en 2013 la Saveur des savoirs (Astolfi 2008)  et de réussir à donner à vos élèves et étudiants le bonheur de comprendre le monde vivant, la satisfaction de voir "au-delà du sens commun" que la biologie peut donner. (Astolfi 2008)

Alors que plusieurs d'entre vous s'adonnent aux joies des sports d'hiver, puis rentrent se réchauffer au coin d'un feu dans un chalet certains animaux passent l'hiver dehors, par tous les temps. Comment ils y parviennent reste difficile à comprendre.

Le bouquetin est un mammifère endotherme ? Pas tout à fait, en hiver il se dore au soleil du matin 

Un article récent de Meier, C., (2012) dans le journal du Club Alpin ici ( intranet.pdf ) résume une recherche faite dans les alpes sur une vingtaine de bouquetins dont la température et le rythme cardiaque (indicateur du métabolisme) ont été suivis par télémétrie durant 2 ans.

Fig 1: Bouquetin actif en hiver  [ img ]  [ img ] Source : C: Morerod in Meier, C., (2012)

Les résultats suggèrent que ces mammifères abaissent leur température la nuit -économisant ainsi l'énergie - et la font remonter en se prélassant au soleil le matin avant d'entreprendre une activité physique. Ainsi ils ne sont pas complètement endothermes, puisque la chaleur solaire contribue de manière importante à ce réchauffement matinal. Le choix d'un emplacement protégé pour la nuit et proche d'un endroit ensoleillé leur permettrait de limiter l'intense consommation d'énergie nécessaire à faire remonter leur température corporelle. 

Fig 2: Bouquetin au soleil   [ img ] [ img ] Source : E. Huttenmoser  in Meier, C., (2012)

Les  mesures 

10 mâles et 10 femelles de Capra ibex ibex ( Position taxonomique Uniprot ) ( Répartition sur Fauna Europea ) ( Répartition en Suisse sur CSCF ) ont été équipés de colliers télémétriques et d'une sonde introduite dans le rumen (un cylindre de 22 × 80 mm, 100 g) indiquant la température et la pulsation cardiaque (un accéléromètre détecte les mouvements du coeur proche). Ces données sont transmises par radio à des stations de mesure.

Durant 2 ans 2007-2009 les chercheurs  (Signer, C., Ruf, T., & Arnold, W., 2011) ont pu suivre ces animaux. Ils ont aussi enregistré la température, le vent et une mesure qui intègre la température ambiant et le rayonnement solaire, la BBT ( black bulb temperature ) dans des sites où les bouquetins sont souvent. Ils ont suivi visuellement ces animaux et estimé des caractéristiques anatomiques (corpulence, visibilité des os) reflétant leurs réserves corporelles selon une échelle standardisée et validée.
Le pouls a donné une mesure du métabolisme, et la température corporelle a pu être mise en rapport avec l'intensité du rayonnement solaire et le froid, l'activité physique pour étudier leur métabolisme. 

Les bouquetins fonctionnent différemment en hiver

Les auteurs font un intéressant Review des stratégies pour passer la mauvaise saison au début  de leur article. ( Comment  Obtenir un article : Get-a-doi ).
Selon les auteurs, les bouquetins n'hibernent pas notamment parce que cela empêche les processus de fermentation des ruminants.

Ils proposent un graphique du réchauffement horaire de la température corporelle le matin qui montre bien un fonctionnement métabolique différent en hiver et en été (cf. fig 4).

La figure 4 n'est disponible qu'en intranet Fig. 4: Variation de la température corporelle horaire durant la phase de réchauffement matinal selon la BBT [ img ]  Source : Signer, C., Ruf, T., & Arnold, W. (2011)


Signer et al, indiquent que les variations du pouls et donc de métabolisme sont systématiquement plus basses en hiver qu'en été : le max. d'hiver est 60% plus bas que le min.  de l'été (cf fig. 5). La température ambiante et les autres conditions extérieures n'expliquent que 40%  de ces différences.  L'amplitude des variations de température corporelle (rumen, Tr) est presque double l'hiver, surtout due à un refroidissement nocturne (cf. fig. 5). La baisse de métabolisme n'a que peu d'effets sur la température, indiquant une très bonne isolation thermique.

"Our finding that ibex substantially down-regulate endogenous heat production without excessive cooling by ‘hitch-hiking’ on exogenous heat supplies solves this enigma. While basking is a well-known mechanism by which hibernators and daily heterotherms facilitate arousal from torpor, its importance for large mammals seems underappreciated. It may well be a common reptilian heritage of mammals in general, enabling a thrifty use of body reserves and survival during periods of negative energy budgets. " Signer, C., Ruf, T., & Arnold, W. (2011)

Ils montrent que le réchauffement matinal est indépendant du pouls et se produit avec un décalage par rapport à la chaleur solaire (BBT) suggérant que les animaux se déplacent vers des points ensoleillés proches pour profiter du réchauffement passif.
Pour les auteurs, les bénéfices énergétiques  de se prélasser au soleil ( Basking ) explique la variation saisonnière forte du pouls matinal (~ métabolisme), et cette stratégie partiellement ectothermique combinée avec un métabolisme réduit la nuit permet d'optimiser l'utilisation des réserves de graisses de l'animal malgré l'absence quasi totale de nourriture l'hiver.
Ils suggèrent que cet hypométabolisme et ce réchauffement passif pourraient être d'importance pour de nombreux animaux qui n'hibernent pas dans des habitats aux conditions saisonnières fortement contrastées.

La figure 5 n'est disponible qu'en intranet Fig. 5. à droite. Mesures horaires du pouls au repos (HR) , de la température du rumen (Tr), de l'activité locomotice (LA) et de la chaleur solaire (BBT). [ img ] Source : Signer, C., Ruf, T., & Arnold, W. (2011)

Le pelage de l'ours canalise la lumière et lui permet de récupérer  de la chaleur, le bouquetin aussi ?

Des travaux anciens avaient suggéré que le pelage clair de l'ours polaire conduisait la lumière en profondeur lui permettant de transférer un peu de chaleur jusqu'à la peau (près de 10°C quand même) et peut-être de s'orienter.
Tributsch, H.,et al. (1990). ( Comment  Obtenir un article : Get-a-doi ).
Une recherche rapide n'a pas mis en évidence de travaux confirmant que le pelage du Bouquetin serait aussi capable de conduire la chaleur en profondeur vers la peau tout en isolant de l'air froid et du vent. pourtant les poils blancs parmi les poils plus foncés pourraient être efficaces sur ce plan ?
Une piste a poursuivre… n'hésitez pas à m'indiquer des sources le cas échéant, je mettrai a jour dans le Blog Bio-Tremplins.

Un mammifère poïkilotherme et ectotherme !

Ces résultats conduisent à mettre en perspective les clés de répartition, tableaux que nos élèves apprennent où les mammifère sont homéothermes et endothermes (p.ex. ici ). Signer et al. concluent d'ailleurs avec une perspective évolutive :

It may well be a common reptilian heritage of mammals in general, enabling a thrifty use of body reserves and survival during periods of negative energy budgets.

L'évocation d'un héritage mêlé contraste avec la vision dichotomique des clés de déterminations qu'on aime tant dans les classes : une espèce est  ou n'est pas mammifère. C'est évidemment plus facile à corriger et à apprendre, cela rassure les élèves et les parents.  Mais cette vision statique du vivant renforce involontairement les conceptions créationnistes...
Alors que mettre en évidence  les possibles héritages reptiliens ( il fait référence à une classification dépassée, relèveront les puristes )  chez les mammifères à aide à voir le vivant comme en évolution continue.

Sources :

• Astolfi, J. P. (2008). La saveur des savoirs. Disciplines et plaisir d'apprendre. Paris: ESF.
  
• Meier, C., (2012). Se délasser au soleil pour survivre. Les Alpes , 11,2012. pp. 26-27 ici ( extraits intranet.pdf )
• Signer, C., Ruf, T., & Arnold, W. (2011). Hypometabolism and basking: the strategies of Alpine ibex to endure harsh over-wintering conditions. Functional Ecology , 25 (3), 537–547. doi: 10.1111/j.1365-2435.2010.01806.x ( extraits-intranet.pdf )
• Tributsch, H., Goslowsky, H., Küppers, U., & Wetzel, H. (1990). Light collection and solar sensing through the polar bear pelt. Solar Energy Materials, 21(2–3), 219‑236. doi: 10.1016/0165-1633(90)90056-7
  

La plateforme   Expériment@l   offre aux enseignants de science genevois l'accès à tous ces articles et à près de 25'000 revues scientifiques  :
Comment  Obtenir un article : Get-a-doi

Les Suisses d'avant la Suisse

Sur la base des travaux de chercheurs de l’Université de Genève et illustré magnifiquement (André Houot) à partir d'un ouvrage récent d'Alain Gallay la revue Campus a rassemblé un dossier avec des articles retracent l'histoire des humains en Suisse.  Au passage le mythe de la culture de l'Ours est débusqué, et l'origine des pierres du Niton illustrée
Un beau cadeau pour noël : «Des Alpes au Léman, Images de la préhistoire», textes réunis par Alain gallay, Infolios éditions, 2008 (2e édition) et

Fig 1: Les Suisses d'avant la Suisse [img] source Campus, Unige
Même si dans la perspective de l'évolution c'est très récent, l'ancrage local de ces images et textes pourrait aider les élèves à prendre conscience des durées…  et de la réalité de l'évolution humaine voire celle du climat.

Voir Veyrier il y a 13'000 ans (cf Fig. 2) peut aider à évoquer la notion de climax en écologie et mesurer l'ampleur de l’intervention humaine sur le paysage

Fig 2: Veyrier (Etrembières, Haute-Savoie), vers 13 000 av. J.-C., avec vue sur la région genevoise et le Jura. [img] source «Des Alpes au Léman, Images de la préhistoire», textes réunis par Alain gallay, Infolios éditions, 2008 (2e édition)

Voir Corsier-Port  il y a 3'000 ans environ (cf Fig. 3) peut susciter des discussions sur l'auto-épuration, le changement climatique, et l'évolution biologique et culturelle.

Discuter de l'équipement de ötzi et comparer aux Soft-shell et autres Gore-Tex peut être une entrée en matière sur les revêtements des vertébrés (on dit les phanères, non ?)

Campus N° 111: Les Suisses d'avant la Suisse

DOSSIER: Néandertal, l’homme qui n’a pas vu l’ours L’âge d’or du chasseur-collecteur Le Néolithique, clés en main L’Union européenne des cloches renversées Ötzi, le néolithique des alpes Plonjon hors du lac Dix leçons sur les Helvètes

Sources :

•  Service de Presse Unige,  Les Suisses d'avant la Suisse Campus N° 111: décembre 2012-janvier 2013  PDF (7 124 Ko,)
•  «Des Alpes au Léman, Images de la préhistoire», textes réunis par Alain Gallay, Infolios éditions, 2008 (2e édition)

Aussi rare que les dents des poules ?

Fig 1: Les poules ont encore des gènes pour faire des dents, mais ne les expriment pas  [ img ] source :British Dental Journal 200, 187 (2006) 


Un article récent  dans le Britishg Dental Journal ( ici ) suggère que les poules ne sont pas bien loin d'avoir des dents

" Despite the fact that birds last possessed teeth about 70-80 million years ago, the researchers found that modern birds retain the ability to make teeth. The scientists showed that the talpid2 strain of chicken harbours a genetic change that permits tooth formation in both the upper and lower jaw of embryonic birds. These teeth show similar developmental position as mammalian teeth and are associated with similar molecular instructions."

Fig 1: Les poules ont encore des gènes pour faire des dents, mais ne les expriment pas  [ img ] source:British Dental Journal 200, 187 (2006) 

Un article récent  dans le Britishg Dental Journal ( ici ) suggère que les poules ne sont pas bien loin d'avoir des dents

" Despite the fact that birds last possessed teeth about 70-80 million years ago, the researchers found that modern birds retain the ability to make teeth. The scientists showed that the talpid2 strain of chicken harbours a genetic change that permits tooth formation in both the upper and lower jaw of embryonic birds. These teeth show similar developmental position as mammalian teeth and are associated with similar molecular instructions."

Effectivement un lecteur précise dans Nature que 

 "it is possible to experimentally induce teeth in chicks. The expression 'Rare as hens' teeth' is justified by the rarity of their appearance."

et renvoie à Kollar E J, Fisher L. (1980)

Fig 1: On peut induire l'expression des gènes des dents selon cette expérience  [ img ] source :Kollar E J, Fisher L. (1980)  

Il semble que c'en est resté là et quand même assez loin du jour ou les poules auront des dents…

C'est le thème qui introduit un magnifique débat au musée d'histoire des sciences sur la manière dont les médias traitent les informations que les chercheurs produisent.  Cf aussi Bio-Tremplins du 23 septembre 2010  La percolation des découvertes scientifiques dans la presse.

Le jour où… les poules auront des dents

 

Lundi 17 décembre 2012 à 18h30

Au musée d’histoire des sciences

Des poules avec des dents ? Ce fut fait – une fois - dans les années 80, en hybridant des fœtus de poule avec des gènes de souris… Personne n’a recommencé depuis. Jurassic park c’était super, c’était du cinéma… Mais en son temps certains scientifiques ont laissé entendre que ce n’était pas impossible. Tout serait question de conservation de l’ADN. Encore aujourd’hui on entend parler de faire revivre des mammouths, voire des dinosaures. Techniquement la «  régression » génétique pourrait peut-être le permettre. Mais la question demeurera sans doute : « Comment peut-on être mammouth ? »

On nous a aussi raconté que les mammouths étaient roux ; que nenni ils auraient eu le poil noir. Que Néanderthal n’était en aucun cas   « métissable » avec sapiens ; puis que les humains actuels auraient 4 % de leurs gènes et qu’il a dû se passer des trucs entre eux…En fait qu’en est-il de ces affirmations que se permettent parfois les savants au nom de la science ? Bien vite relayées par les médias. Parlons en sereinement ce 17 décembre.

 

PS . : un petit Père Noël éprouvette, ça vous tente ?

 

Avec la participation de:

M. Bruno J. Strasser , Historien des sciences, professeur à l'Université de Genève

Mme Ariane Giacobino , Cheffe de clinique scientifique

M. Marc Atallah, Directeur de la Maison d'ailleurs à Yverdon

M. Philipp Alexander Blum, Maître d'enseignement et de recherche Université de Lausanne

Animation :

Christophe Moreau, Épistémologue

Plus d'informations sur l'activité de Bancs publics http://www.bancspublics.ch

Sources :

• Hen’s teeth. (2006). British Dental Journal , 200 (4), 187‑187. doi:10.1038/sj.bdj.4813335
• Kollar E J, Fisher L. (1980)  Tooth induction in chick epithelium: expression of quiescent genes for enamel synthesis . Science 1980 ; 207 : 993–995. |  Article  |  PubMed | . Intranet.pdf

Les rêves en sciences: leur rôle, l’histoire de leur étude 28 nov 12h CMU

Cette conférence promet d'être passionnante :

Mercredi 28 novembre de 12h à 13h30  Centre médical universitaire, bloc B, 7e étage, salle 7001

Les rêves en sciences: leur rôle, l'histoire de leur étude

Fig 1: Le rêve …  [img] source: Unige

Des départements de la Faculté de médecine s'associent pour organiser un cycle de conférences, sous forme de regards croisés entre sciences humaines et neurosciences. Quatre conférences, chacune animée par deux chercheurs, un «humaniste» et un neurologue, auront lieu au Centre médical universitaire (CMU). La première se déroulera le mercredi 28 novembre prochain, les suivantes auront lieu en 2013.
Le fonctionnement du cerveau a de tout temps questionné de multiples disciplines et constitue un terrain privilégié d'interactions entre sciences humaines, expérimentales et cliniques. Si les problématiques sont souvent communes, les disciplines les investissent à partir de systèmes de pensée et de références différents. Ce cycle de conférences est ainsi conçu comme un laboratoire de réflexion autour de quelques questions qui se prêtent particulièrement au dialogue interdisciplinaire.
Une approche originale a été mise au point pour ces conférences. Les intervenants sont invités à ne pas préparer une présentation sur le thème abordé, comme ils en ont l'habitude, mais à découvrir peu avant la conférence les écrits de leur interlocuteur provenant d'une autre discipline. Les organisateurs veulent ainsi pousser les conférenciers à interagir et à réagir aux textes qu'ils ont lus et qui traitent de leur sujet de spécialisation mais selon une approche inhabituelle.
La conférence du 28 novembre réunira Sophie Schwartz (professeure au Département de neurosciences fondamentales, UNIGE) et Jacqueline Carroy (directrice d'études à l'Ecole des hautes études en sciences sociales, Paris) autour du thème du rêve. Sophie Schwartz étudie le lien entre les variations des états du cerveau, notamment durant le sommeil et les maladies psychiatriques. Elle a publié de nombreux articles à ce sujet et précisément sur le rôle du rêve dans la régulation de l'humeur. Historienne, Jacqueline Carroy étudie l'histoire des sciences de l'homme. Elle vient de publier aux éditions EHESS un livre intitulé Nuits savantes, une histoire des rêves (1800-1945), qui traite de la manière dont les rêves sont devenus un objet d'étude scientifique. Après avoir confronté leurs points de vue les deux conférencières ouvriront la discussion au public.

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Rêves, dans le cadre du cycle "Laboratoire Neuro/ Sciences humaines"
Centre médical universitaire, bloc B, 7e étage, salle 7001
Mercredi 28 novembre de 12h à 13h30

Conférence sur la diversité génétique et les origine des Européens 15-16 janvier

La  diversité génétique et les origine des Européens: une conférence pour faire le point

Prof. Alicia Sanchez-Mazas du Laboratoire d'anthropologie, génétique et peuplements (AGP) à l'unige nous fait l'honneur de proposer cette conférence aux membres de Bio-Tremplins :

I have the pleasure to announce the following conference on the genetic diversity and origins of Europeans that will be held in Geneva, Switzerland, on 15-16 January 2013:  http://ua.unige.ch/originsofeuropeans/

Bien qu'elle soit organisée par et pour les chercheurs, cette conférence peut être une belle occasion pour des enseignants, des didacticiens, des formateurs etc. de sentir la dynamique de la science qui débat, qui arrive à un consensus ou qui discute âprement.
Et aussi de se tenir au courant de l'état des connaissances sur cette question des origines qui interpelle toujours les élèves, et sur laquelle les enseignants sont régulièrement interrogés…

Si vous pouvez vous libérer le 15-16 janvier … ce sera aussi l'occasion de ces précieux contacts informels lors de pauses  qui sont le sel des conférences...


Fig 1: le site de la conférence. source http://ua.unige.ch/originsofeuropeans/


Registration is now open. Please disseminate this information to your colleagues and other potentially interested people

OneZoom pour situer l'humain – par exemple - dans le vivant

Un arbre du vivant interactif et à jour

La recherche  produit des données magnifiques qui sont de plus en plus souvent  accessibles en classe par un simple accès internet.
UniProt nous offrait déjà Taxonomy qui permet de situer n'importe quelle espèce connue dans par sa position taxonomique. Par exemple :

• Humain ici 
• Rose ici 
• Girafe ici
  

Depuis peu une visualisation remarquable est disponible OneZoom  – d'inspiration  fractale (cf fig 1) ce qui correspond bien à la logique arborescente de nos classifications – et recense déjà plus de 5000 mammifères en permetant de naviguer d'une espèce à l'autre.
Les dates de séparation de chaque branche sont indiquées ainsi qu'un lien sur Wikipedia pour l'espèce concernée.

Fig 1: l'arbre de la vie illustré par OneZoom  [img] source   OneZoom

Un modèle de la réalité…

C'est une représentation moins exhaustive – pour le moment – que UniProt mais visuellement plus impressionnante et plus interactive. Il n'y a sans doute pas de modèle parfait mais des modèles adaptés au problème qu'on illustre (Cf. Bio-tremplins Rechercher le top-modèle pour expliquer la biologie ?). Ce modèle-ci est probablement meilleur pour mettre en évidence les proximités et distances, situer une espèce dans son contexte. Et pour montrer que l'homme a une place comme les autres parmi les espèces animales, puisque l'humain n'est pas présenté comme l'aboutissement au bout d'une longue ligne d'espèces, mais doit être trouvé au bout d'une des branches de l'arbre (cf fig 2). Probablement que plusieurs d'entre vous imagineront d'autres usages !
Sur le plan didactique il pourrait permettre de concevoir des activités où c'est l'élève qui trouve le positionnement d'une espèce, détermine la distance évolutive entre deux espèces. Le fait qu'il pilote lui-même la navigation (plutôt que de voir le maître le faire) fait certainement une différence dans ce qu'il apprend. Du moins si on a réussi à le munir d'une question qu'il a comprise et qu'il veut explorer.… Dans ce cas OneZoom peut aider à réaliser des activités où il veut trouver la réponse.


Fig 2: L'humain est trouvé en cherchant parmi les singes  [img] source OneZoom

Les bases de données : une nouvelle façon de faire de la biologie ? 

OneZoom reprend des données scientifiques produites par d'autres et les met en valeur et en rapport avec d'autres bases. Cette plus-value par la mise en relation des bases et leur traitement illustre bien une tendance en biologie : la production et la diffusion de savoir repose de plus en plus sur les bases de données  (Strasser, B. J., 2006) et bouscule – mais offre des opportunités pour – leur enseignement (Lombard, F. 2011).  Comment  Obtenir un article mentionné : Get-a-doi  
C'est ce que nous avons appelé la biologie BIST et pour laquelle des formations continues pour les enseignants de biologie ont été organisées avec Marie-Claude Blatter du SIB depuis plusieurs années à Genève ici.

OneZoom est présenté dans une vidéo ici

Fig 3: Présentation publique de OneZoom  [img] source OneZoom

Les publications et les sources: plus près de la biologie authentique ?

Ils tirent leurs données d'un article de Nature

• Bininda-Emonds OR, Cardillo M, Jones KE, MacPhee RD, Beck RM, et al. (2007) The delayed rise of present-day mammals. Nature 446: 507–512. Comment  Obtenir un article mentionné : Get-a-doi
  

Ils ont publié un article dans PLOS Biology qui est libre d'accès et qui me parait lisible pour un prof de bio :

• Rosindell, J., & Harmon, L. J. (2012). OneZoom: A Fractal Explorer for the Tree of Life. PLoS Biol, 10(10), e1001406. doi:10.1371/journal.pbio.1001406.

Ils ont le projet de se connecter sur le projet  Tree Of Life tolweb.org pour visualiser l'ensemble du vivant.

Et la vulgarisation en français ?

Par exemple LeTemps fait un article sur OneZoom

• Sillig, Lucia. (2012) Une carte routière pour le vivant. Le temps mercredi17 octobre 2012
  

Se situer dans l'arbre du vivant ou savoir en dessiner l'arbre ?

La pratique courante éprouvée et testée (…mais que disent les résultats des tests sur ce que les élèves retiennent  vraiment ? Probablement pas grand chose, même les enseignants : cf Quessada et al 2007 sur l'acceptation  de l'évolution)  aborde la classification en apprenant aux élèves à connaitre et savoir décrire un arbre du vivant ou au moins une partie de cet arbre. C'est donc très troublant quand cet arbre est modifié.

Savoir se situer dans un arbre qui est donné, sera peut-être une compétence utile dans un monde où les élèves auront accès à ces bases de données depuis leur smartphone et peut-être avec  un séquenceur de poche ou un scanner à code-barre ( cf Bio-tremplins d'avril 2010 Le code-barre pour la détermination en botanique ?)
Faut-il les préparer à ce monde ou à celui de Linné ?
:-)))
On peut réagir sur le blog Bio-Tremplins : la confrontation des idées les améliore en général, alors allez-y ! 

Sources :

• Bininda-Emonds OR, Cardillo M, Jones KE, MacPhee RD, Beck RM, et al. (2007) The delayed rise of present-day mammals. Nature 446: 507–512.
• Lombard, F. (2011). New opportunities for authenticity in a world of changing biology. In A. Yarden & G. S. Carvalho (Eds.), Authenticity in Biology Education: Benefits and Challenges (pp. 15-26). Braga Portugal: Universidade do Minho. Centro de Investigação em Estudos da Criança (CIEC).
• http://www.OneZoom.org
• Sillig, Lucia. (2012) Une carte routière pour le vivant. Le temps mercredi17 octobre 2012
• Strasser, B. J. (2006). Collectionner ou expérimenter ?  Les bases de données bioinformatiques,  un nouveau lieu de production du savoir. Paris: Albin Michel.
• Quessada, M., Munoz, F., & Clément, P. (2007). Les conceptions sur l'Evolution biologique d'enseignants du primaire et du secondaire de douze pays (Afrique, Europe et Moyen Orient) varient selon leur niveau d'Etude. Hedjerassi, N., Marquet, P., AREF, 1.
  

La plateforme  Expériment@l  vous offre l'accès a ces articles Comment s'inscrire à Expériment@l
Ou  Comment  Obtenir un article mentionné : Get-a-doi

La carte des goûts selon ses goûts…

En 2007, nous avons fait une Bio-Tremplins à propos de ce monument didactique que sont les 4 goûts sur la langue.
Chevallard appelle monument une savoir incontournable à l'école mais qui a perdu toute connexion avec la réalité

"des monuments que l’on visite par contrainte, dont on ignore et dont on ignorera à quoi ils pouvaient bien servir autrefois, lorsqu’ils étaient « vivants », et à quoi ils pourraient bien servir aujourd’hui si ce n’est à inspirer le respect des mondes morts aux êtres dociles ou à exciter les indociles à se rebeller vainement." Chevallard, Y. (1991).

La répartition de ces goûts est un de ces monuments. Un directeur me disait récemment combien il avait trouvé intéressante le TP qu'un jeune enseignant avait fait en sa présence.… vous devinez qu'il a fait dessiner la carte des goûts aux élèves. Et qu'ils ont tous réussi à présenter au maître la "bonne" carte.


Fig 1: Un exemple de carte des goûts [img] source https://www.docteurclic.com/encyclopedie/gout.aspx
Ce qui aurait du nous questionner est que les cartes diffèrent grandement d'un ouvrage à l'autre,...

Fig 1: Quatre exemples de carte des goûts dans des ouvrages de biologie [img] Sources Anselme, B. (1998), Perilleux, (1999) Marieb, E.N., (2000),
Schäffler, A. (2004)

Or tous ces schémas sont des transpositions depuis un article de 1901 (Hänig, D.P., 1901) du moins selon cette source .
J'ai été y chercher les résultats de ce chercheur en 1901. Son image montre des densités de points qui varient en fonction de la sensibilité.
 
Fig 3: Toutes les carte des goûts viennent de cette image semble-t-il [img] source (Hänig, D.P., 1901)

 

Chemotopic representation of the human tongue according to Hänig (1901), the first source on tongue maps, showing that no taste area is sensitive to less than 4 taste qualities. Taste sensitivity (inverse detection threshold) is represented by the density of symbols. For each of the 4 qualities shown, sensitivity extends across anterior, lateral and posterior (vallate) parts of the tongue. It is highest for sucrose-sweet at the tip, for HCl-sour at th sides and for quinine-bitter at the back, but the differences in sensitivity within each quality are moderate (they are also controversial). In addition, taste sensitivity was reported for the palate (not included here). From these diagrams, now 98 years old, the popular textbook versions, often conveying the impression of  more or less specialized areas, probably arose by "graphical evolution", a curious process.

http://wwwalt.med-rz.uni-sb.de/med_fak/physiol1/LDM/chemotopic_2.htm

Ces transformations qu'on appelle transposition didactique sont particulièrement saisissantes ici :  De subtiles nuances de densité de points deviennent des limites nettes. La source des données et les méthodes de mesure ont disparu et le doute avec. Tout ce qui fait qu'un savoir est scientifique est escamoté.
Par ailleurs on trouve la classique disparition des nuances et des conditions de mesure, la prédominance de l'image sur l'explication qui accompagnent généralement cette transposition.

Il n'y a pas de carte des goûts…?  ou alors c'est la même pour tous les goûts ?

On sait depuis pas mal d'années que les récepteurs aux différents goûts sont répartis de manière identique sur la langue et que ces cartes ne sont plus d'actualité.  D'ailleurs il y a un 5ème goût ( "umami" ~ goût de viande)




Fig 4: La répartition des récepteurs aux goûts est la même pour toutes les qualités du goût.  [img] source Chandrashekar, J.,et al. (2006).
 
Il reste possible que la sensibilité aux différents goûts diffère selon les régions. Même dans ce cas on voit mal comment ce doute pourrait justifier de produire des cartes aussi nettes et tranchées, que celle-ci !

Fig 5: La répartition des récepteurs aux goûts est représentée de manière très tranchée et sans lien avec les données d'origine  [img] source Mc Farland, D., & Tinbergen, N. (1990).

Une certaine réticence à remettre en question ce qui est enseigné depuis des décennies parait probable.
Voici quelques références pour vous faire une opinion et les liens sur les articles mentionnés sont disponibles ci-dessous.

• http://www.livescience.com/7113-tongue-map-tasteless-myth-debunked.html
• www.nytimes.com/2008/11/11/health/11real.html?_r=1
• www.springerlink.com/content/v6647r802xu887n2/

Faut-il abandonner une des rares expériences qui "marchent" et qui passionnent les élèves ?

Nous reprenons ici une manière élégante de gérer cette situation publiée en 2007 dans Bio-Tremplins
Comment gérer la situation où l'on vient d'apprendre que ce qu'on s'apprête à présenter aux élèves n'est plus à jour m'a été racontée par une jeune enseignante (Sabine de Vevey) : après avoir lu la Bio-Tremplin sur la pseudo-répartition des goûts sur la langue quelques jours avant un TP sur ce sujet, elle a décidé de mettre les élèves dans la position - très scientifique - de juger eux-mêmes et de voir le progrès. Elle a d'abord fait le TP classique : demander aux élèves de produire la carte des sensibilités aux goûts sur la langue. Certains sont arrivés à la carte institutionnalisée (les élèves doubleurs notamment) et d'autres non.
Puis elle a montré l'article de Nature (Chandrashekar, et al. 2006) qui révélait que cette carte ne correspond pas aux connaissances actuelles.

Ensuite elle a montré 3-4 ouvrages - très sérieux - qui présentaient une telle carte ... mais chaque fois différente !

1. Marieb, E.N., R. Lachaîne, and L. Moussakova, Anatomie et physiologie humaines. 2000: De Boeck Université.
2.Perilleux, SVT 3ème. 1999: Nathan.
3. Schäffler, A. and N. Menche, Anatomie, physiologie, biologie : abrégé d'enseignement pour les professions de santé. 2004: Maloine.
4. Anselme, B., Repères Pratiques. Le corps humain, Editions Nathan, 1998.

Les élèves ont été très intéressés et fiers d'être partie prenante d'une actualisation des savoirs scolaires. Leur donner juste une carte mise à jour n'aurait pas eu le même effet. Dans ce rôle critique, où ils font face à la complexité et où on les aide à trier ils ont pu construire de solides connaissances sur la base de documents authentiques récents. On sait combien la démotivation des élèves face aux apprentissages en science est nettement liée à leur difficulté à voir des liens avec le monde qu'ils vivent.
Et l'estime qu'ils ont de leur enseignante s'en est trouvée accrue, je pense.
Cet exemple met en évidence combien le rôle que les élèves ont effectivement - ici d'analyse critique et de choix dans l'information - est déterminant pour apprendre dans une société de la surabondance d'information.

Quelle expérimentation pratique-t-on vraiment ?

Comment on est arrivé des années durant à ce que les élèves produisent une carte "correcte" dans ces condition pose des question sur l'expérimentation pratiquée en classe... De Vecchi, G. (2006) analyse d'ailleurs assez bien ces difficultés et incite à plus de modestie : avoir l'ambition d'éprouver une théorie, plutôt que de la démontrer. C'est bien ce qu'a fait cette enseignante.

Et comment une pareille différence dans les sources n'a pas attiré l'attention pose bien des questions sur les liens entre les savoirs de référence et ceux qu'on enseigne... Comment ce que la recherche découvre parvient si transformé jusque dans les classes : la transposition didactique dégrade les savoirs en les rendant compatibles avec l'enseignement.  La vulgarisation suit des cheminements similaires et ce point avait été discuté dans Bio-tremplins en septembre 2010 : La percolation des découvertes scientifiques dans la presse.

Sources :

• Anselme, B., Repères Pratiques. Le corps humain, Editions Nathan, 1998
• Chandrashekar, J., Hoon, M. A., Ryba, N. J. P., & Zuker, C. S. (2006). The receptors and cells for mammalian taste. Nature, 444(7117), 288-294. https://doi.org/10.1038/nature05401
• Chevallard, Y. (1991). La transposition didactique. Du savoir savant au savoir enseigné (2e éd. revue et augmentée, 1985 lre ed.). Grenoble: La Pensée sauvage.
  
• De Vecchi, G. (2006). Enseigner l'expérimental en classe : pour une véritable éducation scientifique Paris: Hachette éducation.
  
• Hänig, D.P., 1901. Zur Psychophysik des Geschmackssinnes. Philosophische Studien, 17: 576-623.
• Marieb, E.N., R. Lachaîne, and L. Moussakova, Anatomie et physiologie humaines. 2000: De Boeck Université.
  
• Mc Farland, D., & Tinbergen, N. (1990). Dictionnaire du comportement animal. Bouquins.
  
• Perilleux, SVT 3ème. 1999: Nathan.
• Schäffler, A. and N. Menche, Anatomie, physiologie, biologie : abrégé d'enseignement pour les professions de santé. 2004: Maloine.

mise à jour 18 nov 21 : rectrification de liens et ajout du DOI: pour Chandrashekar, J.,