Archives de l’auteur : Liliane ARNAUD SOUBIE

Epigénétique et environnement

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Grâce à l’étude génomique des populations de chasseurs-cueilleurs Pygmées et d’agriculteurs Bantous d’Afrique centrale, des chercheurs de l’Institut Pasteur et du CNRS, en collaboration avec des équipes françaises et internationales1, ont montré pour la première fois que notre habitat et notre mode de vie peuvent influencer notre épigénome.

Maisons de Pygmées

 Les scientifiques ont en particulier mis en évidence que chez ces populations africaines, un passage récent d’un habitat forestier à urbain pouvait affecter l’épigénétique des fonctions de la réponse immunitaire. Au contraire, le mode de vie historique de ces populations – sédentaire agriculteur ou chasseur-cueilleur nomade – pouvait toucher des fonctions plus pérennes, comme celles liées au développement, via une modulation par sélection naturelle de son contrôle génétique. Cette étude est publiée dans la revue Nature Communications le 30 novembre 2015.

Quelques rappels:

  • Epigénétique?

Le terme a été créé en 1942 par Conrad Waddington, donc à une époque où on n’avait pas encore établi la nature ADN du support de l’information génétique contenue dans les chromosomes. Dans ce terme épigénétique, on trouve le teme épigénèse, qui est en rapport avec le développement des organismes.

En 1994, Holliday propose de définir l’épigénétique comme l’étude des changements d’expression des gènes transmissibles au travers des divisions cellulaires sans changement de la séquence de l’ADN.

 L’ensemble de notre patrimoine génétique est présent dans toutes nos cellules: voir le diaporama « A la recherche de notre programme génétique »

  L’espèce humaine possède 46 chromosomes hérités de nos parents( voir la transmission de l’information génétique ici) sur lesquels on compte environ 25 000 gènes.

Caryotypes de l’espèce humaine (sexe masculin à gauche, féminin à droite) .On peut classer les chromosomes par paires selon la taille, la forme, la position du centromère et la place des bandes sombres :on obtient alors le caryotype de l’espèce.

  • Toutes nos cellules contiennent la même information mais elles n’en font  pas toutes le même usage :

une cellule de la peau est différente d’un neurone, une cellule du foie n’a pas les mêmes fonctions qu’une cellule du cœur…

De même, deux vrais  jumeaux partagent le même génome mais ils ne sont jamais parfaitement identiques.

  • Ces faits s’expliquent par l’épigénétique:

L’activité d’un gène peut être modulée (activation ou inactivation) par des facteurs émanant de l’organisme lui-même (facteurs internes) ou de l’environnement (facteurs externes)

L’épigénétique correspond donc à l’étude des changements dans l’activité des gènes, n’impliquant pas de modification de la séquence d’ADN et pouvant être transmis lors des divisions cellulaires. Contrairement aux mutations qui affectent la séquence d’ADN, les modifications épigénétiques sont réversibles.

  • L’épigénétique et l’environnement

L’environnement interagit avec le génome pour déterminer le phénotype d’un organisme.

Un exemple chez l’abeille :on sait que la larve d’abeille qui reçoit de la gelée royale acquiert un phénotype de reine, alors que sans gelée royale elle devient une ouvrière stérile et bien différente de la reine.

Comment l’espèce humaine peut-elle s’adapter à son environnement, comme par exemple à son habitat (en forêt, en milieu rural ou urbain) ou à son mode de vie (chasseur-cueilleur nomade ou agriculteur sédentaire) ? (étude est publiée dans la revue Nature Communications le 30 novembre 2015)

Au cours de l’évolution humaine, l’environnement a en effet exercé une pression sélective au niveau génétique, entraînant la sélection de mutations de l’ADN avantageuses pour notre espèce. Des chercheurs de l’unité de Génétique évolutive humaine (Institut Pasteur/CNRS URA 3012), dirigée par Lluis Quintana-Murci, directeur de recherche CNRS à l’Institut Pasteur, viennent de prouver que l’habitat et le mode de vie des populations humaines peuvent aussi agir au niveau épigénétique, c’est-à-dire par des modifications modulant l’expression des gènes… plus de précisions ici:cp_quintana_20151126

Sources partielles: CNRS, INSERM , ENS Lyon

De l’oxygène dans le noyau de la Terre

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D’après les travaux expérimentaux et de modélisation réalisés par une équipe internationale de chercheurs, la Terre se serait formée par accrétion  et différenciée dans un environnement plus riche en oxygène qu’on ne le pensait, et plus oxydé que ne l’est le manteau actuel.

Cette équipe internationale  comprend des chercheurs de l’Institut de physique du globe de Paris, de l’École polytechnique fédérale de Lausanne, de l’University College London, et du Lawrence Livermore National Laboratory .

L’oxygène manquant aujourd’hui dans le manteau terrestre, aurait été entrainé par le fer en fusion vers le centre du globe, lors de la formation du noyau. Cette étude a été publiée dans la revue PNAS du 6 octobre 2015.

Quelques rappels sur la formation de la Terre

L’accrétion de la Terre il y a 4.55Ga a tout de suite été suivie par une différenciation, c’est à dire une structuration en différentes enveloppes de propriétés physico-chimiques bien distinctes.

L’intérieur de la Terre est constitué de couches superposées, qui se distinguent par leur état solide, liquide…
Comment le savons-nous ?
Les sismologues Mohorovicic (en 1909), Gutenberg(en 1912) et Lehmann (en 1936) ont réussi à déterminer l’état et la densité des couches par l’étude du comportement des ondes sismiques lors des tremblements de Terre (La vitesse de propagation des ondes sismiques est différente selon la densité de la matière).
La variation de la vitesse des ondes sismiques permet donc de distinguer les différentes couches terrestres, en particulier la lithosphère rigide et l’asthénosphère qui l’est moins.
-Voir le lien Ondes sismiques et structure de la terre

terre noyau

La croûte et le manteau supérieur forment un ensemble rigide : la lithosphère (plaque tectonique).
En dessous, l’asthénosphère est une partie du manteau moins rigide sur laquelle glisse la lithosphère.

Le noyau terrestre s’est formé lors de la formation de la Terre par accrétion il y a 4.56 milliards d’années.

Un peu d’histoire:

• 1906 – Découverte du noyau liquide par Oldham
• 1936 – Découverte de la graine par Inge Lehmann
• 1940 – Birch suggère que la graine est solide et
correspond à la solidification du fer
• 1950-51 – Bullen suggère que si la graine est solide
on devrait observer des ondes du type PKJKP
• 1970 – Confirmation de la solidité de la graine par
la mesure de fréquences de modes propres
(Dziewonski et Gilbert)
• 1986 -Découverte de l’anisotropie sismique de la
graine

source Barbara Romanowicz – Cours 2011
-Chaire de Physique de l’Intérieur de la Terre
Collège de Francet

Des précisions sur la composition du noyau de la Terre:

  • Les travaux de Birch sur la composition du noyau terrestre
    Birch a découvert il y a plus de 50 ans que le noyau était plus léger que le fer pur.

BirchLa loi de Birch qui établit une relation entre la densité des roches et la vitesse des ondes sismiques montre que le noyau est moins dense qu’un pur alliage Fe-Ni et doit contenir des éléments légers.
Il démontre en 1952 que le manteau est composé de silicates, le noyau externe, de fer liquide et la graine, de fer cristallin (Birch,1952, JGR).
Il Confirme en 1961 que la densité du noyau est ~10% plus faible que celle du fer aux P et T du noyau

Francis Birch – 1903-1992

  • Quels étaient ces éléments légers entrant dans la composition du noyau ?
    Dans les années 60, Ringwood a montré que le manteau était déficitaire en éléments sidérophiles, c’est-à-dire en éléments chimiques qui aiment s’allier au fer. Il en a déduit que ce déficit était l’empreinte de la formation du noyau sur la géochimie du manteau.
  • Depuis, les scientifiques essaient de trouver les modèles de formation de noyau qui expliquent ces appauvrissements chimiques du manteau.
  1. Lors d’une étude antérieure, cette équipe de chercheurs avait pu calculer (par simulation de dynamique moléculaire ab initio) les densités et vitesses de propagations d’ondes dans le noyau métallique fondu en fonction de sa teneur en éléments légers.
  2. Un nouveau pas vient d’être franchi afin de trouver les conditions de genèse du noyau.
    Des expériences en cellule à enclumes en diamants chauffée par laser ont permis de soumettre un mélange d’un liquide silicaté et d’un liquide métallique (représentatifs respectivement du manteau primitif et du noyau terrestre) aux conditions extrêmes de pressions et températures régnant dans les intérieurs planétaires et plus particulièrement dans le manteau terrestre primitif en fusion (océan de magma).
  3. Les analyses réalisées après récupération des échantillons avec les techniques analytiques les plus fines (microscopie à faisceau d’ions focalisés, microscopie à balayage par canon à effet de champs, microsonde haute résolution) ont permis de quantifier le partage des éléments traces sidérophiles entre métal et silicate. Le noyau contiendrait donc en plus du fer et du nickel, majoritairement de l’oxygène, et du silicium .

Comment le noyau de la Terre s’est-il formé?

En combinant les deux approches et en ne gardant que les modèles de formation et de composition du noyau qui satisfont à la fois la géochimie et la géophysique, les auteurs concluent que le noyau s’est formé à partir d’un « océan de magma », la partie externe du manteau qui était totalement fondue. Cet océan était profond d’environ 1500 km et très chaud (4000 °C), mais surtout plus oxydé que le manteau actuel. Ceci va à l’encontre du modèle accepté à ce jour qui préconise un manteau très réduit.

Les conclusions de cette étude

L’étude conclut que l’oxygène « en trop » se serait dissout dans le noyau, qui contient donc en plus du fer et du nickel, majoritairement de l’oxygène, et du silicium. Un noyau enrichi en oxygène et relativement pauvre en silicium constitue le meilleur candidat pour satisfaire les deux observations géochimiques et géophysiques simultanément.

Conférence de James Badro organisée par le Bureau des longitudes (Académie des Sciences) et le département de géosciences de l’ENS

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=LgpiB5gBevY[/youtube]

source  partielle de l’article: CNRS

« Devenir terriens » au Musée de l’Homme

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A ne pas manquer au Musée de l’Homme « Devenir terriens : 150 dialogues et exercices pour rétrécir et étendre l’humain« 

Découvrez le Blackmarket for Useful Knowledge and Non-Knowledge, un événement qui se veut résolument différent des nombreux événements organisés autour de la conférence sur le climat (COP21) à Paris en décembre prochain,

À côté des sites et des discours officiels sur la politique climatique
mondiale, il proposera une autre représentation de la démocratie écologique.

[vimeo]https://vimeo.com/142995397[/vimeo]
Après 17 éditions à Berlin, Varsovie, Vienne, Riga, Tallinn, Liverpool ou encore
à Jaffa, la France connaitra son premier grand « marché » de la connaissance et
du « non-savoir » (un savoir qui n’est pas encore exprimé ou reconnu comme
tel) sur une thématique chère à l’époque : la capacité de l’Homme à vivre ou
à survivre dans une nouvelle ère, nommée « l’Anthropocène », qui a débuté
lorsque les activités humaines ont eu un impact global significatif sur l’écosystème terrestre, et qui s’accélère aujourd’hui.
Que signifie « vivre dans l’Anthropocène » ? Comment y arriver ? Et qui
deviendrons-nous ? …

NB: D’après la commission de stratigraphie de la vénérable Société géologique de Londres, nous serions dans l’Anthropocène ( voir l’article de Mike Davis ici )

L’anthropocène est un terme proposé par Paul Crutzen ( prix Nobel, chimiste et météorologue):

Il désignerait une nouvelle époque géologique, qui aurait débuté à la fin du XVIIIe siècle avec la révolution industrielle, période à partir de laquelle l’influence de l’espèce humaine  sur le devenir de la terre serait devenue prédominante.

L’impact des activités humaines l’emporterait donc sur l’ensemble des facteurs naturels et viendrait modifier le climat et la biosphère

sans titre2 Blackmarket for Useful Knowledge
and Non-Knowledge No. 18
—
Devenir terriens : 150 dialogues et exercices
pour rétrécir et étendre l’humain
—
Paris, Musée de l’Homme
21 novembre, de 20h à 23h30
Ouverture des portes et inscription à partir de 19h

 

Voir le dossier PDF de l’évènement Blackmarket for Useful Knowledge and Non-Knowledge No.18
Un concept nouveau :

fabriquer une émergence de la connaissance grâce à des conversations entre les publics et des experts (voir la liste sur le Dossier de presse Blackmarket) aussi qualifiés qu’insolites pour partager ensemble, à la manière d’un dialogue autour d’une table de cuisine, 150 conversations autour d’un seul thème : Devenir terriens.

  • Un lieu d’observation et de production dans lequel des experts participent à des conversations en tête-à-tête avec le public
  • Des récits, des réflexions expérimentales et des exercices quotidiens sont proposés pour définir l’humain selon de nouvelles proportions.
  • Les experts et le public créent ensemble un espace de savoirs, multidisciplinaire, multidimensionnel, propre à sonder et invoquer le «devenir terriens».

Imaginée par Hannah Hurtzig, la célèbre dramaturge allemande, cette
performance permet à chacun de choisir un expert et de dialoguer avec lui, en
tête-à-tête, pendant une demi-heure.

Des conversations que l’on peut écouter
en temps réel grâce à des casques audio mis à disposition de tous et ainsi partager et débattre du savoir, des hypothèses où tout simplement de l’avis d’un climatologue, d’une philosophe, d’un berger ou encore d’une danseuse qui, chacun à leur manière, rendent sensible la place de l’Homme dans cette nouvelle ère. Une multiplicité qui fait entrer le public dans un changement de d’échelle, en passant du très grand à l’infiniment petit, volontairement à la manière d’une Alice non plus au pays des merveilles mais au pays de la connaissance et du non-savoir !

Où mieux que dans le nouvel écrin du musée de l’Homme pouvait-être imaginé
l’accueil de ce marché parallèle de la connaissance et du non-savoir sur l’avenir
de l’humain, de cette prise de conscience collective du monde dans lequel nous vivons.

Je vous invite à lire mon article sur la COP21: L’ONU et le réchauffement du climat

COP21: l’ONU et le changement du climat

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Réchauffement du climat : COP21 ( 30 novembre au 11 décembre 2015)

Lors de la Conférence des Nations unies de 2015 à Paris, un accord mondial  doit obligatoirement être conclu pour contenir le réchauffement du climat  à 2 degrés à l’horizon 2100. Au delà de cette valeur, les scientifiques prévoient des conséquences dramatiques … Il est grand temps d’agir. 

climat

«Nous sommes aujourd’hui sur une trajectoire à + 4-5 degrés d’ici la fin du siècle: c’est ce qui se passera si on dit “tant qu’il y a du fossile, on l’utilise”», alerte Jean Jouzel, climatologue et vice-président du Giec. «Dans ce scénario, le niveau de la mer pourrait s’élever de près d’un mètre d’ici 2100», prévient-t-il en soulignant que cela ne sera pas uniforme au niveau du globe, tout comme la hausse de la température qui sera plus forte sur les continents que dans les océans.

 

 

Le deuxième volet de ce  rapport intitulé «Changement climatique 2014: impacts, adaptation et vulnérabilité» est consultable ici.

Face à la réalité du réchauffement du climat et à la responsabilité humaine dans ces dérèglements, une politique de lutte contre le réchauffement de la planète s’installe depuis les années 1990 ..

global-average-temperature

Climat et biodiversité sont étroitement liés: au fur et à mesure que le climat change, la biodiversité est érodée.

Après 5 grandes crises, la sixième grande crise de biodiversité est liée aux activités humaines…. Voir mon article en détail ici

C’est un terme proposé par Paul Crutzen ( prix Nobel, chimiste et météorologue): Il désignerait une nouvelle époque géologique, qui aurait débuté à la fin du XVIIIe siècle avec la révolution industrielle, période à partir de laquelle l’influence de l’espèce humaine  sur le devenir de la terre serait devenue prédominante. L’impact des activités humaines l’emporterait donc sur l’ensemble des facteurs naturels et viendrait modifier le climat et la biosphère.

Depuis 1988, plusieurs milliers de chercheurs internationaux se sont réunis sous l’égide de l’ONU pour constituer le GIEC

Quel est l’historique de la mobilisation internationale sur le climat ?  

  • 1979 — première Conférence mondiale sur le climat .
  • 1988 — Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat est mis en place.
  • 1990 — Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat et la deuxième Conférence mondiale sur le climat demandent un instrument mondial sur les changements climatiques. Les négociations à l’Assemblée générale des Nations Unies sur une convention-cadre sont lancées.
  • 1991 — Le Comité de négociation intergouvernemental tient sa première réunion.
  • 1992 — Lors du Sommet « Planète Terre » à Rio, la Convention-cadre sur les changements climatiques est ouverte à la signature, parallèlement aux autres conventions également négociées à Rio, la Convention des Nations Unies sur la diversité biologique et la Convention des Nations Unies sur la lutte contre la désertification.
  •  1994 — La Convention-cadre sur les changements du climat entre en vigueur.
  • 1995 — La première session de la Conférence des Parties se tient à Berlin.
  • 1996 — Le Secrétariat de la Convention-cadre sur les changements climatiques est mis en place pour appuyer les mesures prises en vertu de la Convention.
  • 1997 — Le Protocole de Kyoto est officiellement adopté en décembre, à la troisième session de la Conférence des Parties
  • 2001 — Les accords de Marrakech, qui sont adoptés à la septième session de la Conférence des Parties, exposent en détail les règles d’application du Protocole de Kyoto, mettent en place de nouveaux instruments de financement et de planification en vue de l’adaptation aux changements du climat et établissent un cadre pour le transfert de technologies.
  • 2005 — Entrée en vigueur du Protocole de Kyoto. La première réunion des Parties au Protocole se tient à Montréal. Conformément aux conditions posées dans le Protocole de Kyoto, les Parties ont lancé des négociations sur la phase suivante du Protocole dans le cadre du Groupe de travail spécial des nouveaux engagements des Parties visées à l’annexe I au titre du Protocole de Kyoto. Le futur Programme de travail de Nairobi sur l’adaptation aux changements climatiques (il prendra ce nom en 2006, l’année suivante) est accepté et fait l’objet d’un accord.
  • 2007 — Le quatrième rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat est publié. Le grand public découvre la climatologie. À la treizième session de la Conférence des Parties, les États ont convenu de la feuille de route de Bali qui préparait la voie aux activités postérieures à 2012 avec deux groupes: le Groupe de travail spécial des nouveaux engagements des Parties visées à l’annexe I au titre du Protocole de Kyoto et le Groupe de travail spécial de l’action concertée à long terme au titre de la Convention.
  • 2009 — Accord de Copenhague, élaboré à la quinzième session de la Conférence des Parties à Copenhague. Les États ont soumis par la suite des engagements concernant les réductions d’émissions ou les mesures d’atténuation, aucun de ces engagements n’étant contraignant.
  • 2010 — Les accords de Cancún sont élaborés et acceptés par la plupart des Parties à la seizième session de la Conférence des Parties. Conformément à ces accords, les Parties officialisaient leur engagement de réduire leurs émissions dans le cadre de l’effort collectif le plus important que le monde ait jamais vu pour réduire les émissions de manière solidairement responsable.
  • 2011 — La plate-forme de Durban pour une action renforcée a été élaborée et acceptée par les États parties à la dix-septième session de la Conférence des Parties. À Durban, les gouvernements ont clairement reconnu la nécessité d’élaborer un projet de nouvel accord juridique universel pour lutter contre les changements climatiques au-delà de 2020, dans le cadre duquel toutes les parties joueraient leur rôle dans la mesure de leurs moyens et seraient en mesure de recueillir ensemble les fruits de leur réussite.
  • 2012 — L’amendement de Doha au Protocole de Kyoto est adopté par la CMP (Conférence des Parties agissant comme réunion des Parties au Protocole de Kyoto) à sa huitième réunion. Cet amendement comprenait les mesures suivantes: de nouveaux engagements pour les Parties visées à l’annexe I au titre du Protocole de Kyoto, qui ont accepté de prendre des engagements pour une deuxième période allant du 1er janvier 2013 au 31 décembre 2020 ; une liste révisée des gaz à effet de serre sur laquelle les Parties feraient rapport au cours de la deuxième période d’engagement et des amendements à plusieurs articles du Protocole de Kyoto concernant la première période d’engagement, qui devaient être actualisés pour la deuxième période d’engagement.

2013 — Les principales décisions adoptées à la dix-neuvième session de la Conférence des Parties et la neuvième réunion de la CMP comprenaient des décisions sur la progression de la plate-forme de Durban, le Fonds vert pour le climat et le financement à long terme, le cadre de Varsovie pour REDD+ et le mécanisme international de Varsovie pour les pertes et dommages. Pour en savoir davantage sur les conclusions de la Conférence de Varsovie.

2014 — La vingtième session de la Conférence des Parties se tiendra en décembre, à Lima (Pérou).

2015 — La vingt et unième session de la Conférence des Parties (onzième réunion de la CMP) se tiendra à Paris (France), en décembre.

*Source : Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques

flammeklode[1]

Un accord mondial  doit obligatoirement être conclu pour contenir le réchauffement du climat à 2 degrés à l’horizon 2100. Plus le temps passe, plus les possibilités d’intervention sont restreintes…

Les enseignants ne peuvent que s’associer à cette démarche en relayant la problématique et en faisant participer leurs élèves à des actions locales. C’est une belle façon de changer leur regard sur le Monde qui les entoure …

De nombreux outils pédagogiques sur le réchauffement climatique sont disponibles:

Plus que jamais, l’Homme tient entre ses mains l’avenir de sa Planète.