La science infuse

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5 avril 2014

La dynastie du roi des animaux

Le lion règne sur la savane depuis plusieurs milliers d'années : où est-il né ?

Où est né le roi de la savane, le lion (Panthera leo) ? Comment a-t-il conquis plusieurs continents, avant de reculer sous les coups de boutoir des chasseurs ? S'il est célébré par de nombreuses civilisations, des empires antiques de Perse et d'Assyrie jusqu'au récit médiéval du Roman de Renart et plus récemment, au Roi lion, l'histoire du grand fauve reste pourtant encore mal connu. Une équipe internationale menée par Ross Barnett, de l'université de Durham (Royaume-Uni), et composée de biologistes venus du Royaume-Uni, du Qatar, des États-Unis, d'Australie, de Suède, du Danemark et de France, a donc cherché à remonter l'arbre généalogique du lion afin de mieux comprendre son évolution au fil des millénaires et son parcours à travers les plaines d'Afrique et d'Asie. 

L'histoire de Panthera leo est difficile à retracer pour plusieurs raisons. Tout d'abord, les fossiles de ses ancêtres sont rares, de part les conditions de fossilisation et de conservation souvent défavorables dans les régions tropicales. Ensuite, plus récemment, la répartition géographique du lion s'est restreinte sévèrement : autrefois l'une des plus vastes de tous les mammifères terrestres (couvrant l'Afrique, l'Asie mais aussi l'Europe, jusqu'à la Sibérie, et l'Amérique, du Pérou à l'Alaska) le grand prédateur s'est mué en proie, et a vu de plus son habitat naturel bouleversé par l'homme. Ainsi, on estime qu'environ un tiers des lions d'Afrique ont été décimés dans les 20 dernières années, alors qu'il ne reste que 400 spécimens du lion d'Asie dans la péninsule de Kâthiâwar, préservés dans le parc national et sanctuaire faunique de Gir. Pour l'Union internationale pour la conservation de la nature (UICN), le lion d'Afrique est aujourd'hui une espèce vulnérable et le lion d'Asie est en danger d'extinction.

La photo de famille reste singulièrement vide, les "survivants" africains et indiens ne donnant qu'une image incomplète de la répartition géographique du fauve il y a encore quelques millénaires, voire quelques siècles. Pour résoudre cette difficulté, les chercheurs se sont tournés vers... les squelettes conservés dans les musées. Les réserves du Muséum national d'histoire naturelle de Paris ont ainsi été mises à contribution : Jacques Cuisin, co-auteur de cette étude et responsable de la plateforme de Préparation/Restauration du musée parisien, a sorti des collectes nationales 10 spécimens prélevés par le passé, dont certains dans des régions comme le Maghreb et l'Iran où les lions ont aujourd'hui disparu.

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2 avril 2014

Le microbe qui a failli éradiquer toute vie sur Terre

Les trilobites font partie des nombreuses espèces marines à avoir disparu lors de la grande extinction permienne.

Il y a environ 252 millions d'années, la vie sur Terre a failli prendre fin. En l'espace de 20 000 ans - une période assez brève à l'échelle géologique - plus de 95 % des espèces marines (comme les trilobites) et près de trois quart des vertébrés terrestres ont été rayées de la surface de la carte. Quelle succession d'événements ont pu ainsi provoquer la plus grande crise biotique qu'ait connu la Terre ? C'est la question à laquelle s'est attelée l'équipe de Daniel Rothman, au Massachusetts Institute of Technology (États-Unis), épaulée par Changqun Cao, paléobiologiste de l'Institut de géologie et de paléontologie de Nankin (Chine), peu satisfaits des différentes théories qui ont vu le jour à propos de "la mère de toutes les extinctions de masse", selon le paléobiologiste américain Douglas Erwin.

Pour mieux comprendre les causes de l'extinction permienne, ainsi baptisée car marquant la fin de l'ère géologique du Permien (et le début du Trias), les chercheurs se sont envolés à Meishan, situé dans la province du Sichuan, au centre-ouest de la Chine. Leur objectif : analyser les roches de cette région, qui constituent pour les géologues le stratotype (c'est-à-dire l'affleurement-type) de la limite permo-triasique. Daniel Rothman et ses collègues se sont particulièrement intéressés à l'analyse du carbone contenu dans ces roches, laquelle indique une forte instabilité au moment de la transition Permien-Trias. Faut-il voir dans ce déséquilibre du cycle du carbone la trace d'événements volcaniques majeurs qui ont eu lieu à cette époque en Sibérie, et qui seraient responsables de l'extinction permienne selon une étude canadienne publiée en 2011 ?

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16 février 2014

La science du lancer de fléchettes

Bien lancer la fléchette, et au bon moment : voici les deux clés pour atteindre le centre de la cible.

Vous êtes nuls aux fléchettes et ratez immanquablement le mille (voire la cible) ? Ne manquez pas la dernière étude menée par une équipe de l'université d'Osaka (Japon) qui a décortiqué les différentes stratégies gagnantes pour devenir un pro des darts (terme retenu par la fédération française de ce sport, qui ne devrait pas rejoindre l'élite des sports olympiques avant les JO de 2024). Les chercheurs japonais ont pour cela comparé les performances de huit experts et huit novices dans les conditions homologuées : une cible à 1,73 m du sol, distante de 2,44 m, avec en son centre une "bulle" (bull's eye en anglais) de 4,4 cm de diamètre. Quelle est la meilleure technique pour planter sa fléchette dans la bulle à tous les coups ?

Chaque participant - qui a lancé à 60 reprises sa fléchette - était équipé de plusieurs capteurs, au niveau de l'épaule, du coude, du poignet, des articulations métacarpo-phalangiennes (AMP) et de l'extrémité de son index : une caméra rapide filmant à 480 images par seconde permettait de suivre avec précision le mouvement du bras qui propulse la fléchette. À partir d'une équation modélisant la trajectoire de la fléchette une fois lancée, il est alors possible de prédire sa position finale sur la cible pour un lancer qui interviendrait à n'importe quel moment du mouvement de bras du lanceur. Ces extrapolations permettent notamment de déterminer le moment optimal pour le lancer, c'est-à-dire celui qui envoie la fléchette au centre exact de la bulle. Les chercheurs japonais ont ainsi calculé pour chaque lancer l'erreur temporelle (notée Et), égale au délai séparant le lancer réel du lancer optimal. Un autre paramètre important est la fenêtre temporelle, notée TSZ (Time in Success Zone), pendant laquelle un lancer permet au joueur d'atteindre la bulle. Cette fenêtre dépend du mouvement de la main imprimé par le lanceur : plus elle est importante, plus celui-ci peut être imprécis dans le moment de son lancer et compenser ainsi une grande erreur temporelle.

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8 février 2014

L'invasion des coccinelles cannibales

La coccinelle asiatique fait partie des espèces cannibales : ce comportement serait encore plus fort parmi les individus envahissant en ce moment l'Europe.

Des chercheurs du Centre de biologie pour la gestion des populations de Montpellier et leurs collègues russe, anglais et belge se sont intéressés à une mauvaise habitude répandue dans le monde animal : le cannibalisme. Observé chez des invertébrés, des mammifères mais surtout des arthropodes, ce comportement alimentaire présente ses avantages - notamment lorsque la nourriture se fait rare - et ses inconvénients, comme le risque de transmission de maladies, sans évoquer les considérations morales, toutefois peu fréquentes chez les larves. Alors que la propension à dévorer ses congénères varie d'une espèce à l'autre mais aussi au sein d'une même espèce, les biologistes se sont penchés sur les habitudes alimentaires de plusieurs populations de coccinelle asiatique (Harmonia axyridis) pour déterminer les facteurs poussant certains de ces coléoptères à se tourner vers le cannibalisme.

Originaire comme son nom l'indique d'Asie, la coccinelle asiatique a été introduite récemment en Amérique du Nord et en Europe afin de lutter de façon écologique contre les pucerons. Depuis sa première observation en milieu naturel en Belgique en 2001, elle a rapidement envahi l'ensemble du plat pays et bien au-delà : un Observatoire permanent pour le suivi de la Coccinelle asiatique en France a ainsi été créé pour suivre l'invasion de notre territoire par le coléoptère. Et si, au-delà de la lutte écologique contres les nuisibles pucerons, le cannibalisme pratiqué par la coccinelle avait joué un rôle dans cette invasion fulgurante ? C'est la question à laquelle ont souhaité répondre Ashraf Tayeh et ses collègues dans cette étude, s'inspirant des travaux de Sara Via, de l'université du Maryland (États-Unis), qui montrait en 1998 que la pratique du cannibalisme par le tribolium rouge de la farine (Tribolium castaneum) favorisait son adaptation à un nouvel environnement. Cette hypothèse paraît d'autant plus séduisante pour la coccinelle asiatique que l'on sait déjà que le cannibalisme joue un rôle important dans la régulation démographique de cette espèce : il est notamment responsable de 60 % de la mortalité des œufs, dévorés par les adultes mais aussi par les larves, avides de toute nourriture proche de leur lieu d'éclosion.

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