La science infuse

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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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18 janvier 2014

Des mouches pour dépister le cancer

Le système olfactif de la drosophile, particulièrement sensible, pourrait être exploité à des fins médicales.

Afin de détecter la présence de cellules cancéreuses, une équipe italo-allemande propose de se passer des services des anatomo-pathologistes, ces médecins spécialistes de l'analyse des tissus, et de les remplacer par des... mouches ! Pour cela, les chercheurs ont comparé les réponses du système olfactif de l'insecte aux odeurs produites par des cellules saines et malades grâce à une méthode originale, l'imagerie calcique.

Le cancer naît d'un dérèglement des cellules suite à l'accumulation de mutations génétiques : les cellules cancéreuses présentent ainsi un métabolisme différent des cellules saines. Cela se traduit notamment par la synthèse de certaines protéines en quantité anormale, lesquelles fournissent autant de biomarqueurs utiles pour diagnostiquer la maladie ou mesurer son évolution face aux traitements. Certains de ces biomarqueurs peuvent être détectés dans le sang, l'urine ou encore dans l'air expiré. Une récente étude italienne proposait ainsi d'analyser le souffle de patients pour y rechercher une série de composés organiques volatils (COV) : ils sont ainsi parvenus à déterminer la signature moléculaire du cancer colorectal, permettant de dresser grâce à un simple test respiratoire un diagnostic fiable. Cette analyse des COV est habituellement effectuée par chromatographie et spectrométrie de masse. Toutefois, certains chercheurs se sont tournés vers d'autres analyseurs d'odeurs : les animaux. Les chiens, déjà utilisés pour repérer explosifs ou stupéfiants, peuvent également être dressés pour dépister les tumeurs. En 1989, dans la très sérieuse revue médicale The Lancet, deux dermatologues du King's College Hospital de Londres (Royaume-Uni) rapportèrent ainsi le cas d'une patiente, alertée par l'attention soutenue de son chien pour un grain de beauté situé sur sa jambe : cette lésion qui intriguait son fidèle compagnon était un mélanome, un cancer de la peau agressif ! Depuis, les médecins ont montré que les chiens étaient notamment capables de dépister les cancers de la vessie, de la prostate, ou encore de l'ovaire.

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1 janvier 2014

Les articles auxquels vous avez échappé en 2013

Le crocodile, un animal si sensible : l'une des découvertes de l'année 2013.

En 2013, La science infuse vous aura raconté 24 histoires de science, fruit d'une sélection difficile (et de contraintes d'agenda) car beaucoup d'autres scientifiques se sont une fois encore surpassés pour livrer des résultats étonnants. Voici un florilège des articles auxquels vous avez échappé cette année.

Des microbes aux requins : le bestiaire 2013

Sans doute le sujet que je regrette le plus d'avoir passé à la trappe : le caca de synthèse ! Celles et ceux qui me connaissent savent qu'un sujet me passionne : le microbiote intestinal, plus connu sous le nom de flore intestinale. Derrière ce vocable se cachent des milliards de bactéries qui pullulent dans notre tube digestif. Grâce à de nouveaux outils de génétique, les chercheurs ont pu commencer ces dernières années à décrire cet écosystème bactérien. Ils ont alors découvert son extrême diversité – à la fois en termes de nombre d'espèces présentes chez un même individu et de différences entre deux individus (les microbiotes se regroupent ainsi en trois entérotypes, équivalents aux groupes sanguins) – ainsi que son impact majeur sur le métabolisme de l'hôte. Cet exemple marquant de symbiose a d'ailleurs été reconnu comme l'une des dix découvertes majeures de l'année 2013 par le magazine américain Science. Si le microbiote influence l'état de santé de l'hôte, il est vite paru intéressant de modifier sa composition pour rétablir un bon équilibre avec l'hôte : c'est le principe de ce que les chercheurs appellent la transplantation fécale. Cette nouvelle thérapie consiste à échanger la flore intestinale "pathogène" d'un individu pour celle d'un donneur sain, récoltée à partir de ses selles. Problème : l'idée de se faire injecter le contenu du tube digestif d'un inconnu semble rebuter beaucoup de personnes, freinant de ce fait le développement de cette bactériothérapie d'un genre nouveau. Pour pallier cette difficulté, des chercheurs canadiens ont proposé de fabriquer un "substitut" de selle, regroupant 33 isolats bactériens récoltés initialement dans les excréments d'une donneuse saine âgée de 41 ans puis cultivés par la suite en laboratoire. Utilisé ici pour traiter une infection par la bactérie Clostridium difficile (qui cause des diarrhées nosocomiales), ce probiotique humain a été joliment baptisé par les auteurs RePOOPulate, car les bactéries d'origine fécale vont repeupler l'intestin du malade. Les essais se poursuivent, l'étude n'ayant pour l'heure inclus que deux patients : des volontaires ?

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