Danser la science ?

Une science pour les garçons et les filles ?

Un éclairage moins sérieux de la science pourrait peut-être aider celles et ceux qui sont plus attirés par les dimensions artistiques et expressives à développer une image de la science plus positive. ... et peut-être à dépasser l'idée que pour faire de la science il faudrait être comme le professeur tournesol ou Einstein. Bien peu de jeunes s'identifient à cette image-là. Alors que la désaffectation des sciences inquiète, trouver des moyens nouveaux de la faire aimer et peut-être d'attirer plus de jeunes vers les études de science est un enjeu important. Montrer des scientifiques jeunes, artistiques, créatifs – et pas seulement masculins – peut aider les filles à réaliser leur potentiel scientifique. Or le potentiel de croissance le plus fort est chez les filles qui réussissent bien en sciences mais ont plus de difficulté à s'imaginer dans ces études. Une initiative dans ce sens est peut-être ce concours de danse pour communiquer son doctorat organisé par Gonzolabs.

Fig 1 :Gonzolabs : un lieu virtuel ou l'art et la sciencese rencontrent. [img]Source : Gonzoscientist

Gonzolabs : un lieu virtuel ou l'art et la science se rencontrent.

Une nouvelle dans la très sérieuse revue Science invite chacun-e a danser son doctorat

• Bohannon , John. (2010). The Gonzo Scientist Calling All Dancing Scientists! Science 4 June 2010: Vol. 328. no. 5983, p. 1226 DOI: 10.1126/science.328.5983.1226-b

Dernier délai pour soumettre : 1 September 2010

Les Vidéos de l'année écoulée :

Dans la catégorie BIOLOGIE, Betsy Swanner danse son Doctorat, “A metabolically-versatile bacterium thrives in granitic rock of the deep subsurface.”

Fig 2 : Betsy Swanner danse son doctorat “A metabolically-versatile bacterium thrives in granitic rock of the deep subsurface.”. [img]Source : GonzolabBetsy Swanner explique ici sa danse (anglais).

Tous ceux qui ont pris part au concours "Dance Your Ph.D." savent que le corps humain est un excellent moyen pour communiquer la science—peut-être pas aussi riche en données qu'un article peer-reviewed (dans une revue à comté de lecture) mais bien plus stimulant. C'est le moment de danser conclut l'article.

* * *

Science presents . . .

The 2010 "Dance Your Ph.D." Contest

Taking science to the dance and back again www.gonzolabs.org/dance

Taking part is easy:

1. Make a video of your own Ph.D. dance.
2. Post the video on Vimeo.com.
3. Follow the directions for contest entry at www.gonzolabs.org/dance.

Ph.D. dances will be divided by scientific field: Physics, Chemistry, Biology, and Social Sciences. An independent panel of judges—made up of artists and scientists—will choose finalists in each category. The finalists will have their Ph.D. dance videos screened at the Imagine Science Film Festival in New York City (15–24 October).

At the festival, the winners will be chosen. A cash prize goes to the best Ph.D. dance in each of four categories: PHYSICS: $500 CHEMISTRY: $500 BIOLOGY: $500 SOCIAL SCIENCES: $500

Finally, the best Ph.D. dance in each scientific category will compete for the final prize: BEST PH.D. DANCE OF ALL: $500

This will answer the question, Which kind of scientists make the best dancers?

See you in New York!

—The Gonzo Scientist

Sources

• Bohannon, John. (2010). The Gonzo Scientist Calling All Dancing Scientists! Science 4 June 2010: Vol. 328. no. 5983, p. 1226 DOI: 10.1126/science.328.5983.1226-b

Le bec du Toucan : un super-climatiseur ?

Pourquoi le bec du toucan est-il si grand ?

Le toucan est équipé d'un bec qui fait le tiers de sa longueur et il pourrait bien renvoyer à Cyrano de Bergerac sa tirade : " c'est un peu court, jeune homme !" Or les raisons de sa taille énorme ont interpellé les esprits curieux depuis fort longtemps : Darwin supposait que c'était un ornement destiné à attirer les femelles. “toucans may owe the enormous size of their beaks to sexual selection, for the sake of displaying the diversified and vivid stripes of colour with which these organs are ornamented.” Darwin, C. (1871). On a évoqué aussi la cueillette de fruits. Mais il s'agissait d'hypothèses : on n'avait pas de données pour étayer ces explications. Une nouvelle dans la revue Science (Price, Michael. 2009. A Bird With a Big Air-Conditioning Bill) décrit une expérience qui apporte des éléments de réponse solidement étayés.

Tattersall, G. J. et al. (2009) ont pu mesurer par infrarouge comment la température du bec variait avec l'activité du Toucan Ramphastos toco : Ils ont observé que le bec se réchauffe (par endroits presque 40°C) juste avant que les oiseaux s'endorment, dissipant ainsi la chaleur et expliquant la baisse de température de l'animal lors de son sommeil. (Cf. Fig 1 et vidéo iciMovie s1). Ils ont aussi mesuré un animal qui volait et observé la température de l'animal monter de 6°C : le besoin de refroidissement est important.

Fig 1 : Le bec du Toucan dissipe efficacement la chaleur . L'image infrarouge à droite révèle des points chauds en orange-blanc (environ 40°C) où le toucan évacue de la chaleur. [img]Source Glenn Tattersall.

Pourquoi le bec ?

Fig 2 : Le bec du toucan est richement vascularisé : observer les vaisseaux que la transparence rend plus visibles. B :Coupe sagittale : L'os est très léger. C: La taille du bec grandit plus vite que le reste du corps ("scales with positive allometry"). [img] Source: Glenn Tattersall. Figure complète avec légende

Les oiseaux ne transpirent pas. Ni les éléphants, d'ailleurs. Les deux vivent dans des climats chauds et perdent peu de chaleur par leur corps (pour des raisons fort différentes -plumes ou surface corporelle relative cf. intranet ). C'est sans doute pourquoi chez ces espèces les individus qui ont reçu des extrémités disproportionnées ont eu plus de descendants et les actuels sont issus de ces rares individus déformés plutôt que des autres qui auraient pu paraitre plus harmonieux... Chez les éléphants la dissipation se fait par les oreilles (Cf. Fig 3), mais chez les toucans le bec - il ne fait qu'un vingtième du poids mais 30 à 50% de la surface du corps - parvient à dissiper quatre fois la production de chaleur de l'animal au repos : c'est aussi quatre fois plus efficace que les oreilles de l'éléphant.

Fig 3 : On explique souvent les oreilles des éléphants par la nécessité de dissiper ou d'économiser la chaleur. Elephant d'Afrique à G et d'Inde à Dr [img]Source :Taronga.org

Et en français ?

• Etienne, V.( 2009). C'est grâce à son bec que le toucan régule sa température. Science et Vie Septembre 2009 p. 18 extraits intranet.pdf

Le bec n'est-il pas lié au régime alimentaire ?

Certains objecteront comme Gary Ritchison, ornithologue à l'Eastern Kentucky University à Richmond, que cette étude démontre effectivement que les toucans utilisent leurs becs pour la thermorégulation, mais que cela ne prouve pas que ce soit le seul facteur qui explique son étonnante taille. Il y a tant d'autres facteurs comme la défense le régime alimentaire etc.

Tattersall acquiesce mais précise que désormais il faudra aussi prendre en compte la thermorégulation pour discuter l'évolution des becs. C'est un facteur parmi d'autres.

Comment mettre en perspective ?

On peut relever que justement pour bien comprendre cette information il est important de la mettre en perspective : Oui la thermorégulation est un facteur important de la forme du bec et comme cette information est nouvelle, c'est normal que les auteurs la mettent au premier plan, mais cela ne remplace pas tout ce qui a pu être dit sur le lien entre la forme du bec et le régime, cela complète et nuance. Chaque prof. de biologie saura le faire, mais ...qui apprendra aux élèves à recevoir avec du recul ce type d'information diffusée dans un journal gratuit, ou à la télé, et avec un ton tellement plus accrocheur et des images splendides, ... Comment l'élève saura-t-il ou elle intégrer cette nouvelle information à ce qu'on lui dit à l'école ? Si on ne l'aide pas à lier ce qui est dit en classe de biologie et dans les médias, ne risque-t-il ou elle pas de retenir ce que les médias sensationnalistes communiquent plutôt que les informations un peu sèches de certains livres ? Et au final de disqualifier l'école comme source d'information scientifique ?

De plus grands becs dans les climats chauds ?

Plus récemment, une équipe menée par Matt Symonds de l'Université de Melbourne en Australie, avec le même Tattersall a comparé 214 espèces d'oiseaux de différents points du globe pour voir si la taille de leurs becs variait avec le régime de température de leur habitat.

Les auteurs sont partis des résultats précédents en imagerie thermique montrant que de nombreux oiseaux dissipent de la chaleur par le bec (Cf. Fig. 4).
Fig 4 : Images infrarouge de divers oiseaux . On voit combien le bec dissipe souvent bien la chaleur [img]Source :Symonds, Matthews, R. E. Tattersall, Glenn J. et al. (2010)

Ils ont trouvé chez tous ces groupes, sauf les pinsons (Estrildidae), un fort lien entre la taille du bec et la latitude, l'altitude ou la température minimale (Cf. Fig 5). Mais pas de corrélation avec la longueur des pattes. Cela suggère pour les auteurs que le bec est une plus importante source de dissipation thermique que les pattes, et que la nécessité de réguler la température a été un facteur important de l'évolution des becs.

Fig 5 : Le log de la longueur du bec corrèle bien avec la latitude (A), l'Altitude (B), et la température minimale (C). [img] Source : Source :Symonds, Matthews, R. E. Tattersall, Glenn J. et al. (2010) Extraits-Intranet.pdf

Symonds et al. fournissent donc des preuves robustes que les oiseaux des zones froides (en latitude ou en altitude) ont en général des becs plus petits relativement à leur corps. Comme par exemple les manchots (cf fig 6). Fig 6 : Le bec des manchots est relativement petit :Aptenodytes forsteri [img] Source : Naked scientist 27th Jun 2010 © Dbush @ Wikipedia

Les auteurs pensent que la chaleur favorise les grands becs pour la dissipation de chaleur, mais qu'il est plus probable que le froid limite la taille des becs. En effet un grand bec qui dissipe la chaleur serait un trop gros problème dans le froid quels que puissent être les avantages comme la communication ou l'attirance pour les partenaires, mais la chaleur permet à de nombreux autres paramètres de se manifester.

La loi d'Allen ressuscitée ?

La règle d'Allen (wikipedia) qui datait de 1877 prédit que les homéothermes des zones froides du globe évoluent vers des extrémités plus petites (oreilles, pattes, queues) que dans les climats chauds. Alors qu'on en trouve la trace -souvent sans mention explicite d'Allen – dans de nombreux ouvrages scolaires excellents cette loi était considérée par la plupart des chercheurs comme obsolète ((Scholander 1956) described the rule has having been “demolished”), mais les auteurs se font un plaisir de la remettre à l'honneur : c'est la première étude bien étayée qui la soutient.
Fig 7 : la loi de Allen prédit que les extrémités des animaux à sang chaud sont plus petites dans les climats froids. [img-intranet]Source: Fischesser, B., et al. (1996).

Ceux qui veulent une science des certitudes simples à apprendre seront perturbés. Mais pas beaucoup, car les livres scolaires n'avaient pas vraiment abandonné Allen... Ceux qui apprécient que la science remette en question ses théories lorsque de nouvelles données apparaissent et voient la science comme un débat permanent seront contents de la voir vivre.

" Les savoirs enseignés ne produisent plus des connaissances vivantes dans les publics scolaires conviés à révérer les œuvres – mathématiques ou autres – que l’enseignement prodigué leur impose de « connaître ». Ainsi, par exemple, on ne saura pas comment faire pour tracer une figure « trois fois plus petite » qu’une figure donnée […]. Mais on sera supposé connaître en détail les propriétés de l’homothétie ! Savoirs monumentaux insistants, connaissances effectives évanescentes... Chevallard, Y. (2004)

Un monument de l'enseignement ?

Le temps seul dira si la loi de Allen renait ou restera un de ces savoirs scolaires ayant perdu contact avec la recherche (La "dégénérescence monumentaliste" de Chevallard) et qui n'existent que dans le monde de l'école, ou seulement comme un signe de reconnaissance des "instruits". Il cite le triangle de Pythagore, j'ajouterais aussi le "donneur universel" dans les groupes sanguins : très prisé dans les conversations, mais qui ne correspond pas à la pratique de transfusion en temps normal. (J'attends avec impatience vos réactions...)

De nouvelles données pour faire de la science en classe ?

Je ne sous-entends pas qu'il faudrait cesser d'enseigner ces exemples, mais suggère que les données récentes de Symonds, et al. permettent aux élèves –guidés activement par leurs enseignant-es – de construire un savoir scientifique qui s'appuie sur des données expérimentales pour élaborer une justification étayée : savoir décider scientifiquement ce qu'on accepte comme vrai. C'est une possibilité nouvelle qui nous est donnée de leur faire pratiquer la science. Chacun selon ses méthodes et son public. Par exemple de faire confronter par les élèves ces résultats récents aux ouvrages et documents scolaires, comme l'avait fait une enseignante qui a découvert que l'expérience des "4 goût sur la langue " ne correspond plus à ce qu'on sait ("Mettre les élèves dans le rôle de l'expert critique pour leur apprendre à trier ?" Bio-Tremplin du 6 janvier 2009). Elle dit qu'ils ont adoré être dans le rôle des experts, et ont pu développer un esprit critique constructif. L'autorité de la discipline biologie et de l'enseignante n'ont pas été compromis, mais renforcés.

Sources

• Chevallard, Y. (2004). La place des mathématiques vivantes dans l’éducation secondaire : transposition didactique des mathématiques et nouvelle épistémologie scolaire Paper presented at the 3e Université d’été Animath 22-27 août 2004 Saint-Flour (Cantal).
• Darwin, C. (1871).The Descent of Man: And Selection in relation to Sex, John Murray, London, 1871, Volume II, 1st edition, 1871, p. 227. (Accessed via: The Complete Work of Charles Darwin Online, <darwin-online.org.uk>).
• Etienne, V.( 2009). C'est grâce à son bec que le toucan régule sa température. Science et Vie Septembre 2009 p. 18 extraits intranet.pdf
• Fischesser, B., Dupuis-Tate, M. F., Moyne, M. L., & Sardat, N. (1996). Le guide illustré de l'écologie: Ed. de la Martinière: Cemagref Ed.
• Price, Michael (2009) A Bird With a Big Air-Conditioning Bill ScienceNOW Daily News 23 July 2009
• Pontzen, Andrew, Scales, Helen, SmithChris. (2010). Smaller beaks for colder climates. Naked scientist 27th Jun 2010
• Scholander, P. F. 1955. Evolution of climatic adaptation in homeo- therms. Evolution 9:15–26.
• Symonds, Matthews, R. E. Tattersall, Glenn J. et al. (2010). Geographical Variation in Bill Size across Bird Species Provides Evidence for Allen’s Rule. American Naturalist. Vol 176 (PDF) | Extraits-Intranet.pdf
  DOI: 10.1086/653666
• Valsler, Ben. O'Carroll, Diana. (2010).The secret of the Toucan's beak Naked scientist 24th July 2009

Bonheur et nuit de la science samedi 10 et dimanche 11 juillet

Les vacances approchent ou sont là ... et chacun espère être heureux lors de vacances. C'est presque un devoir... :-) Dans l'émission de la BBC "The naked scientists", une équipe de chercheurs de Cambridge, joyeusement irrévérencieuse, met en scène une science qui marie avec bonheur le curieux, le sérieux, et le joyeux. Une de leurs publications électroniques récentes parle de la science du bonheur.

Don't Worry, be Happy!

C'est le titre d'un de leurs articles qu'on peut Podcaster, ou lire ici

• Naked Scientists Podcast

Douglas Richards y développe l'idée que le bonheur n'est pas fait d'argent ou de farniente, même devant une télé grand écran ou sur une plage, mais d'une implication mentale et physique intense dans une activité exigeante et motivante. Csikszentmihalyi parle de "flow" pour décrire cet état.

" the best moments usually occur when a person’s body or mind is stretched to its limits in a voluntary effort to accomplish something difficult and worthwhile.” Mihaly Csikszentmihalyi

Fig 1 : Pour Douglas Richards, le bonheur n'est pas passif, mais actif, choisi et stimulant. [img]Source : The naked scientist En somme, apprendre la science pourrait être une forme de "flow" dans un monde idéal...

De la science du bonheur au bonheur de la science

Evidemment je rêve un peu ! Et pourtant ... on devrait bien pouvoir trouver des moments où les élèves sont fascinés par la science, ... non ? L'importance de changer l'image austère et abstraite de la science à l'école est claire (Venturini, P. 2007). Montrer que les sciences peuvent être passionnantes était le thème des rencontres 2010 Sciences : Au défi de passionner les jeunes avec notamment la conférence de Hervé This

• Fichiers pdf des présentations,

La discussion a montré que sans tomber un enthousiasme excessif pour des miracles qui ne résisteraient pas à la confrontation en classe, il vaut la peine d'explorer des initiatives destinées à rapprocher les élèves de la science qui se fait, qui vit, qui bouge et de ses acteurs : visites de chercheurs en classe, visites d'élèves dans des labos de recherche , accès à des données authentiques, discussion sur des expériences avec des enseignants et des chercheurs, etc.

Il y a des démarches pour les enseignants comme ces Bio-Tremplins, BioUtils, Expériment@l, etc, Il y a aussi des démarches pour les élèves : les goûters des sciences, la Science Appelle les Jeunes, et notamment la fameuse "Nuit de la science"... qui dure deux jours et une nuit ... avec de nombreuses occasions de s'émerveiller de se passionner et peut-être d'atteindre le flow ?

Quelques exemples des stands "Nuit de la science"

• perception des émotions
• existe-t-il une limite à la mémoire humaine ?
• aux limites de la conscience : la prosopagnosie
• palme d’or des records végétaux
• sportifs de l’extrême
• insectes : une biodiversité extrême
• les champignons : un monde de records
• des protéines de l’extrême
• sportifs de l’extrême
• conditions de vie extrêmes et limites de l’adaptation
• la biodiversité sans limite grâce à l’évolution
• ... et bien d'autres ! plus 55 ! voir plus bas...

Sources

• Czikszentmihalyi, M. (1996). Flow: The psychology of optimal experience. Praha: LidovÈ Noviny.
• Richards, Douglas, E. (2010) Don't Worry, be Happy! The Science of Happiness The naked scientist, BBC, Mars 2010
• Venturini, P. (2007). L’envie d’apprendre les sciences : motivation, attitudes,rapport aux savoirs. Paris: Fabert.

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Nuit de la science aura lieu les samedi 10 et dimanche 11 juillet 2010

"Extrêmes & Limites"

Des stands de science, des ateliers pour les enfants, des mini-conférences, des reconstitutions d'expériences historiques, du théâtre scientifique… Il y en a pour tous les goûts, pour toutes les curiosités.

programme à l'adresse suivante ou dans le supplément de la Tribune de Genève du mercredi 7 juillet : www.lanuitdelascience.ch

Laurence-Isaline Stahl Gretsch Musée d'histoire des sciences 128 rue de Lausanne, 1202 Genève Tel : +41.22.418.50.71 Fax : +41.22.418.50.61

Analyse de l'enquête 2010 auprès des lecteurs des Bio-Tremplins.

Synthèse expresse – 29 juin 2010

Que sont les Bio-Tremplins ? La discipline de référence biologie subit une profonde mutation, la plupart des chapitres sont transformés et les connaissances augmentent énormément : l’enseignement ne peut ignorer cette évolution. Cette publication électronique veut être un lien, un tremplin entre la recherche, l'université et les maîtres de biologie. Sans tenter de vulgariser encore une fois ce qui l'est déjà dans des revues excellentes, il s'agit de repérer les domaines en changement important pour l’enseignement, de sélectionner, de rassembler des recherches disparates sur un thème et de les mettre en perspective, mais aussi de faciliter pour les maîtres l'accès à la source des informations. Elle veut aussi être un pas – modeste – pour mettre au point les nouvelles façons dont les connaissances se construisent dans une société en mutation, où la capacité à accéder à l'information et à les transformer en connaissances personnelles est décisive et nécessite de nouvelles compétences.

Les Bio-Tremplins ont pris la forme de 50 publications au cours de l'année 2009-2010. Le nombre d'inscrits recevant la publication par mail a augmenté régulièrement pour atteindre 210, sans compter ceux qui lisent le Blog.

Elles sont considérées par les répondants au sondage comme franchement utiles, lues avec assiduité et sont exploitées plutôt à travers l’activité des maîtres qu'en classe. Ils n'exploitent pas vraiment les Bio-Tremplins comme tremplins vers la littérature primaire, peut-être parce que cette littérature ne leur est pas accessible.

La longueur des articles paraît adaptée. Les répondants disent qu'elles stimulent leur curiosité, donnent du recul sur l'évolution de la discipline, modifient leur regard sur la biologie et leur enseignement. Les Bio-tremplins aident à prendre conscience de la recherche à l'UniGE.

Une analyse plus détaillée est disponible ici pdf

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Quelques graphiques commentés

Fig 1 : Les Bio-Tremplins sont perçues comme "plutôt utiles" ou "très utiles" par la majorité des répondants. [img] Evidemment on peut craindre que ceux qui n'ont pas trouvé utile n'ont pas répondu...

Fig2 : La plupart des Bio-Tremplins sont lues par la majorité des répondants. . [img] On peut également ici se demander si ceux qui répondent sont peut-être ceux qui lisent ... au moins la Bio-Tremplins annonçant l'enquête. Il s'agit cependant d'une publication sur inscription, ce qui suggère que ceux qui s'y sont inscrits ont l'intention de la lire.

Fig. 3 : Les Bio-Tremplins sont presque plus utiles pour stimuler la curiosité des répondants que directement pour l'enseignement. [img] On peut ici se demander ce que signifie la grande masse des réponses entre deux: voient-ils les Bio-Tremplins comme à la fois utiles pour enseignement et pour leur curiosité ou ni vraiment l'un ni vraiment l'autre. La question n'était pas très bien formulée.

Fig 4 : Les répondants disent en majorité que Bio-Tremplins aident à mettre en perspective les changements de la biologie. [img]

Fig 5 : Les Bio-Tremplins sont parfois intégrées dans les enseignements pour une majorité. [img] L'utilité nettement mentionnée plus haut n'est donc pas directement de les utiliser en classe, mais plutôt dans le "backoffice" de l'enseignant.

Fig 6 : Une minorité des répondants remontent à la source des articles mentionnés dans les bio-tremplins. [img] Quelques uns ont mentionné qu'ils n'ont pas accès à ces revues. Il faut relever qu'en général les écoles n'offrent pas l'accès aux revues électroniques.

Fig 7 : Une partie restreinte des répondants estime que les Bio-Tremplins ont changé l'approche de certains chapitres le leur enseignement. [img] La plupart déclarent que les Bio-Tremplins induisent des changements d’approche en classe, au moins légers. On peut relever que les chapitres qui sont le plus massivement changés sont traités au secondaire II ce qui limite les enseignants concernés. Par ailleurs on sait que remettre en question la nature même de sa propre discipline (son épistémologie) est difficile.

Fig 8 : Une moitié des répondants estime que les Bio-Tremplins les ont aidé à prendre conscience de ce qui se fait à l'UniGe. [img] Un des objectifs de ces Bio-Tremplins est de contribuer à faire vivre les liens entre les enseignants et l'université.

En conclusion

Les Bio-Tremplins ont vu leur lectorat grandir de manière régulière et réjouissante, elles semblent bien correspondre aux besoins des lecteurs. Elles semblent contribuer à insuffler une dynamique dans la perception de la science, de l'Université de Genève et de ce qu'est la biologie. Cette dynamique se prolonge-t-elle peut-être jusque dans les enseignements ? On peut l'espérer. Elles ne paraissent cependant pas remettre en question la place de l'enseignant dans l'accès des élèves au savoir.
La question de l'accès à Nature et Science s'avère une difficulté pour réaliser leur potentiel de Tremplins.
Mon petit doigt me dit que des démarches sont en cours, et il n'est peut-être pas inutile de manifester l'importance pour l'enseignement de cet accès...

Et l'an prochain ?

La direction générale du Post-Obligatoire et les directions des collèges (COLDI) soutiennent les Bio-Tremplins qui sont reconduites pour 2010-2011.
Parmi d'autres démarches existantes ou nouvelles qui visent à faire vivre les liens université - écoles, un autre projet – Expériment@l – , soutenu lui par la faculté des sciences, va démarrer à la rentrée. Il sera plus largement ouvert à toutes les sciences expérimentales et centré sur la discussion des expériences qu'il cherchera à mettre en valeur en croisant l'éclairage des chercheurs et des enseignants. Vous serez avertis bien sûr dès la rentrée.

Sources

• Lombard, F. (2010). Rapport d'enquête Bio-Tremplins 2010. DIP. Genève.

N.B : les figures sont établies le 14 juin et les chiffres ont été mis à jour le 29 juin : de légères différences peuvent apparaitre.

Le rôle des émotions dans l'attention, la mémoire,l'action et la prise de décision.

Fig 1 : Une.conférence sur le rôle des émotions dans l'attention, la mémoire,l'action et la prise de décision. [img]Source : Pôle de Recherche National en Sciences Affectives

Nous avons le plaisir de vous annoncer que David Sander, Professeur à la FPSE et Coordinateur scientifique du Pôle de Recherche National en Sciences Affectives, donnera un cours public intitulé :

L'émotion au coeur de l'esprit : Le rôle de l'émotion dans l'attention, la mémoire,l'action et la prise de décision.

Le Mardi 15 juin 2010, salle MR290, Uni Mail, 18h15 - 19h.

Vous trouverez en annexe l'affiche relative à cet évènement. ici.pdf

En espérant vous voir nombreux-ses à cette occasion, recevez, Madame, Monsieur, nos salutations les meilleures.

Sandrine Perruchoud
Administratrice adjointe

Bio-tremplins : Votre avis nous intéresse !

Au terme de l'année, l'heure d'un bilan sur ce qu'ils vous ont apporté et ce que vous en attendez est arrivée.

Je vous invite donc à remplir le questionnaire ici

Il vise à connaitre votre avis afin d'optimiser l'adéquation de cette publication électronique avec vos besoin.

Je vous encourage à y répondre ... d'autant plus que la question de la reconduction des Bio-Tremplins n'a pas encore reçu de réponse claire.

… dans le fond que sont les Bio-Tremplins ?

La discipline de référence biologie subit une profonde mutation et les connaissances augmentent énormément : l’enseignement doit prendre en compte cette évolution. Cette publication électronique a été renommée Bio-Tremplins pour se distinguer d’un review qui « ferme le sujet » et mettre en évidence son rôle d’ouverture et d’incitation à accéder à la littérature primaire. Cette publication électronique veut être un lien, un tremplin entre la recherche, l'université et les maîtres de biologie. Sans tenter de vulgariser encore une fois ce qui l'est déjà dans des revues excellentes, il s'agit de sélectionner, de rassembler des recherches disparates sur un thème et de les mettre en perspective, mais aussi de faciliter pour les maîtres l'accès à la source des informations. Elle veut aussi être un pas – modeste – pour mettre au point les nouvelles façons dont les connaissances se construisent dans une société en mutation où la capacité à accéder à l'information et à se construire ses des connaissances est décisive et nécessite de nouvelles compétences.

L'an passé un tel questionnaire avait été proposé et le Bilan des Bio-Tremplins 09 est ici.

Le créationnisme évolue...

Le créationnisme s'insinue dans les écoles et s'affiche sur les murs ... faut-il réagir ?

Fig 1 : Harun Yahya a envoyé à toutes les écoles secondaires un ouvrage créationniste présenté comme savoir scientifique. Il a placardé des affiches pour une "conférence scientifique sur l'origine de la vie " dans les rues de Genève et Lausanne [img]

On a cru longtemps que le créationnisme était une affaire du passé dans nos contrées. On le voyait aux USA chez certains intégristes et dans des pays lointains. Le créationnisme arrive chez nous et il règne une certaine hésitations sur l'attitude a avoir en classe lors de l'enseignement de l'évolution. On perçoit parfois une hésitation liée au respect des croyances personnelles. Nous tenterons de montrer ici qu'il ne s'agit pas d'opposer des théories différentes, mais de distinguer la science, qui a sa place dans les cours de biologie, et la religion (ou d'autres croyances tout à fait respectables) qui ont d'autres espaces de discussion.

Il y a quelques temps les écoles ont reçu un ouvrage intitulé "Atlas de la création". Plus récemment, de nombreux enseignants ont réagi avec surprise à une affiche qui attaque l'évolution en annonçant une "conférence scientifique". Il y a aussi eu des réactions politiques, mais nous discuterons ici de la manière d'aborder la question en classe de biologie.

• Burnier, Pascale. (2010). Créationniste sous surveillance. Tribune de Genève | 12.05.2010. extraits-intranet.pdf

Une analyse de cet ouvrage : très beau, cherche les failles, ne propose pas de preuves.

Hervé Le Guyader a analysé cet ouvrage pour l'Éducation Nationale en France voici quelques extraits Son analyse complète est disponible avec l'autorisation de l'auteur ici .

"Ouvrir le livre revient à découvrir des photographies de fossiles ou d’organismes actuels, qui
sont de très grande qualité. "

"L’analyse et l’interprétation des fossiles peuvent être résumées de la manière suivante :
- de nombreux fossiles correspondent à des organismes animaux ou végétaux qui ont disparu ; il y a eu des extinctions, dont certaines en masse ;
- parcourir les temps géologiques du Primaire au Tertiaire permet de constater l’existence d’organismes de plus en plus nombreux ;
- tous les organismes vivant aujourd’hui sont identiques à des fossiles plus ou moins anciens. [...]
Le gros de la démonstration est de montrer qu’il n’existe pas de « formes intermédiaires »."
"La deuxième partie, la plus volumineuse (p. 44 à 581) est une succession de très belles photos de fossiles mis en miroir de photos d’organismes actuels, voulant illustrer la fixité des espèces. [...] Le commentaire varie peu ; celui de la p. 56 est exemplaire : « Les fossiles vivants indiquent que les espèces n’évoluèrent pas mais furent créées. […] Comme tous les fossiles, ce fossile révèle que la théorie de l’évolution repose sur des mensonges. » [...] aucune description fine, aucun travail de biologie ; l’auteur se base sur la ressemblance superficielle des photos de fossile et d’organisme actuel pour arriver à une telle conclusion.
Chaque double page magnifiquement illustrée est ainsi pourvue d’un commentaire de quelques lignes très lapidaires. Tout cela est très facilement démontable, et ce n’est pas la partie la plus nocive. "
"La fin du livre est consacrée au Coran, et se termine par : « Où que nous nous tournions, la face de Dieu est là. » "
Le Guyadier, Hervé. (2007). Note de lecture de l'"Atlas de la création" de M. Yahya, pour le Ministère de l'Education Nationale", 2007

Il est intéressant de noter que le débat est situé par ce créationniste en terme de vérité-mensonge et qu'il cherche les failles d'un Darwinisme apparemment pensé comme une sorte de théorie monolithique qui s'écroulerait à la moindre faille. D'un autre côté, on ne le voit pas du tout étayer par des preuves rigoureuses ses affirmations créationnistes comme il se doit en science.

"Une affirmation est qualifiée de réfutable s'il est possible de consigner une observation ou de mener une expérience qui démontre que l'affirmation est fausse. Par exemple, l'affirmation « toutes les corneilles sont noires » pourrait être réfutée en observant une corneille blanche. Une proposition réfutable est réputée être scientifique, tant que l'observation qui permet de la réfuter n'a pas été faite. En revanche, une proposition non réfutable (irréfutable au sens logique) est considérée comme non scientifique." Source Wikipédia

Une théorie, c'est une idée pas très sûre ?

Ainsi une théorie est un système d'explications qui prend en compte les données connues et a été confronté au tir nourri des opposants dans une confrontation par publications, congrès et conférences interposés. Elle doit avoir un pouvoir explicatif qu'on puisse vérifier (elle est falsifiable ou réfutable ) : on peut faire (et on a fait) des observations de la nature et des expériences qui permettraient de la réfuter.

Certains ont illustré la nécessité de réfuter par un contre-exemple : si quelqu'un affirme que "l'univers a été créé mardi passé", c'est une affirmation impossible à vérifier: il vous dira que l'univers a été créé avec les journaux d'avant mardi passé et les mémoires dans les têtes de chacun de nous. Et les mémoires des ordinateurs du Web aussi, etc. On y croit ou on n'y croit pas. Impossible à réfuter. Donc non-scientifique.
En science on cherche en principe à mettre en défaut la théorie et tant qu'elle tient bon on la garde.
Evidemment la réalité de la recherche est plus tortueuse, et les humains qui la font pas toujours parfaits, mais à la longue on finit par abandonner les théories qui ne collent plus aux nouvelles observations, mêmes quand elles sont très populaires... les idées de Copernic ont fini par triompher et on à accepté que la terre tourne autour du soleil !
Souvent la science trébuche, mais avec le temps elle avance ... (cf par exemple Bio-Tremplins : SIDA et peste; la science trébuche et progresse ) ou Gleick, P. H. et al. (2010) sur le changement climatique ici.

L'évolution n'est pas une théorie, c'est un fait !

Le professeur Michel Milinkovitch a accepté une interview le 26 V 010 à l'UniGe pour parler de ces affiches. Il connait l'évolution comme peu : il dirige le LANE (Laboratory of Artificial & Natural Evolution) : il a sillonné le monde et les séquences pour explorer les mécanismes de l'évolution.
Pour lui, "il ne faut pas se lancer dans une comparaison de la théorie de l'évolution qui serait meilleure que celle du créationnisme : on est vite taxé d'obtus si on rejette l'autre théorie et il y a le risque que certains se posent en victimes de censure ou en martyrs de la science.
Par contre, il faut expliquer pourquoi l'approche créationniste ne peut pas (par définition) être considérée comme une approche scientifique. Le terme de "créationnisme scientifique" est une imposture. En effet, l'évolution n'est pas une théorie c'est un fait". On l'observe tous les jours dans les labos avec des bactéries, des drosophiles, des vers nématodes, des plantes, etc. Dans des hôpitaux avec les résistances aux antibiotiques, dans les champs avec les insectes qui s'adaptent à tout ce qu'on leur oppose, et aux Bahamas chez les lézards nous le verrons plus bas.
Michel Milinkovitch fait un parallèle avec la gravitation : "Une pomme tombe", n'est pas une théorie c'est un fait.
Par contre la théorie de la gravitation - à savoir les mécanismes qui font tomber la pomme et permettent de prédire sa vitesse et sa trajectoire - sont une théorie : on a celle de Newton ... et celle de Einstein qui a du être développée pour intégrer de nouvelles observations non-compatibles avec la théorie Newtonienne. Les théories changent avec de nouveaux faits (= de nouvelles observations).
Je me permets de rajouter que si nous acceptons la réalité de l'évolution ce n'est pas parce que M. Milinkovitch est une autorité scientifique indiscutable, (ce serait un argument d'autorité pas de la science) mais parce que ses idées sont basées sur des faits et logiquement construites.

Parler de la "théorie de l'évolution" est une erreur de langage on devrait parler de la "théorie des mécanismes de l'évolution"

Les séquences d'une population bactérienne changent de génération en génération. C'est un fait observé. Dans quelles proportions ces changements sont le fait de mutations, de la dérive génétique ou de la sélection est l'objet de théories scientifiques, pas le fait que ça évolue.
Séparer le fait de l'évolution des théories permettant d'expliquer les mécanismes clarifie le débat.
Michel Milinkovtitch explique que le débat prend une autre tournure, une fois que l'on a effectué cette distinction et les gens se rendent alors facilement compte que les créationnistes essayent de les tromper. On ne peut pas nier que les pommes tombent. Nier l'évolution c'est comme nier que les pommes tombent. Harun Yahya essaie très exactement de faire cela : il nie l'évolution et il nie même ... que la matière existe !
En effet si nous regardons http://www.la-matiere-est-une-illusion.com/ on voit que Harun Yahya apporte des réponses très religieuses à la question philosophique du dualisme du corps et de l'esprit " Les images se forment dans notre cerveau, mais qui est-ce qui regarde ces images dans notre cerveau ? [...] La seule réponse à ces questions est l'âme donnée à l'homme par Allah." Laissons de côté pour le moment la question du dualisme -elle sera abordée l'an prochain dans une formation continue par des regards croisés.

M. Milinkovitch s'interroge aussi sur les sources de financement de Harun Yahya qui peut organiser de tels évènements et même donner sa conférence à distance (il est assigné à résidence en Turquie ) Selon Anne-Muriel Brouet " Celui qui se fait appeler «Maître Adnan» par ses disciples est interdit de sortie du territoire turc et ne prêchera que par vidéoconférence. L’homme dont le vrai nom est Adnan Oktar est déjà passé par les cases prison et hôpital psychiatrique. Il a été condamné en mai 2008 à trois ans de prison ferme pour «enrichissement personnel» et «création d’organisation illégale». Il a fait appel.

• Brouet, Anne-Muriel (2010) Pourquoi Genève cède la parole à un créationniste musulman turc |Tribune de Genève 26.05.2010 |
  

Le pape reconnaissait en 1996 que la théorie de l'évolution est "plus qu'une hypothèse".

Devant l'académie pontificale des sciences, au Vatican, Jean-Paul II a reconnu en 1996 que la théorie de l'évolution est "plus qu'une hypothèse" il a aussi dit que l'évolution est compatible avec la religion catholique. Une excellente formation continue sur l'Évolution pour les maitres du secondaire DIP Janvier 2009 avait abordé cette question, notamment avec l'exposé de A. Mauron

• Mauron, A. (2009) Enseigner l’évolution: pourquoi, et pourquoi c’est difficile. Formation continue sur l'Évolution DIP Genève Janvier 2009 intranet.pdf (Les autres documents)

La science aurait-elle "gagné" sur la religion ?

La religion nécessite la foi et un croyance sans question, alors que la science exige que nous n'acceptions rien sur la base de seules croyance et qu'on questionne les données sur lesquelles repose toute théorie.
Évidemment la communication est difficile : la foi - inconditionnelle - est incompatible avec le questionnement rationnel, alors que la "vérité scientifique" est simplement l'état actuel des connaissances que de nouvelles données vont inéluctablement remettre en question.
Ceux qui ont crié victoire ont-ils vraiment raison de voir dans ce geste une capitulation ? Ou la science et la religion sont-elles des domaines séparés de pensée ?

La cour suprême des USA établit que le créationnisme n'est pas du domaine de la science

... et n'a donc pas à être enseigné en classe de sciences. En 1987, la cour suprême des US a décidé que le créationnisme n'était pas du domaine scientifique, mais de la religion et ne devait donc pas être enseigné dans les écoles. Cf par exemple Norman, Colin. (1987).
Fig 3 : La cour suprême des USA décide que le créationnisme est religion et non science. [img] Norman, Colin. (1987).

Certains créationnistes ... évoluent

La réaction de certains a été de poser le créationnisme comme une théorie alternative puis de défendre la nécessité qu'on enseigne cette alternative au côté de "la théorie de Darwin". C'est la mouvance du créationnisme présenté comme scientifiques sous le nom de intelligent design ou Dessein intelligent.
La Recherche a fait sur ce thème un excellent dossier "Dieu menace-t-il Darwin ?" Avril 2006 N°396

• Barrolier, Pascal. (2004).Darwin attaqué par la droite religieuse. Le Courrier, 4 décembre 2004, p.5 extraits intranet.jpg
• Lecourt, Dominique. (2006) Les dessous du dessein intelligent La Recherche Avril 2006 N°396 Extraits intranet.pdf
• Dumartheray, Philippe. (2009). Darwin et les religions : "je t'aime, moi non plus". Extraits intranet.pdf

Certains on fait un jeu de mots en soulignant que le créationnisme avait évolué (!) pour s'adapter à un environnement qui change.
La question décisive est de savoir si les créationnistes présentent des données pour étayer leurs théories et si elles sont réfutables.
Dans la mesure où personne ne semble avoir encore vu ces preuves-là, on a affaire à des croyances - respectables sans doute - mais qui n'ont pas leur place dans les cours de science.

Faire passer de la propagande religieuse pour de la sciences est une "imposture intellectuelle."

Milinkovitch, M. C. (2010) souligne combien cette distinction est importante : ce n'est pas tant de croire ou non au créationnisme qui pose problème, c'est de faire passer pour une théorie scientifique ce qui est de la propagande religieuse - voire politique. Par exemple, on trouve sur un site web de Harun Yahya (ici) :

"C'est pour cette raison, que le terrorisme qui sévit dans notre planète n'émane d'aucune des trois religions divines, mais plutôt de l'athéisme, son expression de nos jours étant "le darwinisme" et "le matérialisme.
"L'ISLAM N'EST PAS LA SOURCE DU TERRORISME MAIS SA SOLUTION""

On peut penser ce qu'on veut de cette position religieuse, et politique sur les causes du terrorisme, mais il me parait clair que cela n'est pas de la science. Or l'affiche annone une "Conférence scientifique sur l'origine de la vie "

Une bonne compréhension de la démarche scientifique réduit le créationnisme

Curry (2009) parle de diverses recherches dont une étude allemande par D. Graf, de l'Université de Dortmund en 2006 qui montre que les positions créationnistes se trouvent plus fréquemment chez ceux qui ont une mauvaise compréhension de la démarche scientifique. D'ailleurs Quessada, M., Munoz, F., & Clément, P. (2007) montrent que 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'études. Les plus créationnistes sont ceux qui ont fait des études les moins longues.
Cela confirme la nécessité d'une éducation de qualité en sciences.
Il me semble aussi que cela confirme la nécessité d'aider les élèves à maîtriser la démarche scientifique pour les rendre capables de cette forme rigoureuse de confrontation d'idées qu'est la science. Mettre à l'épreuve les théories est donc vraiment faire de la science.
Sur ce point précis une Formation continue des maîtres du secondaire à la BIST La biologie a changé : Comment enrichir mes cours? avait spécifiquement abordé des activités possibles en classe pour expérimenter en classe l'évolution sur la base de données authentiques.

• Scénario 5 : Une même protéine chez différentes espèces : perspective évolutive.

Montrer tout au long des cours de biologie le fondement évolutif implicite dans les grandes problématiques du vivant comme le lien forme-fonction.
Pour des élèves capables d'analyser avec la rigueur scientifique les idées qu'on leur propose avant de les accepter , il n'y a plus de raison d'avoir peur de Yahya.

La théorie des mécanismes de l'évolution est - encore une fois - éprouvée... et passe le test !

Une très récente étude sur les lézards Anoles des Bahamas (Moi aussi je veux faire des études aux Bahamas...) est un bon exemple de mise à l'épreuve d'une théorie des mécanismes de l'évolution : si elle avait été fausse on l'aurait découvert.

Fig 4 : ci-contre. Les lézards Anoles : 2 mâles s'affrontent. [img]R. Calsbeek/ R. Cox.

Marris, Emma. (2010) Rapporte ici que les chercheurs Ryan Calsbeek et Robert Cox (Nature, 2010), ont modifié la sélection auxquels sont soumis ces lézards sur différentes de ces minuscules îles et observé comment ils ont évolué. Car bien sûr ils ont évolué différemment selon les circonstances du milieu. L'évolution est un fait: une preuve de plus s'il en fallait que les espèce ne sont pas figées une fois pour toute comme l'affirme Harun Yahya. Sa théorie est donc réfutée.
Mais les chercheurs ont surtout cherché à vérifier un aspect de la théorie des mécanismes de l'évolution : On pensait que sur les îles c'est plutôt la compétition entre lézards qui détermine l'adaptation, parce que les ressources y sont limitées et les prédateurs rares, alors que sur le continent ce serait plutôt les capacités à fuir les prédateurs, parce que les ressources y sont plus abondantes et les prédateurs plus nombreux aussi. Cela devrait sélectionner des phénotypes différents (Une plus grande taille pour mieux s'imposer lorsque la compétition entre lézards est intense.)
On a donc une théorie qui permet de prédire des résultats et les chercheurs on tenté de vérifier si on obtient bien ces résultats.

Fig 5 : Les chercheurs ont couvert de filets certaines iles. [img]R. Calsbeek/ R. Cox.

Ils ont couvert de filets certaines îles pour limiter la prédation par les oiseaux, ajouté des serpents sur d'autres, augmenté la population sur d'autres. Ils avaient donc des îles avec serpents et oiseaux prédateurs et des îles avec serpents prédateurs seulement et des îles sans prédateurs.
Les résultats (de mai à septembre, incluant l'essentiel de la période de reproduction) ont montré une déplacement de toute la population des îles très peuplées -à compétition intraspécifique forte -vers des phénotypes plus grands, aux pattes plus longues et qui courent plus longtemps.

La figure 5 montre combien la longueur du corps, la longueur des pattes arrière et la résistance à la course varient avec la densité de population de manière très significative, mais pas avec le niveau de prédation (les traits représentent l'écart-type et la valeur de p la significativité ( en dessus de 0.1 on considère comme non significatif en général).

Fig x : La longueur du corps, la longeur des pattes arrière et la résistance a la course en fonction du niveau de prédation à gauche et de la densité de population. Les traits représentent l'écart-type et la valeur de p la significativité ( en dessous de 0.1 on considère comme non significatif en général). [img]Source : Calsbeek, R. & Cox, R. M. (2009)

Sur les îles où la prédation était accrue on n'a pas observé de changement significatif des phénotypes, (fig 5 gauche) mais un changement de la hauteur à la quelle ils se perchent et une mortalité accrue. Cf Fig 6

Fig 6 : Hauteur à la quelle les lezards se perchent et mortalité a. [img]Source : Calsbeek, R. & Cox, R. M. (2009)

C'est donc bien la compétition intraspécifique qui est primordiale. Ils le disent avec une prudence qui contraste avec les affirmations assénées par d'autres...

"Our results from A. sagrei are consistent with the hypothesis that intraspecific competition is more important than predation in shaping the selective landscape for traits central to the adaptive radiation of Anolis ecomorphs."

Ils ont exposé leur théorie qui leur a permis de faire des prédictions (des hypothèses) qu'on a pu vérifier : ils ont bien trouvé confirmation de leurs hypothèses. C'est de la science.
On est loin des théories créationnistes qui sont réfutée à la première évolution constatée...

La force de la science est de prédire... et aussi de prêter le flanc à la critique.

Cette caractéristique des théories scientifiques de pouvoir prédire est ce qui a fait sa puissance et celle des techniques qui en sont issues : on peut construire des appareils - et peut-être bientôt des organismes - qui ont les propriétés prévues et en général les appareils marchent. Evidemment on n'a pas fait que des bonnes choses...

Mais la force de la science est peut-être encore plus d'exposer ses données et ses raisonnements pour les confronter à la critique de la communauté qui n'acceptera pas sans preuves sérieuses. Ce que ne font pas vraiment les créationnistes.
Il faut avoir confiance dans les bases sur lesquelles reposent les idées qu'on défend pour exposer leurs fondements à la critique !
Il faut avoir confiance dans l'intelligence des élèves pour leur apprendre la démarche scientifique plutôt que leur inculquer de dogmes...

Sources

• Barrolier, Pascal. (2004).Darwin attaqué par la droite religieuse. Le Courrier, 4 décembre 2004, p.5 extraits intranet.jpg
• Calsbeek, R. & Cox, R. M. Nature advance online publication, doi:10.1038/nature09020 (2010).Extraits intranet.pdf
• Curry, A. (2009). EVOLUTION: Creationist Beliefs Persist in Europe. Science, 323(5918), 1159-.
• Dumartheray, Philippe. (2009). Darwin et les religions : "je t'aime, moi non plus". Extraits intranet.pdf
  
• Gleick, P. H., Adams, R. M., Amasino, R. M., Anders, E., Anderson, D. J., Anderson, W. W., et al. (2010). Climate Change and the Integrity of Science. Science, 328(5979), 689-690. Extraits-intranet.pdf
• Holden, C. (1996). Science and Religion: The Vatican's Position Evolves. Science, 274(5288), 717-710.
• Lecourt, Dominique. (2006) Les dessous du dessein intelligent La Rrecherche Dossier Dieu menace-t-il Darwin ?Avril 2006 N°396 Extraits intranet.pdf
• Le Guyadier, Hervé. (2007). Note de lecture de l'"Atlas de la création" de M. Yahya, pour le Ministère de l'Education Nationale", 2007
• Mauron, A. (2009) Enseigner l’évolution: pourquoi, et pourquoi c’est difficile. Formation continue sur l'Évolution DIP Genève Janvier 2009 intranet.pdf (Les autres documents)
• Norman, Colin. (1987). Supreme Court Strikes Down "Creation Science" Law as Promotion of Religion Science 26 June 1987 236: 1620 [DOI: 10.1126/science.236.4809.1620] extraits intranet.pdf
• Marris,Emma. (2010)Manipulated islands reveal secrets of lizard adaptation. | Nature News 10 May 2010 | doi:10.1038/news.2010.226
• Milinkovitch, M. C. (2010). Comment réagir aux affiches créationnistes. Interview par F. Lombard. Genève.
• 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.Extraits intranet.pdf

Remerciements à Michel Milinkovitch pour avoir accordé cette interview et pour sa relecture critique, à Bruno Strasser pour une discussion des liens science et religion, à Hervé Le Guyadier pour avoir autorisé la publication de son texte, à Marie-Claude Blatter pour une précieuse relecture et discussion des expériences.

EST-IL VRAI...QU'IL FAUT DORMIR LA NUIT ?

La science du sommeil a bien progressé ces dernières années. Quelques articles de aideront à faire le point
Et un café scientifique lundi 31 mai aborde ces question de manière plus informelle avec un psychologue, un neurologue un sexologue. cf plus bas.
...Et maintenant il me faut aller dormir !

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Un dossier Insight: Sleep

Nature a fait un Insight: Sleep Vol. 437, No. 7063 pp1207-1396
[img]

• Siegel Jerome M. (2005) Clues to the functions of mammalian sleep- doi:10.1038/nature04285 Full text | PDF (485KB) Intranet.pdf

A quoi sert le sommeil ?

L'auteur dit prudemment que "The functions of mammalian sleep remain unclear".
Cependant la plupart des théories suggèrent que le sommeil "non-rapid eye movement" (NREM) a un rôle dans la conservation d'énergie et la récupération du système nerveux. Le sommeil REM aurait un rôle d'activation périodique du cerveau, dans des processus de récupéation localisés et dans la régulation émotionnelle.
Le rôle parait différent selon les espèces. Ils en disent bien plus dans l'article l'article complet gratuit (An)

Dormir : plusieurs phases

Fig 2 : l'état de veille, de sommeil NREM et REM se manifestent par des mesures d'activité musculaire, oculaire et ECG différentes.. [img]Source : Hobson (2005)

On distingue dans le sommeil 4 niveaux de sommeil de plus en plus profond (NREM) et plus à intervalles de 90 minutes des phases de sommeil (REM) Rapid Eye Movement aussi appelé paradoxal parce que le tonus musculaire y est minimal (ligne EMG quasi plate) mais les yeux bougent rapidement (EOG très actif).
Le sommeil n'est pas tant une baisse de l'activité cérébrale (il consomme 80% de la normale en flux sanguin), qu'une réorganisation de son fonctionnement. Il n'est pas simplement une baisse passive de l'activité cérébrale, mais est activement contrôlé par l'hypothalamus et le tronc cérébral. ( Hobson, A. J. 2005)

Les grands dorment moins ...

On trouve dans Siegel Jerome M. (2005) par exemple des graphiques sur les liens entre la taille et le sommeil, pour les carnivores, herbivores et les omnivores, qui montre que les plus grands dorment moins surtout pour les herbivores.

Fig 2 : a, Carnivores; b, herbivores c, omnivores.. [img]Source : Siegel (2005)

Les dauphins ne dorment qu'à moitié ?

On y trouve aussi que les cétacés dorment d'un hémisphère à la fois,.

Figure 2: De ondes lentes unihemisphériques chez les cetacés. En haut, photos d'un beluga immature, dauphin adulte et une section de son encéphale . Milieu : les electroencephalogrammes (EEG) des 2 hémisphpres de cetacés (beluga), durant le sommeil montrent les ondes lentes sur un hémisphère à la fois .Tous les cétacés mesurés montrent cette asymétrie . En bleu l'intensité des ondes lentes de 1–3-Hz power dans les hemispheres sur une période de 12-heures Comparaison entre un cétacé (béluga) et un mammifère terrestre (rat) [img]Source : University of Wisconsin, Michigan State, et National Museum of Health Comparative Mammalian Brain Collections.

Le sommeil et la mémoire, et les rêves, etc.

De nombreux autres aspects du sommeil sont discuté dans les autres Articles: (Ce que les pathologies du sommeil nous apprend (ici), et les liens entre mémoire et rêves (ici), les liens avec l'apprentissage (ici)

• John Spiro Sleep doi:10.1038/4371253a Full Text | PDF (141KB)
• J. Allan Hobson Sleep is of the brain, by the brain and for the brain doi:10.1038/nature04283 Full Text | PDF (292KB)
• Clifford B. Saper, Thomas E. Scammell and Jun Lu Hypothalamic regulation of sleep and circadian rhythms doi:10.1038/nature04284 Full Text | PDF (1066KB)
• Jerome M. Siegel Clues to the functions of mammalian sleep- doi:10.1038/nature04285 Full Text | PDF (485KB)
• Robert Stickgold Sleep-dependent memory consolidation- doi:10.1038/nature04286 Full Text | PDF (493KB)
• Mark W. Mahowald and Carlos H. Schenck Insights from studying human sleep disorders doi:10.1038/nature04287 Full Text | PDF (700KB)
• Tore A. Nielsen and Philippe Stenstrom What are the memory sources of dreaming? doi:10.1038/nature04288 Full Text | PDF (199KB)

D'autres recherches récentes mettent en évidence le décalage du rythme de sommeil des adolescents. ( et suggèrent de décaler l'horaire scolaire ?)

• Dur de se lever tôt le matin ... un signe de l'adolescence (news @nature)
• Les ados ne dorment pas plus mais décalé !(Mattenberger, LeTemps) Roenneberg(2004), A marker for the end of adolescence, Current BiologyVol 14 No 24 intranet.pdf

Et en français ?

La revue Campus de l'UniGE propose un excellent DOSSIER qui peut vous aider à préparer le café scientifique avec de belles questions :

Le sommeil mis à nu, p.10-19

• Malgré les progrès de la science dans le domaine, les rites et les croyances entourant le sommeil sont encore nombreux. L'occasion de trier le bon grain et l'ivraie.
• Le cerveau d'un dormeur et celui d'un patient ayant subi certaines lésions présentent d'étranges similitudes qui permettent d'en savoir plus sur le fonctionnement de cet organe complexe.
• De plus en plus de chercheurs sont persuadés que les troubles du sommeil comme le somnambulisme et la narcolepsie sont des maladies auto-immunes. Mehdi Tafti, spécialiste genevois de la génétique du sommeil, fait le point.

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Café scientifique, le LUNDI 31 MAI 2010 à 18h30

Musée d'histoire des sciences
(dans le Parc de la Perle du lac)
Trams 13 et 15, arrêt Butini / Bus 1, arrêt Sécheron, Parking adjacent.
ENTREE LIBRE

EST-IL VRAI...QU'IL FAUT DORMIR LA NUIT ?

Pendant longtemps, le sommeil était une affaire privée.
Affaire tellement privée qu’il a fallu attendre la fin des années 50 pour que la science du sommeil entre dans la chambre à coucher.

Depuis, les résultats obtenus en laboratoires ne laissent aucun doute. Privées de sommeil pendant plusieurs nuits consécutives, les souris de laboratoire meurent. Chez l’humain, la privation de sommeil tend à l’irritabilité voire la paranoïa. Tout un cortège de défaillances s’associe au syndrome des troubles du sommeil : mémoire défaillante, baisse des performances, dépression. Des conséquences moins connues touchent aussi 50% des mauvais dormeurs : les troubles sexuels comme une baisse de la libido ou des troubles de l’érection.
Le sommeil, fruit de notre cerveau, c’est pour lui qu’il faut dormir.

Mais à propos, que se passe-t-il dans le cerveau pendant notre sommeil ? Et pourquoi n’arrivons-nous pas toujours à bien dormir ?
Rêvons-nous tous ? A quoi servent nos rêves ?


Avec la participation de:

Dr. Sophie SChWARTZ, docteure en psychologie, Centre interfacultaire de neuroscience, UNIGE
Dr. Stephen PERRIG, neurologue, responsable du laboratoire du sommeil de belle Idée.
Mme Claire REID, sexologue, thérapeute, écrivain et formatrice au Québec, en France et en Suisse.

Animation :

Sandrine COMMENT, sociologue

Plus d'informations sur l'activité de Bancs publics sur notre site internet <http://www.bancspublics.ch>
Contact <mailto:admin@bancspublics.ch>

Et maintenant il me faut aller dormir ...

Plaisir de manger, alimentation saine, de proximité et bon marché ...

Vous le savez certainement, Onex est avec Lucerne Ville du Goût 2010.

A ce titre diverses manifestations sont prévues en vue de faire connaître et apprécier à une population surburbaine les enjeux liés aux choix alimentaires et le message se décline autour de la trilogie SANTE-PROXIMITE-GOUT.

Une de ces manifestations se déroule ce mercredi 19 mai à 19h dans les locaux des cuisines scolaires de l'Ecole Onex-Bosson.
Il s'agit d'une conférence-dégustation dont vous pourrez découvrir le programme ci-joint. Elle est organisée par la Ville d'Onex en partenariat notamment avec l'OPAGE, Office de promotion de l'agriculture genevoise, et SLOW FOOD.

La manifestation est gratuite et il suffit de s'inscrire en téléphonant au 022 879 59 59 ou par mail: m.lance@onex.ch

Le projet génome humain a 10 ans. (suite...)

Le projet génome humain a 10 ans : suite

See online collection.
Il y a déjà 10ans depuis la première annonce du séquençage du génome humain. Une première Bio-tremplins (du 15 avril 2010) avait déjà abordé le sujet, pour revenir sur ce thème en élargissant un peu.

Un génome plus complexe que prévu

On avait pensé que le génome révèlerait les fondations d'une compréhension de la biologie humaine. C'est en partie vrai, mais on découvre que c'est un peu plus compliqué ....

Download a PDF of this story.

Un des articles Check Hayden, Erika. (2010) Human genome at ten: Life is complicated extraits-intranet.pdf met en évidence combien la vision d'un génome constitué de gènes principalement, avec un gène pour une fonction s'avère simpliste. De plus de 100'000 gènes on est descendu à environ 21'00. Seul 1.1% de notre ADN est constitué d'exons (qui devient de l'ARNm), 24% dans les introns,(excisé -> non-présent dans l'ARNm achevé) et 75% entre les gènes. (Venter, J. C., et al. 2001) . La régulation par des protéines régulatrices qui se fixent sur l'ADN (le modèle du célèbre Opéron Lac) est complétée par de nombreux autres mécanismes. Il semble qu'une très grande partie de l'ADN non codant est transcrit en ARN, ( 74% à 93% dans une étude), et est impliqué dans la régulation des gènes avec l'ARN interférant entre autres (Cf Bio-tremplins 30 janvier 2008) L'article très intéressant extraits-intranet.pdf discute si cette complexité est intrinsèque à notre fonctionnement ou si elle est liée à la vision -réductionniste dirais-je - avec laquelle on aborde les problèmes qui marquerait ses limites... On sent en tous cas qu'un virage s'amorce dans la biologie.

Une vision simpliste ... des espoirs déçus

Dans le cas des thérapies géniques cette vision "un gène-une protéine-une fonction" (cf. Bio-Tremplins du 9 octobre 2009) a suscité des espoirs immenses et des déceptions à la même échelle. La Mucoviscidose (Couzin-Frankel, J. 2009)ici Extraits intranet.pdf est peut-être le cas le plus célèbre : quand le gène CFTR (cystic fibrosis) a été découvert en 1989, une thérapie semblait imminente. 20 ans plus tard elle a encore du chemin à faire...
Fig 1 : Danny Bessette atteint de la mucoviscidose avait 4 ans quand il est apparu sur la couverture de Science et 20 ans plus tard il tient le magazine... [img] source Pearson, Helen. (2009)

Si la thérapie génique ne s'est pas réalisée, les malades ont quand même gagné presque 10 ans d'espérance de vie. Grâce a une meilleure compréhension de la génétique bien sûr. Mais peut-être qu'une focalisation trop grande sur les thérapies géniques à été une erreur dit Couzin-Frankel.

Des espoirs récents

Cependant des thérapies géniques ont connu des succès récents : un très bon article dans la recherche le développe (Klinger, Cécile. 2010). Renaissance des thérapies géniques.) Plusieurs cas récents de thérapies géniques réussies ont pu se réaliser grâce à une vision qui aborde la complexité de la maladie et ... " bat en brèche la conception simpliste [...] selon laquelle lorsqu'une maladie est causée par un gène il suffit pour la soigner d'apporter le gène normal - en faisant souvent fi de la complexité du corps humain. Alain Fischer et Marina Cavazzana Calvo démontrent précisément l'inverse: connaître les caractéristiques physiopathologiques de la maladie est essentiel pour éviter certaines chausse-trappes, et discerner les pistes d'action possibles." Klinger, C. (2010) extraits intranet.pdf "Pour mieux comprendre en quoi consiste cette progression, un bref retour en arrière s'impose. Il y a presque dix ans, le 28 avril 2000, Alain Fischer, Marina Cavazzana-Calvo et Salima Hacein Bey Abina, de l'hôpital Necker, publient des résultats enthousiasmants : la reconstitution, en dix mois, d'un système immunitaire fonctionnel chez deux nourrissons souffrant d'un déficit immunitaire sévère, appelé DICS-X1. Âgés de 8 et 11 mois à l'époque du traitement, ils étaient condamnés à vivre dans une bulle stérile sous peine d'être emportés par la première infection venue. C'est le premier succès clinique de la thérapie génique, après quinze ans de balbutiements. " "On s'en souvient: après l'annonce, en 2000, du succès de l'essai de l'équipe d'Alain Fischer, la nouvelle, en 2002, qu'une leucémie s'était déclarée chez certains des jeunes patients avait fait l'effet d'une douche froide, d'autant qu'un des enfants était ensuite décédé. À l'époque, d'aucuns parlaient d'échec. Avec du recul, ce verdict semble exagéré. En effet, 17 des 20 enfants traités (10 à Necker et 10 en Angleterre par l'équipe d'Adrian Trasher) ont aujourd'hui un système immunitaire fonctionnel. Et, avec un seul décès, le taux de mortalité de cette approche est de 5 %. Alors qu'il est de 30 % pour l'unique autre thérapie possible, la greffe de moelle osseuse. Mais il faut se rappeler qu'en 2002 la déception était à la hauteur de l'enthousiasme qui avait accueilli l'annonce de la réussite de l'essai. " En somme, il me semble que la vision selon laquelle on cherche "le gène de ..." pour toutes les maladies et caractéristiques (intelligence, parole, orientation sexuelle, etc.) a sans doute été féconde, mais il faut probablement maintenant la dépasser et affronter la complexité des génomes.

Ou allons-nous avec ces génomes?

L'un des acteurs principaux de cette aventure : Francis Collins emploie des mots assez forts : Has the revolution arrived? et porte sur cette décennie un regard enthousiaste et en tire 5 leçons.

"Pour ce qui est de l'avenir, il ne s'agit pas de le prévoir, mais de le rendre possible." Antoine de Saint-Exupéry

Collins se réfère à l'auteur du Petit Prince pour extraire 5 leçons majeures de cette décennie de ce qu'il n'hésite pas à appeler l'ère génomique. En voici quelques unes :

Un accès libre et ouvert aux données permet le progrès

De très dure négociations notamment contre Venter et son modèle économique du "Breveter d'abord et discuter après" ont fini par instaurer une éthique très radicale exigeant le dépôt immédiat des séquences dans des banques de données libres et accessibles à tous. Cet accès libre a eu un effet profondément positif sur le progrès. Et -je me permets de l'ajouter - sur l'éducation, puisque chaque école a donc accès à des données authentiques et de première fraîcheur. Strasser, B. J. (2006) a mis en évidence combien c'est un changement important de la manière de fonctionner des biologistes et comment l'obligation de déposer les données dans ces banques de données pour publier a permis d'imposer cette mesure généreuse. Si je suis bien informé c'est un cas unique : en chimie des banques équivalentes existent mais sont très chères et donc inaccessibles au monde éducatif. Collins souligne que cette ouverture a permis aux meilleurs cerveaux de la planète de commencer immédiatement à travailler sur ces masses de données.

Des choix politiques

Des décisions politiques auront - selon Collins - un effet crucial pour récolter les bienfaits du génome : à propos de la protection de la vie privée, la formation du personnel médical et du public à propos de la médecine génomique personnalisée (celle qui prend en compte le génome de l'individu pour adapter les médicaments et les dosages aux particularités du génome individuel). Aussi un remboursement adéquat de mesures préventives validées.

Un changement de paradigme

Au-delà de cet enthousiasme touchant, il faut reconnaitre que la révolution génomique transforme la biologie : on séquence très largement et les découvertes se passent de plus en plus dans le traitement des données : on cherche les gènes qui permettent de digérer les Sushi sans vraiment savoir dans quelles bactéries ils sont, on a pu retracer l'origine de personnes de divers groupes ethniques par leurs gènes (Bio-Tremplins du 11 sept 2008), on explore l'origine du langage en séquençant les différences du gène FOXP2 ici (Smith, Kerri. 2009),
Fig 3 :L'analyse des différence de séquence du FOXP2 expliquera-t-elle le langage ? .mlorenzphotography/ Getty [img]Source Smith, Kerri (2009)
on a établi qu'un os fossile était peut-être une nouvelle espèce en séquençant l'ADN d'un du doigt retrouvé ici(Dalton, R . 2010), on a établi les relation écologiques entre une guêpe parasite, un virus et son hôte en séquençant leur ADN ici ...
A l'heure ou j'envoie ce message Science vient de publier 3 génomes "complets" (draft) de Néandertaliens... Green, R. E., et al. (2010) (The Neandertal Genome) Plutôt que courir après les nouvellles, les Bio-Tremplins qui ne veulent plutôt aider à les metre en perspective et ces thèmes seront repris avc un peu de recul ultérieurement.

Va-t-on vers une biologie où l'on séquence d'abord, et on commence à réfléchir après ?

Peut-être bien, mais savoir regarder dans un microscope ou des jumelles continuera d'être aussi une compétence importante pour un biologiste. Comme de pipeter. Mais surtout de réfléchir à ce que signifient dans notre société ces changements et comment nous voulons les accompagner, les délimiter, les intégrer. Pour être un citoyen responsable. Fig 4 :Même s'il doit comprendre la génomique, un-e biologiste doit savoir observer la nature [img] Photo F. Lombard

Sources

• Check Hayden, Erika. (2010) Human genome at ten: Life is complicated Nature News31 March 2010 | 464, 664-667 (2010) | doi:10.1038/464664a extraits-intranet.pdf
• Collins, Francis. (2010) Has the revolution arrived? Nature 464 (7289) p. 674-5http://dx.doi.org/10.1038/464674a
• Collins, F. S., Green, E. D., Guttmacher, A. E., & Guyer, M. S. (2003). A vision for the future of genomics research. Nature, 422(6934), 835-847
• Dalton, Rex .(2010). Fossil finger points to new human species | Nature News4 24 March 2010 64, 472-473 (2010) | doi:10.1038/464472a
• Couzin-Frankel, J. (2009). The Promise of a Cure: 20 Years and Counting. Science, 324(5934), 1504-1507. | Intranet.pdf
• Green, R. E., Krause, J., Briggs, A. W., Maricic, T., Stenzel, U., Kircher, M., et al. (2010). A Draft Sequence of the Neandertal Genome. Science, 328(5979), 710-722.
• Klinger, Cécile (2010). Renaissance des thérapies géniques. La Recherche, 438(février 2010), 8-12. extraits intranet.pdf
• Nature, (2010) Human Genome Special
• Pearson, Helen. (2009). Human genetics: One gene, twenty years | News Feature8 July 2009 | Nature 460, 164-169 (2009) | doi:10.1038/460164a | Intranet.pdf
• Spencer N. & Fernandes W. (2010) Human genome at ten: The sequence explosion | Nature News Feature 31 March 2010 464, 670-671 (2010) | doi:10.1038/464670a
• Smith, Kerri (2009) Evolution of a single gene linked to language | Nature News11 November 2009 | doi:10.1038/news.2009.1079
• Strasser, B. J. (2006). Collectionner ou expérimenter ? Les bases de données bioinformatiques, un nouveau lieu de production du savoir.: Albin Michel.
• Venter, J. C., Adams, M. D., Myers, E. W., Li, P. W., Mural, R. J., Sutton, G. G., et al. (2001). The Sequence of the Human Genome. Science, 291(5507), 1304-1351.