Pourquoi la Terre a-t-elle un champ magnétique ? Ce serait dû à un effet dynamo au sein de son noyau liquide, essentiellement constitué de fer et brassé par des mouvements de convection : en effet, dans certaines configurations, les mouvements d'un fluide conducteur engendrent des courants électriques et un champ magnétique qui s'entretiennent mutuellement. On cherche à reconstituer les écoulements à l'origine de cette dynamo terrestre, aussi nommée géodynamo. Takehiro Miyagoshi, de l'Agence japonaise pour les sciences et les technologies de la Terre et de la mer, et ses collègues les ont simulés en utilisant un « fluide numérique » de faible viscosité. Ils ont ainsi mis en évidence des mouvements inattendus au sein du noyau terrestre.

Un certain consensus régnait depuis quelques années chez les géophysiciens, qui pensaient que la convection s'organisait en colonnes parallèles à l'axe de rotation du noyau. Ce consensus résultait notamment des multiples simulations menées par Ulrich Christensen, de l'Institut Max Planck, en Allemagne, et Julien Aubert, de l'Institut de physique du globe de Paris, qui sont parvenus à recréer des dynamos fluides assez similaires à la géodynamo. En outre, diverses expériences de laboratoire accréditaient cette thèse : Nicolas Gillet et ses collègues de l'Université Joseph Fourier, à Grenoble, ont par exemple observé des colonnes convectives au sein d'une sphère tournante emplie de liquide.

Les simulations considéraient jusqu'ici des fluides de viscosité supérieure à celle du noyau (qui est approximativement égale à celle de l'eau). Ce paramètre ne semblait cependant pas trop influer sur la forme des écoulements. Les chercheurs japonais ont tout de même examiné ce qui se passe quand on baisse la viscosité du fluide jusqu'aux limites autorisées par les ordinateurs actuels (plus la viscosité est faible, plus la puissance de calcul nécessaire est grande). Et, surprise, les colonnes convectives disparaissent. Plus précisément, la nouvelle simulation prévoit une structure duale : des panaches radiaux partiraient du centre avant d'y retomber, bloqués par des courants longitudinaux qui feraient le tour du noyau dans le sens inverse de sa rotation.

Ces courants longitudinaux, dits aussi courant zonaux, sont fréquents dans les fluides en rotation. On les observe notamment dans les atmosphères des planètes. Mais on pensait qu'un champ magnétique intense, tel celui créé par la géodynamo à l'intérieur du noyau terrestre, les empêcherait de se former. La simulation des chercheurs japonais constitue donc une double surprise.

Cette simulation est-elle représentative des phénomènes qui se déroulent dans le noyau ? Personne ne peut le dire aujourd'hui. Les écoulements dépendent d'un certain nombre de paramètres encore mal connus, comme le flux de chaleur à la frontière noyau-manteau et la conductivité thermique du fer dans les conditions thermodynamiques du noyau. En outre, la viscosité et la vitesse de rotation du système simulé sont encore loin de celles du noyau (peu visqueux et rapide), que les ordinateurs actuels sont incapables d'intégrer. Les études à venir nous réservent-elles d'autres rebondissements ?

Quoi qu'il en soit, les travaux des chercheurs japonais jettent un pavé dans la mare. Il faudra probablement quelques années avant que ne se dégage un nouveau consensus sur les écoulements à l'œuvre dans le noyau terrestre.

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C'est à la nuit tombée que le crotale du Texas (Crotalus atrox), plus connu sous le nom de serpent à sonnette, part traquer ses proies. Au menu : rongeurs, lézards, grenouilles et parfois petits mammifères, qu'il immobilise puis tue en leur injectant un puissant venin. Le reptile détecte ses proies par la chaleur qu'elles rayonnent en infrarouge. David Julius et ses collègues de l'Université de Californie à San Francisco ont montré comment fonctionne, au niveau moléculaire, le système de perception infrarouge de ce prédateur.

Qu'ils soient non venimeux, tels les boas ou les pythons, ou venimeux, comme la vipère et le crotale, les serpents détectent leurs proies grâce au rayonnement infrarouge. Les yeux du serpent ne sont pas impliqués, car même quand ils sont masqués, l'animal parvient à détecter ses proies avec la même efficacité. La détection infrarouge fait intervenir des « fossettes sensorielles », de petites cavités situées à l'avant de la tête, sous chacune des narines. Jusqu'à ce jour, les connaissances sur le fonctionnement de ces fossettes étaient très sommaires. Pour en savoir plus, D. Julius et ses collègues ont étudié le crotale du Texas. Un candidat de choix, car sa sensibilité de détection est dix fois supérieure à celle des autres espèces.

L'intérieur de chaque fossette comporte une mince membrane innervée par des cellules du système somato-sensoriel, celui chargé de détecter les variations de pression et les variations de température. Quand une proie se trouve à proximité, à moins d'un mètre, la chaleur qu'elle dégage sous forme de rayonnement infrarouge réchauffe la membrane. Les chercheurs américains viennent de découvrir que cette chaleur active certains récepteurs – des canaux ioniques – nommés TRPA1, situés sur les cellules nerveuses. Quand la température atteint un seuil de 28 °C, ces canaux s'ouvrent et les cellules nerveuses transmettent alors un signal électrique jusqu'au « tectum optique », au sommet du tronc cérébral. Le cerveau construit alors une image en trois dimensions de la proie, proche de celle que l'on obtient avec une caméra thermique.

Ces travaux montrent que la localisation de la proie par le serpent n'implique pas la détection de photons infrarouges par des photorécepteurs, mais qu'elle met en jeu une détection thermique par un thermorécepteur, TRPA1. D. Julius et son équipe avaient déjà identifié ce type de récepteurs chez les mammifères. Chez la souris, ils ont montré que TRPA1 permet de détecter des substances irritantes telles que la graine de moutarde ou le raifort (que l'on retrouve dans le wasabi). Contrairement au cas du serpent, les récepteurs TRPA1 des mammifères ne sont pas activés par la chaleur. Ainsi, le récepteur TRPA1 revêt des fonctions différentes suivant l'espèce considérée – une spécialisation qui résulte de l'évolution.

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Avec une moue de dédain, le père regarda une dernière fois son ventre rond, avant d'en aspirer le contenu. La mère des œufs qu'il renfermait était vraiment trop malingre. Il n'allait tout de même pas s'épuiser à porter, nourrir et choyer la semence de cette pauvresse alors que la femelle de ses rêves, si belle et opulente, pouvait croiser sa route d'un instant à l'autre ! Pour elle, il était prêt à tout. Sans regret, il avalait la progéniture sacrifiée, sentant déjà une nouvelle énergie l'envahir. Oui, il serait le meilleur. Elle n'aurait d'autre choix que de lui confier ses œufs. Et à ceux-là, il donnerait tout...

Si toute ressemblance avec des personnes ayant existé est purement fortuite, ce scénario constituerait en revanche, selon des biologistes de l'Université Texas A&M, le quotidien des mâles Syngnathus scovelli. Les syngnathes, famille de poissons qui comprend notamment les hippocampes, sont les seuls animaux connus dont le mâle est « enceint ». Celui-ci possède une poche ventrale qui lui permet, pendant la gestation (environ deux semaines), de nourrir et protéger les œufs produits par la femelle. À l'inverse, il peut aussi puiser des ressources dans les œufs qu'il élève : des chercheurs suédois viennent de montrer, chez une espèce voisine des syngnathes, que des acides aminés provenant des œufs peuvent traverser la poche et se retrouver dans les muscles du mâle.

En étudiant l'incidence d'une première gestation sur une seconde chez 22 mâles Syngnathus scovelli, les chercheurs texans ont observé, d'une part que les mâles préfèrent les grosses femelles et, d'autre part, qu'ils délaissent d'autant plus leur première progéniture que la mère est petite. Dans ce cas, la plupart des œufs ne survivent pas et la gestation est raccourcie ; prêt pour une nouvelle aventure, le mâle s'occupe alors d'autant mieux de sa seconde progéniture que la mère est grosse.

En revanche, les mâles qui se sont d'emblée accouplés avec une grosse femelle s'occupent très bien de leur première progéniture, au détriment de la seconde. Selon les auteurs, ce contrôle avant et après l'accouplement permettrait au mâle de favoriser son croisement avec les meilleures femelles et la pérennité de leur progéniture.

Brrr, et ce n'est pas un poisson d'avril...

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Le paludisme tue de l'ordre de un million de personnes par an. Il est dû à des parasites unicellulaires appartenant au genre Plasmodium, qui sont transmis à l'homme par les moustiques anophèles. On croyait certaines populations humaines d'origine africaine naturellement résistantes à l'un des parasites, Plasmodium vivax. C'est pourquoi cette espèce, présente en Asie et en Amérique du Sud, est absente d'Afrique où sévit fortement l'espèce P. falciparum. Mais une collaboration de chercheurs malgaches, français et américains vient de montrer que les populations africaines ne sont plus résistantes à P. vivax.

Les parasites P. falciparum et P. vivax – les deux plus fréquents – ont des cycles de vie complexes; ils évoluent alternativement chez le moustique et chez l'homme, où ils infectent différents types de cellules selon leur stade de développement.

La maladie est provoquée par le cycle de développement dans les globules rouges, ou hématies, du sang humain : sous une forme appelée mérozoïte, les parasites pénètrent les globules rouges où ils se multiplient. Pour ce faire, P. vivax se lie à une protéine de surface (un récepteur) des globules rouges nommée Duffy. Les populations africaines étant presque toutes de groupe sanguin Duffy-négatif (leurs cellules sanguines sont dépourvues de ce récepteur), elles sont résistantes au parasite P. vivax. Du moins est-ce ce que l'on croyait.

Le récepteur Duffy des hématies n'est désormais plus indispensable à P. vivax pour infecter les hématies. Les biologistes ont étudié les populations vivant à Madagascar, où des personnes d'origine indonésienne ou asiatique – et donc Duffy-positives – se sont mélangées avec des personnes Duffy-négatives d'origine africaine. Ils ont montré que le parasite est présent dans le corps des personnes Duffy-négatives, chez qui il provoque un accès palustre (fièvre, frissons, sueurs, maux de tête, troubles digestifs et courbatures). En outre, P. vivax a bien été observé dans leurs globules rouges, malgré le fait qu'ils soient dépourvus de récepteurs Duffy.

Ce parasite a donc trouvé une nouvelle voie d'entrée, qui reste inconnue. Certaines stratégies vaccinales tentent d'empêcher le parasite d'envahir les cellules humaines, et notamment les globules rouges ; le vaccin cible alors l'interaction du récepteur Duffy avec son ligand parasitaire. Cette stratégie pourrait devenir inefficace puisque le parasite semble se fixer à un autre récepteur. Et il est à craindre que P. vivax vienne infecter les populations africaines.

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