Pas de Panique! La peur, notre meilleure amie, ou notre pire ennemie?

Se faire plaisir et fasciner les élèves avec des conférences de la semaine du cerveau 10 au 14 mars

Comme chaque année, la semaine du cerveau offre à nouveau des conférences magnifiques qui sont  d'un niveau accessible à nos élèves un peu intéressés ou bien préparés en classe. Je sais que certains programmes sont justement en train de traiter le système nerveux en ce moment, que certains travaux de Maturité sont encore en train d'affiner leur problématique... Et que certains d'entre vous aiment savourer le plaisir de comprendre et nourrir leur curiosité.
C'est aussi un plaisir de voir notre discipline Biologie être en mouvement et les savoirs de référence se renouveler !

La peur ?

La peur et au coeur du fonctionnement politique de notre société (OGM, Vaccins (cf (H1N1 pourquoi une telle inquiétude du vaccin ? Bio-Tremplins Nov. 2009), "chimique" (Cf Le "naturel" et le "chimique"... pas sans danger ! Bio-Tremplins aout 2009)  étrangers ( Notre ADN est-il naturel ?Bio-Tremplins Mai 2011 ?),…) , elle se manifeste par des voies rapides sous le contrôle du thalamus (LeDoux, J. (1996)) qui échappent à notre contrôle conscient (Amygdales et émotions...  Bio-Tremplins jan. 2011 ) , elle est recherchée dans la littérature policière et le cinéma. Affronter sa peur dans des activités à risque est fréquent chez les ados (L'agressivité des ados visualisée dans le cerveau ? Bio-Tremplins mars 2008)) et peut-être nécessaire ? 
Le stress est à la fois indispensable et paralysant pour nos élèves… et pour tenir les deadlines  et les préparations de cours aussi, certains aspects de la peur n'est pas que défavorable !

La semaine du cerveau sera une opportunité de vous mettre à jour, de sentir la science en mouvement 
Je pense que vous n'aurez pas peur d'y aller … ;-))


Fig 1:Pas de Panique! La peur, notre meilleure amie,,ou notre pire ennemie?  [img] source semaineducerveau.ch

Frayeurs et tremblements seront au menu de la 17e édition de la Semaine du cerveau à Genève.  En effet, le Centre interfacultaire de neurosciences de l'Université de Genève (UNIGE) proposera, du 10 au 14 mars prochain, des conférences et débats sur l'une de nos émotions les plus fondamentales: la peur.

Pourquoi avons-nous peur? Pourquoi certains d'entre nous recherchent-ils les grands frissons? A quel moment la peur devient-elle un handicap de vie? Une dizaine de spécialistes de l'UNIGE, des Hôpitaux universitaires de Genève (HUG) et du Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV) partageront leur expertise dans ce domaine et plongeront le public dans les méandres de ses peurs les plus secrètes. Tantôt amie, tantôt ennemie, la peur y sera analysée sous toutes les coutures; des mécanismes déclenchant nos craintes aux traitements de nos phobies et troubles anxieux.

Au fil des conférences, les scientifiques s'intéresseront en effet aux mécanismes qui déclenchent la peur et l'entretiennent. Le stress, son rôle sur la mémoire et ses conséquences sur notre état physique et mental sera aussi sous la loupe des experts. En outre, les phobies, qui peuvent constituer un véritable handicap de vie, seront analysées en détail afin de mieux les connaître et les combattre. La peur peut provoquer de graves troubles anxieux pouvant parfois mener jusqu'à la dépression. Le diagnostic et le traitement de ces pathologies seront présentés à l'occasion de cette semaine. Quelques fois négative, la peur peut aussi rimer avec plaisir. Pourquoi sommes-nous à la recherche de sensations fortes, particulièrement à l'adolescence? Ces comportements peuvent-ils être associés à des troubles psychiatriques? C'est à toutes ces questions que la Semaine du cerveau tentera de répondre cette année.

Une exposition tout public

L'UNIGE invite également petits et grands à découvrir les mécanismes biologiques de la peur, à l'occasion de l'exposition ludique et interactive « Pas de panique ! », organisée en marge de la semaine du cerveau, à partir du 8 mars.

Nous vous invitons à consulter les programmes détaillés ici  semaineducerveau.ch et de l'exposition "Pas de panique!"  www.panic-expo.c

• LUNDI 10 MARS, 19H
• Les dessous de la peur
• Comment la peur se déclenche-t-elle et comment la mesure-t-on? Quels sont les circuits cérébraux qui la contrôlent et l'entretiennent?
• | Intervenants | Alexandre Dayer (UNIGE), David Sander (UNIGE), Patrik Vuilleumier (UNIGE)
• MARDI 11 MARS, 19H
• Le stress sous la loupe
• Le stress nous accompagne tous à différents degrés et agit sur notre mémoire et notre état physique et mental.
• | Intervenants | Jean-Michel Aubry (HUG), Ulrike Rimmele (UNIGE)
• Modérateur Pierre-Yves Frei  
• MERCREDI 12 MARS, 19H
• La peur plaisir
• Impulsivité et recherche de sensations fortes caractérisent souvent la période de l'adolescence. Quels sont les facteurs biologiques et environnementaux qui sous-tendent ces comportements?
• | Intervenants | Martin Debbané (UNIGE), Nader Perroud (HUG)
• JEUDI 13 MARS, 19H
• Les phobies: mieux les connaître, mieux les combattre
• La simple phobie ou la phobie sociale peuvent constituer un véritable handicap de vie. Si les causes sont encore peu élucidées, la compréhension des mécanismes
  et les thérapies ont fait des progrès notables.
• | Intervenant | Antoine Pelissolo (Hôpital Henri-Mondor et Université Paris Est Créteil)
• VENDREDI 14 MARS, 19H
• Modérateur Pierre-Yves Frei
• Les troubles anxieux: diagnostics et traitements
• Qu'est-ce qui caractérise les troubles anxieux et quels liens tissent- ils avec la dépression? Comment la psychothérapie et la pharmacolo- gie s'unissent-elles pour une meilleure efficacité thérapeutique?
• | Intervenants | Guido Bondolfi (HUG), Lucio Bizzini (Ass. Suisse de Psychothérapie Cognitive), Christian Bryois (CHUV)

EXPOSITION

DU 8 MARS AU 6 JUILLET
Uni Dufour. Entrée libre. Ouvert tous les jours sauf le lundi. www.panic-expo.ch

Pas de Panique! La peur, notre meilleure amie ou notre pire ennemie?

Une exposition grand public, ludique et interactive pour découvrir le secret de nos petites et de nos grandes frayeurs, de celles qui nous protègent
et de celles qui nous handicapent.
Pour les écoles : cf ici 
Visites guidées, ateliers pour les classes, conférences et autres événements auront lieu durant la période d'exposition

La formation en V des vol d'oiseaux expliquée ?

Le vol en "V" des oiseaux migrateurs nécessite une très précise coordination : confirmé !

Le vol en V de nombreuses espèces migratrices est bien connu, et on pensait depuis longtemps que cette disposition réduit l'effort de chacun des oiseaux suiveurs. Cela paraissait difficile et n'avait jamais été confirmé, et une équipe de chercheurs  a profité d'un programme de réintroduction de l'ibis chauve (Geronticus eremita) pour équiper ces oiseaux d'enregistreurs GPS et d'accéléromètres qui mesurent les battements d'aile. L'analyse des données montre que les oiseaux arrivent à se maintenir à l'endroit optimal, juste là où le tourbillon de bout d'aile produit une ascendance, et à synchroniser leur battement pour se maintenir dans cette petite zone favorable. Cela n'écarte pas forcément les autres hypothèses (protéger contre les prédateurs, mettre les meilleurs navigateurs devant pour guider  …).


Fig. 1: Nature a fait une vidéo du projet avec des magnifiques images depuis un ULM qui accompagne la première migration de ces oiseaux réintroduits et donc naïfs quand a ce trajet. [img] source Wald, C. (2014).

Un tout petit remous porteur invisible et pourtant ils s'y accrochent… 

Le vol en V de nombreuses espèces migratrices est bien connu, et on pensait depuis longtemps que cette disposition réduit l'effort de chacun des oiseaux suiveurs. On voit l'oiseau de tête être remplacé à intervalles réguliers Des mesures avaient déjà confirmé une réduction de la fréquence cardiaque et des battements d'aile chez le pélican (Weimerskirch, H., 2001), et donc que les oiseaux arrivent effectivement à réduire leur effort de vol dans cette configuration. Tout cela suggère bien sûr une efficacité accrue d'être dans le sillage d'un autre, et on pense au peloton de cyclistes. Pourtant à y regarder de plus près on voit que le cas n'est pas aussi simple. Si dans le peloton chaque cycliste est derrière d'autres - dans de l'air qu'ils ont mis en mouvement- et subit donc moins de frottements, l'aérodynamique du vol n'est pas si simple ! En effet, juste derrière un oiseau en vol l'air est plutôt descendant (cf. fig. 2 en rouge) et ce n'est que vers la pointe des ailes qu'un tourbillon - le Vortex - produit une petite zone ascendante (cf. fig. 2 en bleu) qui se déplace avec le battement d'aile.

Fig. 2 : Juste derrière un oiseau en vol l'air est plutôt descendant (en rouge) et il n'y a que vers la pointe une petite zone ascendante (bleu) qui se déplace avec le vol.  [img] source Portugal et al. (2014)

En simplifiant pas mal, ce vortex est causée par la différence de pression de l'air au-dessus de l'aile (pression réduite qui cause l'essentiel de la portance) et au-dessous de l'aile ( pression accrue qui cause une petite partie de la portance). Cette différence de pression cause une remontée de l'air juste sous le bout de l'aile aspiré vers le dessus, ce qui produit le tourbillon conique appelé vortex. Une petite zone sur le le côté externe de ce vortex est donc ascendant.

Fig. 3: Nature a fait une vidéo sur la base de cet article : elle met en évidence la synchronisation nécessaire.  [img] source Wald, C. (2014).

Pour en profiter, il faut donc que l'oiseau suiveur réussisse à placer très précisément le bout de son aile dans cette zone et la suive en battant de l'aile de manière synchrone.  Cela paraissait difficile et n'avait jamais été confirmé, aussi une équipe de chercheurs à Hatfield en Grande-Bretagne mené par S. Portugal (ben oui on peut pas tous s'appeler Hollande…) a profité d'un programme autrichien de réintroduction de l'ibis chauve (Geronticus eremita). Cela impliquait qu'un ULM accompagne dans leur première migration ces oiseaux réintroduits et donc naïfs quand à ce trajet.  Ils ont équipé ces oiseaux d'appareils enregistrant (dataloggers) des données provenant de capteurs GPS permettant de repérer la position relative des oiseaux en vol et d'accéléromètres qui mesurent les battements d'aile. 

 

Fig. 4 : c: L'ibis se maintient le plus souvent (rouge) dans la zone la plus favorable pour profiter de l'ascendant de son prédécesseur. [img] source : Portugal, 2014

L'analyse de ces données montre qu'en effet les oiseaux arrivent à se maintenir à l'endroit optimal le plus souvent (cf. fig 4 c). 
L'article complet analyse aussi comment dans d'autres positionnements, les oiseaux adoptent un déphasage différent (vol en inversion de phase juste  derrière un congénère, p.ex.). L'article complet est ici :

• Portugal, S. J., Hubel, T. Y., Fritz, J., Heese, S., Trobe, D., Voelkl, B., … Usherwood, J. R. (2014). Upwash exploitation and downwash avoidance by flap phasing in ibis formation flight. Nature, 505(7483), 399‑402. doi:10.1038/nature12939 (les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article…) 

Ces données renforcent l'hypothèse que cette formation en V permet une économie d'énergie. Elle n'écarte pas définitivement les autres (protéger contre les prédateurs, mettre les meilleurs navigateurs devant pour guider  …) et il est possible qu'il n'y ait pas seulement UN effet qui ait sélectionné ce comportement.

Les promeneurs synchronisent également leurs pas et les couples aussi , mais à l'envers …

Selon Desmond Morris, les promeneurs qui discutent ensemble marchent de manière synchrone (avançant leurs pieds droit en même temps, puis leurs pieds gauche) permettant le mouvement simultané de haut en bas du tronc et donc la stabilité visuelle des visages qui se regardent.  Par contre les couples qui se tiennent par la hanche marchent serré adoptent spontanément une démarche inversée où les deux jambes externes avancent en même temps puis les deux internes, ce qui limite les frottements  des hanches.

Le millenium bridge montre combien nous détectons de subtils mouvements et adaptons nos pas

Fig. 5 : le millenium bridge qui s'est mis à balancer au pas des piétons [img] source : David E Newland
Un pont construit à Londres pour fêter le millénaire (millenium bridge)  s'est mis à osciller latéralement (amplitude de 50-75 mm à 0.8-1 Hz) le jour de son inauguration avec plus de 1000 personnes. On n'avait pas prévu que les balancements de coté lors de la marche des piétons se synchroniseraient spontanément au mouvement de coté du pont et amplifieraient l'oscillation de la structure qui est entrée en résonance. On a d'abord limité le nombre de personnes à la fois puis le pont a été fermé par sécurité jusqu'à ce qu'on comprenne ce qui s'est passé.

Fig. 6  : le millenium bridge est un système oscillant latéralement avec le ré-équilibrage latéral de la marche des piétons [img] source : Strogatz, S. H., et al (2005) (ici) 

• le phénomène est résumé ici  Millennium Bridge wobble explained (ici) (les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article…) 
  
• un article plus approfondi : Strogatz, S. H., et al (2005) Theoretical mechanics: Crowd synchrony on the Millennium Bridge  (ici) (les membres Expériment@l peuvent obtenir cet article…) 
• Vidéo du pont qui se met à balancer youtubeCes deux exemples suggèrent que les humains aussi synchronisent leurs mouvements en fonction des déplacements autres, sans en avoir conscience et sans effort apparent.
  

Un modèle de l'enseignement ?

En observant les magnifiques vols des migrateurs dans le ciel, nous aurons une pensée pour les subtils mécanismes de perception des autres qui permettent cette synchronisation, une sorte de connivence dans le mouvement...

Ce vol en formation pourrait être une belle métaphore d'une forme d'enseignement où l'enseignant-e avance dans les espaces magnifiques du savoir et l'élève doit le suivre juste à la bonne distance pour bien profiter de l'ascendance. Vygotsky, L. (1978)  parle de Zone proximale de développement (ZPD)…

Ce que cette métaphore révèle aussi est la difficulté pour chaque élève - dans sa différence - de suivre juste dans le sillage de l'enseignant… 
Cela pose aussi la question de l'autonomie de l'élève …

Ceux d'entre vous qui sont près de Genève pourront profiter des animations sur le thème du vol des oiseaux justement … 

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Les oiseaux sous le signe du vol … au musée

Le rêve d'Icare

Mois du film documentaire du Muséum, 10e édition  du 1er au 26 février 2014

Pour sa 10e édition et dans le cadre de l'exposition Oiseaux, le Mois du film documentaire du Muséum est sous le signe du vol. Du 1er au 26 février 2014, dans la salle de conférence du Muséum d'histoire naturelle de la Ville de Genève, 33 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. La palette des 18 films projetés va du dessin animé Rio à des films célèbres comme La marche de l'empereur en passant par des documentaires plus confidentiels tels que Colibris, joyaux de la nature. Côté sport, Yves Rossi, l'homme oiseau, et Félix Baumgartner, avec son incroyable record, sont à l'honneur.

Ce programme aérien 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.

Le Mois du film documentaire de février du Muséum se déroule depuis 2005 avec des thématiques aussi variées que les baleines, les insectes, les dinosaures ou les volcans.

Tout public. Gratuit.

Sources :

• Muijres, F. T., & Dickinson, M. H. (2014). Bird flight: Fly with a little flap from your friends. Nature, 505(7483), 295‑296. doi:10.1038/505295a   
  
• Precision formation flight astounds scientists : Nature News & Comment. http://dx.doi.org/10.1038/nature.2014.14537
• Portugal, S. J., Hubel, T. Y., Fritz, J., Heese, S., Trobe, D., Voelkl, B., … Usherwood, J. R. (2014). Upwash exploitation and downwash avoidance by flap phasing in ibis formation flight. Nature, 505(7483), 399‑402. doi:10.1038/nature12939
• Sanderson, K. (2008). Millennium Bridge wobble explained. Nature News. doi:10.1038/news.2008.1311
• Strogatz, S. H., Abrams, D. M., McRobie, A., Eckhardt, B., & Ott, E. (2005). Theoretical mechanics: Crowd synchrony on the Millennium Bridge. Nature, 438(7064), 43‑44. doi:10.1038/43843a
  
• Vygotsky, L. (1978). Mind in society : The development of higher psychological processes.
  
• Wald, C. (2014). Precision formation flight astounds scientist. Nature. doi:10.1038/nature.2014.14537
• Weimerskirch, H., Martin, J., Clerquin, Y., Alexandre, P., & Jiraskova, S. (2001). Energy saving in flight formation. Nature, 413(6857), 697‑698. doi:10.1038/35099670
  
  
  

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Un authentique fossile d'Archaeopteryx à Genève

Les données authentiques …

A part les très solides données que les bases de données génomiques (p. ex. Scénario 5 : Evolution de l'insuline ) proposent et nous permettent d'explorer en classe, on manque cruellement de données authentiques dans l'enseignement de l'évolution.
Alors que de nombreuses écoles possèdent un moulage ou montrent des images de Archaeopteryx,  on ne peut pas souvent montrer aux élèves les vrais fossiles. Pour les plus sceptiques, l'opportunité de montrer un original  peut convaincre …

Dans le cadre de l'exposition sur les oiseaux

 
Une exposition inédite sur quatre étages conçue et réalisée par le Muséum à l'occasion du centenaire de la société Nos Oiseaux.
Quatre regards croisés sur des animaux à redécouvrir. Du rêve d'Icare au vol de l'albatros, l'exposition offre un menu à déguster sans préjugés...
Une belle occasion pour petits et grands de mieux connaître les oiseaux pour mieux les protéger.
Tout public. Entrée libre à l'exposition et aux événements qui l'entourent.

En savoir plus sur l'exposition Oiseaux: http://www.ville-ge.ch/mhng/presse_expo_oiseaux.php

Un ancêtre fameux nous rend visite en personne

Fig 1: Portrait d'archéoptéryx par Zdenek Burian.  [img] source ©Musée Morave de Brno, République Tchèque

Archaeopteryx à Genève: un événement unique à ne pas manquer

Vous appréciez voir La Joconde au Louvre et non une copie? Vous rêvez de voir Justin Bieber en vrai? Alors vous aimerez Archaeopteryx "l'original" au  d'histoire naturelle de la Ville de Genève dès samedi 21 décembre 2013 à 10h…

A l'occasion des fêtes de fin d'année, le Muséum offre un somptueux cadeau scientifique à ses visiteurs: la possibilité d'admirer un fossile original - et non une des répliques - du fameux fossile d'Archaeopteryx lithographica, ce petit dinosaure aérien considéré comme le tout premier oiseau qui vécut il y a 150 millions d'années. Il n'en existe que 11 fossiles dans le monde, et ceux-ci ne sont que très rarement montrés au public, notamment en Suisse ou en France. Le spécimen présenté au public genevois est le dernier mis à jour. Découverte dans les gisements fossilifères de la région de Solnenhofen en Bavière (Allemagne), cette pièce révèle des empreintes de plumes d'une netteté époustouflante.

Les Archaeopteryx sont les fossiles les plus célèbres du monde: on trouve leurs photos dans tous les ouvrages et articles de vulgarisation qui parlent de l'évolution et de la vie sur terre… Les scientifiques les considèrent comme le chaînon intermédiaire entre les dinosaures et les oiseaux, leurs découvertes dès la fin du 19e siècle ayant permis d'apporter des arguments sans appel en faveur de la théorie de l'évolution. Ces Jocondes du monde des fossiles sont cependant loin d'avoir révélé tous leurs secrets. Les paléontologues qui disposent de méthodes d'analyse toujours plus performantes entendent bien continuer à recueillir des informations encore inédites auprès de ces témoins uniques de la grande histoire de l'évolution sur terre.

Archaeopteryx "l'original" est présenté du samedi 21 décembre 2013 au dimanche 2 mars 2014, en marge d'Oiseaux,  la grande exposition temporaire du Muséum qui a déjà accueilli plus de 80'000 visiteurs en trois mois. Vedette et spécimen de grande valeur oblige, Archaeopteryx dispose d'un local spécialement aménagé et sécurisé.



Fig 1: Le 11e Archaeopteryx lithographica qui est exposé au Muséum du samedi 21 décembre 2013 au dimanche 2 mars 2014
[img] source  ©Volker Griener, SMNK (Staatliches Museum für Naturkunde Karlsruhe) 




Informations pratiques
Muséum d'histoire naturelle de la Ville de Genève
Route de Malagnou 1
1208 Genève, Suisse
Entrée libre au Muséum, à l'exposition temporaire et à Archaeopteryx
Ouvert du mardi au dimanche, de 10h à 17h, fermé les mercredis 25 décembre 2013 et 1er janvier 2014
info.mhn@ville-ge.ch; Tél: +41 22 418 63 00; www.ville-ge.ch/mhng

Facile/pas facile... d'être 9 milliards de végétariens

Facile/pas facile... d'être 9 milliards de végétariens

Lundi 27 janvier 2014 à 18h30

Au musée d'histoire des sciences
Dans le Parc de la Perle du lac / Trams 15, arrêt Butini / Bus 1 et 25, arrêt Sécheron / Parking adjacent.

ENTRÉE LIBRE

Depuis combien de temps sommes-nous omnivores ? Sans doute des millions d'années. Opportunistes aussi. Nous mangeons du poisson quand nous en trouvons, de la viande quand nous en chassons, des fruits, des légumes, des tubercules quand nous les cueillons.

Mais avec la succession des scandales alimentaires, les changements climatiques et la réduction comme peau de chagrin des espaces naturels au profit des l'agriculture ou d'autres activités humaines, la question se pose avec toujours plus d'acuité. Comment peut-on nourrir la planète de façon durable ?

De plus en plus de citoyens répondent individuellement à cette question en adoptant une nourriture végétarienne. On peut même parler d'effet de mode. Les restaurants végétariens se multiplient, ainsi que tous les services qui peuvent satisfaire cette nouvelle façon de manger.

Mais n'y a-t-il que des aspects positifs à une telle alimentation. Réglera-t-on réellement les problèmes de gaz à effet de serre? S'affranchira-t-on des scandales alimentaires  Une alimentation purement végétarienne est-elle réellement bonne pour notre santé et si oui comment l'équilibrer? Et finalement quid du plaisir de la bonne chair? Pourrait-on imaginer des trois étoiles végétariens?

Avec la participation de :

Dimitrios Samaras, Médecin consultant/Unité de Nutrition, Hôpitaux Universitaires de Genève

Alain Giroud, Journaliste et chroniqueur gastronomique à la Tribune de Genève

Ronald Jaubert, Professeur à l'Institut des Hautes Etudes Internationales et du Développement

Animation :

Pierre-Yves Frei, Journaliste scientifique

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Les anneaux de sorcière : la faute à l'AHX !

Les "ronds de sorcière" ne sont pas les traces de danses sabbatiques d'êtres surnaturels…

Les "ronds de sorcière" - on croyait qu'ils étaient la trace des danses sabbatiques des sorcières –  sont des zones généralement circulaires dans les prés où l'herbe pousse plus vite et plus dru, et où à l'automne des (carpophores de…) champignons sont bien visibles. On croyait que le champignon avait un effet fertilisant. On sait maintenant qu'une molécule sécrété par un champignon (AHX) stimule la croissance de l'herbe.


Fig 1: Les ronds de sorcière se manifestent par une croissance accrue de l'herbe  [img] source F.Lombard


Fig 2: Les ronds de sorcière se manifestent en automne par les carpophores des champignons. [img] source F.Lombard

Ronds de sorcière ou anneaux de fées ?

Appelés ronds de sorcière en français, et Fairy Rings en anglais, ces structures ont suscité la colère des jardiniers irrités par les imperfections dans les pelouses, la curiosité et l'imagination des enfants de tous âges.

Fig 3: Rond de sorcière ou Fairy-Ring- c'est l'AHX en fait! [img] source C. G. Lombard

C'est peut-être regrettable pour ces belles histoires, mais on savait que ces ronds sont associés à un champignon qui croît de manière circulaire : Comme le champignon grandit, il s'écarte chaque année un peu vers l'extérieur. Une spore qui est tombée un jour définit le centre  depuis lequel la croissance du mycélium souterrain s'effectue. A l'automne les carpophores (chapeaux) apparaissent, mais le plus souvent on voit seulement une couleur et une épaisseur différente dans l'herbe.

une explication chimique pour ces cercles ?

Selon Choi, J.-H., et al (2010), On avait pensé que le champignon décomposait les matières organiques et libérait un supplément d'azote qui finissait par être sous forme minérale disponible pour les plantes. Ils précisent que ces ceintures peuvent avoir de 10 à 30 cm de large et le diamètre des cercles est en général entre 0.9 and 3.7 m.

On sait grâce à Choi, J.-H., et al., (2010) que ces ronds sont causés par une molécule, 2-azahypoxanthine (AHX), produite par un champignon (ici Lepista sordida). Choi et al. l'expliquent dans un article au titre charmant en allusion à ces mythes "Disclosure of the « Fairy » of Fairy-Ring-Forming Fungus Lepista sordida."

Ils montrent que cette substance est produite par le champignon et qu'elle a un effet favorable sur la croissance du riz. Le mécanisme d'action restait encore peu clair à ce moment-là. Un nouvel article de la même équipe (Choi, J.-H., et al., 2014) montre que l'AHX est métabolisée en 2-aza-8-oxohypoxanthine (AOH) qui est présent dans les plantes, stimule la croissance et pourrait être une hormone végétale.



Fig 5: Exemples des effets de croissance de l'AHX, a) Profils HPLC, b) structure de l'AHX et AOH, c)illustraiton ORTEP  de AOH  [img] source Choi, J.-H., et al., 2014

Les auteurs concluent en indiquant que ces résultats sont prometteurs pour l'horticulture.
Rien n'empêche de continuer à rêver de sorcières et de fées en regardant ces structures dans les prés… La beauté de l'explication ajoute un plaisir supplémentaire au simple plaisir esthétique : la saveur des savoirs…

Sources :

• Choi, J.-H., Fushimi, K., Abe, N., Tanaka, H., Maeda, S., Morita, A., … Kawagishi, H. (2010). Disclosure of the « Fairy » of Fairy-Ring-Forming Fungus Lepista sordida. ChemBioChem, 11(10), 1373–1377. doi:10.1002/cbic.201000112
  
• Choi, J.-H., Ohnishi, T., Yamakawa, Y., Takeda, S., Sekiguchi, S., Maruyama, W., … Kawagishi, H. (2014). The Source of « Fairy Rings »: 2-Azahypoxanthine and its Metabolite Found in a Novel Purine Metabolic Pathway in Plants. Angewandte Chemie International Edition, n/a–n/a. doi:10.1002/anie.201308109
• Domont, P., & Zaric, N. (1999). Le guide des curieux en forêt: 300 questions sur les arbres et les forêts. Lausanne; [Paris]: Delachaux et Niestlé.
• Mitchinson, A. (2014). Plant science: Fairy chemicals. Nature, 505(7483), 298‑298. doi:10.1038/505298a
  

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Une opportunité pour vos élèves créatifs dans le 7ème art : prix spécial santé 500.-

Bio-Tremplins  vous souhaite une belle année 2014 et vous informe  : 
Dans le cadre du projet UniGe - DIP La face cachée du sommeil un concours est proposé aux élèves créatifs : tourner un film sur le sommeil, son importance pour les jeunes.

LA FACE CACHÉE DU SOMMEIL

Un projet pour les écoles sur le sommeil des enfants et des jeunes

Le thème du Festival vidéo et multimédia du DIP de cette année, Derrière la nuit-A la recherche du sommeil perdu, est en lien avec le projet La face cachée du sommeil.

Dans le cadre de ce Festival un prix spécial santé d'une valeur de 500.- est proposé. Il récompensera une production qui sensibilise les adolescents à l’importance de bien dormir.

 

Vous trouverez en fichier attaché l'affiche de ce festival que vous pouvez imprimer et présenter à vos élèves.

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Conférences Au cœur du cosmos, les messagers de l’Univers.

Alors que le père Noël s'apprête à parcourir la planète à des vitesses défiant les lois de la physique pour déposer dans les cheminées des messages de bienveillance, et que les magasins profitent de cette illusion pour vider vos portemonnaies à des vitesses proches de c, des scientifiques sérieux préparent se préparent à partager avec vous ce qu'ils ont découvert récemment sur :

Les messagers de l'univers…

Tous les mercredis, du 8 janvier au 5 février, la fondation Culture et rencontre organise, en collaboration avec l'UNIGE, un cycle de conférences consacrées aux messagers de l'Univers.
Ces conférences s'adressent à un public large et les élèves y sont bienvenus avec leurs maîtres de science ou sans.


Fig 1: Au cœur du cosmos  source Photo: NASA, ESA, and M. Livio (STScI)

Au cœur du cosmos
Tous les mercredis, du 8 janvier au 5 février,
la fondation Culture et rencontre organise, en collaboration avec l'UNIGE, un cycle de conférences consacrées aux messagers de l'Univers.
Comment a-t-on découvert les particules de haute énergie qui sillonnent tout l'Univers depuis sa création? Les neutrinos sont-ils des messagers plus formidables que les photons? Comment en est-on arrivé à parler d'énergie sombre et de matière noire? Eléments de réponse avec des scientifiques
de l'UNIGE, du CERN et de l'EPFL.
8 janvier – Maurice Bourquin (UNIGE/CERN) Les particules cosmiques, ces messagers de l'Univers
15 janvier – Teresa Montaruli (UNIGE) Regarder l'Univers avec des yeux nouveaux!
22 janvier – Michele Maggiore (UNIGE) Les mystères de la cosmologie moderne: énergie sombre et matière noire
29 janvier – Georges Meylan (EPFL) Des mirages dans l'Univers!
5 février – Giuseppe Iacobucci (UNIGE/CERN) Au-delà du boson de Higgs: les expériences du CERN rejoignent la cosmologie
vendredi 7 février et samedi 8 février Visites de deux sites du CERN
Messagers de l'Univers
Conférences «Culture et rencontre»
Tous les mercredis du 8 janvier au 5 février à 20h Aula du Collège de Saussure
9 Vieux-Chemin-d'Onex, Petit-Lancy
www.culture-rencontre.ch

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Sommes-nous vraiment libres ?

Les neurosciences montrent que nos décisions sont bien plus prévisibles et déterminées que nous ne le voudrions (Cf. p. ex bio-Tremplins du  20 février 2008 Sommes nous vraiment maîtres de nos décisions ) et du  29 mai 2009 C'est l'intention qui compte).  Processus cérébraux de décision (intranet)
Le libre arbitre peut-il encore exister demande un article de Science  Youngsteadt, Elsa. (2008) Case Closed for Free Will? ScienceNOW Daily News, 14 April 2008  et un dossier de la Recherche Le-libre-arbitre-en-question La Recherche Juin 2008. 

La psychologie sociale le montre également…

Fig 1: Sommes-nous vraiment libres ?  [img] source Joule et Beauvois

Une belle confirmation que ces mécanismes existent : les techniques de vente

Les publicistes et les vendeurs savent trop bien exploiter la prévisibilité du comportement humain. La psychologie sociale révèle notamment la recherche de cohérence entre nos actions et nos valeurs les spécialistes parlent de réduction de la dissonance cognitive Festinger, L. (1957).
Par exemple un mari qui est allé regarder les belles voitures exposées au garage rentre chez lui et sa femme lui demande pourquoi il a fait cela alors qu'ils ne peuvent pas se payer une nouvelle voiture. Pour ne pas être incohérent, il va peut-être mette en avant les avantages écologiques, la consommation réduite et la  sécurité accrue des véhicules récents que le vendeur lui subtilement mentionnés. Plus sa femme met en  doute ces arguments plus il est obligé de défendre la pertinence de cet achat et plus ils s'enferrent tous deux dans le piège de ce qu'on appelle soumission librement consentie que le vendeur aura probablement préparé…

Joule et Beauvois ont mis en évidence l'importance de l'engagement. SI je comprends bien, ici le mari se retrouve engagé par ses propos envers sa femme et peut-être ses enfants et pour ne pas perdre la face il va faire son possible pour acheter une voiture que peut-être il ne peut pas se payer, et la femme aura alors bien aidé le vendeur…

• Science & Vie junior Manip à gogo  extraits intranet.pdf  ; une petite BD sur la base d es travaux de Joule et Beauvois. 
• Lecomte, Jacques. (1992).Dissonance cognitive Pourquoi on dit ce qu'on ne pense pas. Extraits intranet.pdf Science et Vie, 892, janvier 1992 pp 68-71+158
• Comment on nous manipule SVJ II 09 Extraits intranet.pdf
• De la manipulation mentale à la soumission librement acceptée @prévensectes

Et dans la classe ?

Une conférence très bientôt par l'un des chercheurs les plus renommés du domaine discutera mardi 10 décembre prochain les implications éducatives de cette question

L'illusion de la liberté. Implications pour l'éducation

Conférence Retransmission vidéo

L'illusion de la liberté
Implications pour l'éducation

Jean-Louis Beauvois
Professeur de psychologie social

Mardi 10 décembre 2013 - 18h30 - Uni Mail salle R380

Entrée libre
Nous sommes convaincus d’être libres. Et pourtant, nombre de nos choix et de nos décisions ne sont pas le fait de notre volonté. Pour obtenir quelque chose de quelqu’un, il su!t dans bien des cas de lui dire qu’il est «libre d’accepter ou non». Une vie de recherche en psychologie sociale a fait de Jean-Léon Beauvois un spécialiste de la question de la liberté et de la soumission avec, en contrepoint, celle de l’autorité et du pouvoir social.
Jean-Léon Beauvois est l’auteur de nombreux ouvrages, dont Les influences sournoises et Deux ou trois choses que je sais de la liberté et co-auteur avec Robert-Vincent Joule de Petit traité de manipulation à l’usage des honnêtes gens. Lors de sa conférence il développera son argumentation, souvent contre-intuitive, en dégageant les implications de son approche de l’influence sociale et de la liberté dans le domaine de l’éducation contemporaine.
Conférence organisée par Margarita Sanchez-Mazas et Janette Friedrich.

5 décembre 2013 Retransmission vidéo

Sources :

• Festinger, L. (1957). A theory of cognitive dissonance: Stanford Univ Press
  
• Joule, R.-V., Beauvais Jean-Léon. (2002). Petit traité de manipulation à l'usage des honnêtes gens Presses Universitaires de Grenoble.
  
• Lecomte, Jacques. (1992).Dissonance cognitive Pourquoi on dit ce qu'on ne pense pas (Extraits intranet.pdf)  Science et Vie, 892, janvier 1992 pp 68-71+158
• Pratkanis, A. R., & Aronson, E. (1992). The age of propaganda / The everyday use and abuse of persuasion. New York: WH Freeman.
• De la manipulation mentale à la soumission librement acceptée @prévensectes
• Youngsteadt, Elsa. (2008) Case Closed for Free Will?ScienceNOW Daily News, 14 April 2008 Comment on nous manipule SVJ II 09. Extraits intranet.pdf
• Science & Vie junior manip à gogo extraits intranet Joule et Beauvais en BD

De Mendel et ses pois verts aux risques de la chlorophylle : les dangers du démantèlement

Petits pois verts ou jaunes de Mendel … on comprend pourquoi les feuilles jaunissent  !

Comme chacun le sait, Gregor Mendel a établi ses lois de la génétique en examinant des petits pois. Notamment il a distingué des pois jaunes et verts.

 
Fig. 1: Les phénotypes étudiés par Mendel  [img] source Museum du Havre Expo "la génétique c'est pas automatique", I, (2007)

Alors qu'on enseigne ces exemples de génétique dans les classes du monde entier, sait-on bien ce que ces couleurs ont comme signification biologique ? 
Puisque les petits pois que nos élèves mangent sont  verts, ils peuvent imaginer que les pois jaunes seraient une variante accidentelle. (J'avoue que j'ai cru cela très longtemps). Le petit pois est principalement constitué de 2 cotylédons, ces feuilles spéciales dans le fruit (sens botanique) qu'est le petit pois (cf fig 2) et si on le laisse ils deviennent normalement jaunes.

Fig. 2: Etapes de la germination du petit pois  [img] [img]. Source : La morphogenèse végétale et l'environnement Roger Prat SNV Jussieu
 
Une étude récente identifie le gène (At4g22920) pour lequel deux allèles sont associés à ces deux phénotypes Jaune et vert.  Elle montre qu'il s'agit de blocage de la sénescence des cotylédons. Normalement, en murissant ils deviennent jaunes mais quand ce gène est muté ils restent vert.
D'autres recherches ont montré que le jaunissement – la maturation de la graine de petit pois mais aussi les couleurs dorées des feuilles à l'automne – est sans doute un mécanisme de démantèlement pour récupérer les protéines de la photosynthèse sans libérer le dangereux toxique qu'est la chlorophylle à la lumière.
Explorons un peu plus en détail ces mécanismes.

Un allèle "vert" ou une mutation qui empêche le jaunissement normal ?

Selon Armstead, I., et al. (2007) le gène At4g22920 chez Arabidopsis thaliana est homologue du gène chez le petit pois (Pisum sativum) que Mendel a étudié.   Une des étapes du catabolisme de la chlorophylle est bloquée quand ce gène est défectueux.

"This study results in the identification of a gene that plays a fundamental role in chlorophyll catabolism during plant senescence. In addition, it suggests that the cotyledon color trait described by Mendel reflects allelic variation in a pea gene, homologs of which are responsible for the stay-green phenotype in both dicots and monocots"  Armstead, I., et al. (2007)
Cette étude a conduit à l'identification d'un gène qui joue un rôle fondamental dans le catabolisme de la chlorophylle pendant la sénescence de la plante (cf  fig. 3). En outre, nos résultats suggèrent que le phénotype de couleur des cotylédons décrit par Mendel reflète la variation allélique d'un gène chez le petit pois, dont des homologues sont responsables du phénotype vert-permanent chez les dicotylédones et les monocotylédones  Armstead, I., et al. (2007) (trad. personnelle)

Fig 3: A) L'étape d'ouverture de la molécule dans le catabolisme de la Chlorophylle est bloquée ( pheophorbide -> red chlorophyll) et conduit au maintien de la couleur verte, C: La présence d'ARNm est réduite chez les mutants (2 et 4 ) par rapport au type sauvage (1 et 3) dans des feuilles senescentes.  Figure et légende complète Ici [img] source Armstead, I, (2007)

Plusieurs expériences dans cette étude établissent le lien entre le gène du pois de Mendel et le gène Staygreen sgr chez Festuca pratensis  et chez le riz. Ils ont expérimentalement confirmé ce résultat en observant l' expression (Cf. fig. 3 C) comparée du mutant et du type sauvage dans des feuilles sénescentes et par interférence RNAi pour réduire l'expression de At4g22920, conduisant à un phénotype équivalent à Staygreen (maintien de la coloration verte lors de la sénescence). Ils ont aussi observé - à l'aide de la base de données Genevestigator Meta-Analyzer à l'EPFZ en Suisse -  que ce gène est fortement exprimé lors de la sénescence et surtout dans les feuilles. On a donc un faisceau de données expérimentales et provenant de bases de données bio-informatiques qui sont employées comme "preuves" ( evidence en anglais, intraduisible…?)  ici.

• la protéine O82741 du gène At4g22920  chez Uniprot

Selon les auteurs, c'est donc les cotylédons des petits pois verts qui sont bloqués dans leur maturation (sénescence plutôt) avant d'atteindre la couleur jaune normale (mature pour un botaniste). C'est donc au stade encore vert ("mûr" pour un jardinier) que nous les mangeons habituellement.

  

Fig 4: A gauche [img] les petits pois dans leur gousse (maturation culinaire) ,  à droite [img] les graines à maturation biologique ont les cotylédons jaunes. source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Pois

Un article récent Reid, J. B., & Ross, J. J. (2011). fait le point sur la caractérisation chimique des gènes de Mendel. Dans un tableau ici les chercheurs indiquent que la mutation qui produit le phénotype Staygreen est une insertion de 6 bases, et résument ce qu'on sait des différents gènes que Mendel a étudiés.

Les feuilles jaunissent pour éviter les effets toxiques de la Chlorophylle  ?

La question de la décoloration des feuilles en automne vient à l'esprit avec cette étude…  Pourquoi la plante aurait-elle des voies biochimiques spécifiques pour l'élimination de la chlorophylle et pas les autres pigments ?  Ne pourrait-elle pas simplement rester dans la feuille et tomber avec comme chez les conifères ? Quel avantage ont eu les plantes produisant ces protéines de dégradation ?

En fait un chercheur bâlois (Hörtensteiner, S. 2009) met en évidence les dangers de la chlorophylle : une molécule qui capte l'énergie lumineuse et peut la transférer à d'autres molécules dans la cellule a le potentiel de produire des substances très toxiques (reactive oxygen species (ROS). Cela explique la nécessité de mécanismes ( photorespiration, cyclic electron flow, etc) pour éviter de transférer à l'oxygène cette énergie lorsque le flux de photons dépasse la  capacité du système à l'absorber. Cf. Ort, D. (2001), When There Is Too Much Light  et Asada, K. (2006),Production and Scavenging of Reactive Oxygen Species in Chloroplasts and Their Functions.

Similaires par leur réactivité à l'eau oxygénée on parle pour ces ROS de radicaux libres et de stress oxydatif pour leurs effets délétères notamment dans le vieillissement humain (par exemple Barouki, R., 2006).

However, [chlorophyll] is a dangerous molecule and a potential cell phototoxin. This is seen in situations where the photosynthetic apparatus of plants is overexcited, for example in high light conditions or after application of herbicides blocking the photosynthetic electron transport. Absorbed energy can then be transferred from chl to oxygen, resulting in the production of reactive oxygen species (ROS) Hörtensteiner, S. (2009)

Le potentiel énergétique de la chlorophylle est crucial lorsque la photosynthèse fonctionne, mais ressemble à un feu d'artifice renversé dans la foule lorsque rien ne canalise cette énergie  !

Qui veut encore mâcher du chewing-gum à la chlorophylle ? Rassurez-vous, j'avais vérifié sur un échantillon de gomme à mâcher (par chromatographie en couche mince vers 1980…) qu'elle n'en contenait plus une fois parvenue au consommateur. Il est bien probable que le fabricant en ait introduit à la fabrication, mais la coloration verte provenait d'un autre pigment… En effet une molécule aussi réactive que la chlorophylle est peu stable en dehors d'environnements vivants ou de tampons bien choisis.

La chlorophylle : un dangereux phototoxique ?

Ainsi … la chlorophylle à l'image si positive dans le public est en fait une dangereuse molécule que les chloroplastes arrivent à apprivoiser pour conduire l'énergie du soleil vers la photolyse de l'eau : arracher un électron à une liaison très solide entre oxygène et hydrogène … pour transférer cette énergie vers le CO2 afin d'y fixer l'hydrogène et finalement produire des sucres.
Mais lorsque ces processus sont absents ou défectueux, l'énergie absorbée, libérée de manière incontrôlée dans les tissus de la plante peut produire des effets dramatiques.
Il s'agit donc de démantèlement de la photosynthèse… pour éviter de laisser la chlorophylle toxique sans le contrôle des protéines du thylakoïde !

Le démantèlement de la photosynthèse en fin de vie des feuilles ; pas de fuites incontrôlées de dangereuse chlorophylle !

Ainsi à l'automne ou lorsque la sénescence doit avoir lieu il serait imprudent de laisser ce monstre s'échapper et libérer des formes chimiques très toxiques... on voit alors bien que les plantes équipées d'un robuste processus de sénescence ont un gros avantage sur les autres. Et que la décoloration des feuilles a probablement une fonction cruciale pour le reste de la plante... Même si cela produit de très belles couleurs, il s'agit surtout de démanteler une dangereuse usine chimique. 

Fig 5: Feuillus et conifères à l'automne ( Franches-Montagnes) Source F.Lombard

Selon Hörtensteiner, S. (2009) près de 20% de l'azote est contenu dans les protéines associées à la chlorophylle et la sénescence organise leur recyclage... de manière à éviter des fuites dangereuses de ce photoxique puissant !
Peut-être cela explique-t-il (partiellement) que les conifères gardent leurs feuilles plusieurs années et les laissent partir sans récupérer quoi que ce soit ? Ou peut-être que ce démantèlement lors de la sénescence procure une efficacité supplémentaire aux plantes à fleurs (et aux mélèzes) qui a contribué à leur succès  ?

L'industrie du nucléaire pourrait s'en inspirer pour le démantèlement des centrales ?

Sources :

• Anderson, K. E., Bloomer, J. R., Bonkovsky, H. L., Kushner, J. P., Pierach, C. A., Pimstone, N. R., & Desnick, R. J. (2005). Recommendations for the Diagnosis and Treatment of the Acute Porphyrias. Annals of Internal Medicine, 142(6), 439‑450. doi:10.7326/0003-4819-142-6-200503150-00010
  
• Armstead, I., Donnison, I., Aubry, S., Harper, J., Hörtensteiner, S., James, C., … King, I. (2007). Cross-Species Identification of Mendel’s I Locus. Science, 315(5808), 73‑73. doi:10.1126/science.1132912 | intranet.pdf
• Asada, K. (2006), Production and Scavenging of Reactive Oxygen Species in Chloroplasts and Their Functions. Plant Physiology June 2006 vol. 141 no. 2 391-396 doi: 10.1104/pp.106.082040
  
• Barouki, R. (2006).  Stress oxydant et vieillissement Med Sci (Paris) 2006 ; 22 : 266–272
  
• Hörtensteiner, S. (2009). Stay-green regulates chlorophyll and chlorophyll-binding protein degradation during senescence. Trends in Plant Science, 14(3), 155‑162. doi:10.1016/j.tplants.2009.01.002 | intranet.pdf
  Mendel,G. (1866)  Verh. Naturforsch. Ver. Brünn. 4, 3 .
• Ort, D. (2001), When There Is Too Much Light. Plant Physiology January 2001 vol. 125 no. 1 29-32 doi:10. ​1104/​pp.​125.​1.​29
  
• Reid, J. B., & Ross, J. J. (2011). Mendel’s Genes: Toward a Full Molecular Characterization. Genetics, 189(1), 3-10. doi: 10.1534/genetics.111.132118