C’est une découverte étrange et spectaculaire que viennent de faire Anthony Boccaletti, Jean-Luc Beuzit, Christian Thalmann et leurs collaborateurs, avec le Very Large Telescope (VLT) et son instrument Sphere. Le télescope géant européen, équipé d’une optique adaptative de nouvelle génération, a été utilisé par ces astronomes pour observer l’étoile AU Microscopii. Objectif ? Photographier avec une netteté sans précédent le disque de poussières qui entoure cette étoile et tenter d’y découvrir la présence d’une exoplanète. Mais une surprise attendait les chercheurs…
AU Microscopii est une étoile naine rouge, trois fois moins massive et dix fois moins lumineuse que le Soleil. Cette très jeune étoile – 12 millions d’années – se trouve très près de nous : 32 années-lumière seulement, soit 320 mille milliards de kilomètres. Autour de l’étoile tourne un immense disque de poussières, vu exactement par la tranche, d’une masse équivalente à une dizaine de Lune. Y a t-il aussi une ou des planètes qui tournent autour de l’étoile ? Les astronomes pensent que oui, mais ils ne l’ont pas encore découverte…
Ce que l’équipe de Anthony Boccaletti a trouvé, en revanche, est tout à fait nouveau et étonnant : sur un des côtés du disque, Sphere a détecté des structures ondulées. Ne sachant trop comment interpréter ces structures, l’équipe a étudié, à l’aide de nouveaux traitements d’images, les images de AU Microscopii réalisées par le télescope spatial en 2010 et 2011, et découvert, d’abord, que Hubble les avaient aussi vues, ensuite, et surtout, que ces structures se déplacent à grande vitesse dans le disque !
Ces « vagues de poussière » semblent s’éloigner de l’étoile à environ 40 000 km/h ; jamais de telles structures n’avaient été observées dans un disque de poussières entourant une étoile… De quoi s’agit-il ?

Une hypothèse fascinante est proposée par les chercheurs… Les étoiles naines rouges connaissent de brusques flambées, au cours desquelles elles émettent une quantité phénoménale d’énergie, sous forme de lumière mais aussi de particules, les vents stellaires. Les éruptions – appelées flares par les astronomes – de AU Microscopii sont quotidiennes, mais les chercheurs supposent que des éruptions plus violentes pourraient intervenir sur des périodes plus longues, se comptant en années ou décennies. Mais dans ce cas, si les ondulations dans le disque de l’étoile étaient simplement dues à l’interaction des flares avec le disque, on devrait suivre ces structures de part et d’autre de l’étoile. Or, ces vagues de poussières ne sont visibles que d’un seul côté…
Alors… Les astronomes européens se demandent si les perturbations asymétriques du disque de AU Microscopii ne seraient pas dues à la présence d’une planète… Ce serait cette hypothétique planète qui interagirait d’abord avec les éruptions de l’étoile, avant elle-même de perturber le disque… Reste à comprendre pourquoi et comment…
AU Microscopii va être bien sûr observée de nouveau par le VLT et Sphere, ainsi que par le concurrent américain du VLT, le télescope Gemini, utilisant l’optique adaptative GPI, et par le réseau international millimétrique Alma. Avec, en ligne de mire, la découverte d’une planète soumise aux feux de son soleil rouge…

Serge Brunier

Dans les faits, le calcul de l’intervalle post-mortem, c’est-à-dire le délai entre la mort et la découverte du corps, requiert un examen détaillé, placé sous l’égide du médecin légiste. Dépêché sur la scène de crime, celui-ci va étudier divers signes cliniques cadavériques, résultant de modifications physico-chimiques et dont la chronologie lui permet de déterminer le moment de la mort à quelques heures près, du moins dans les premières 48 heures suivant le décès.

La température reste un facteur de datation déterminant dans les premières 24 heures car, dans les minutes qui suivent la mort, le processus de régulation thermique de l’organisme cesse.

Après décès, le refroidissement n’est pas linéaire

Progressivement, la température du corps s’aligne sur la température ambiante, en 8 à 12 heures pour la peau, pour atteindre l’équilibre après 24 à 36 heures. Toutefois, ce refroidissement n’est pas linéaire. La corpulence, la température du corps au moment du décès, les vêtements et même les conditions climatiques extérieures interagissent sur l’évolution de la température interne. La mesure de cette dernière, prise au niveau rectal par un thermomètre à thermocouple, est alors comparée à un graphique, le nomogramme de Henssge, qui ajuste la température relevée en fonction de ces différents facteurs.

Ce premier indice temporel est ensuite renforcé avec d’autres signes comme la déshydratation, les lividités résultant de la perméabilité des vaisseaux sanguins, la rigidité… En effet, immédiatement après l’arrêt des fonctions vitales, les stigmates d’une déshydratation apparaissent. Sur les zones lésées, le derme mis à nu se dessèche. En moins d’une heure, suivant les conditions climatiques, le processus gagne la cornée, lui conférant un aspect opaque.

Apparition de lividités

“Parallèlement, l’arrêt de la circulation sanguine s’accompagne d’une transsudation passive. En quelques heures, le sang s’accumule par gravité dans les parties les plus basses du cadavre, mais épargne celles en contact avec le sol. Les premières lividités, des taches violacées plus ou moins marquées, se dessinent sur le corps”, explique le docteur Philippe Charlier, du service de médecine légale de l’hôpital Raymond-Poincaré de Garches.

Suivant leur flexibilité, le légiste peut déterminer le délai post-mortem. Ainsi, si la mort est survenue depuis moins de 12 heures, les lividités s’effacent sous la pression des doigts. Entre 12 et 24 heures, elles ne disparaissent que partiellement. Au-delà de 24 heures, la pression n’a plus aucun effet (lividités fixées). Autrement dit, cette datation est d’une utilité limitée dans les cas où la mort remonte à plus de 24 heures.

La rigidité apparaît trois à quatre heures après le décès

Par ailleurs, privés de leur carbu­rant véhiculé par le sang et parce que leurs cellules explosent en libérant des sels minéraux, les muscles s’endurcissent (contraction spontanée). Trois à quatre heures après le décès, cette rigidité apparaît au niveau des cervicales, puis gagne les membres inférieurs, supérieurs, puis le tronc. La rigidité cadavérique est en place au bout de 10 heures. Elle persiste durant 36 heures, puis le phénomène de putréfaction – la dégradation des tissus par les enzymes, et les micro-organismes de la flore intestinale ou encore la pullulation larvaire – détruit l’assemblage des fibres musculaires, rompant alors la rigidité. Si la décomposition débute dès la mort, les premiers signes visibles se manifestent vers la 48e heure. Une tache verte apparaît sur la fosse iliaque droite, à l’endroit où se rejoignent le cæcum (la première partie du côlon) et l’appendice. Cette tache va ensuite se diffuser de manière centrifuge sur le reste du corps. Plusieurs jours après le décès, la putréfaction confère un aspect noirâtre à la tête.

Parallèlement, l’épiderme commence à se décoller, tandis que des odeurs nauséabondes s’échappent du corps. Au terme de ce processus, soit environ six mois après le décès (sauf en cas de momification partielle ou complète, de noyade, de congélation, etc.), seuls les dents, les os et les cheveux subsistent. Mais là, il n’est plus possible de déterminer l’heure de la mort…

K.J.

 

> Lire également dans le site des Grandes Archives de Science & Vie :

• La tête d’Henri IV identifiée par la médecine légale – S&V n°1121 – 2011. Henry IV est mort assassiné par Ravaillac en 1610. Inhumé dans la nécropole royale de la basilique de Saint-Denis, son sépulcre fut profané (avec ceux des autres rois) en 1793 et sa tête volée. Comment l’a-t-on retrouvée et identifiée ?

• Mort : nos cellules souches lui survivent – S&V n°1139 – 2012. Des expériences récentes montrent que les cellules souches survivent quelques jours – jusqu’à 17 – après la mort de l’individu.

• Ce que la science sait de la mort – S&V n°1067 – 2006. Qu’il s’agisse des derniers instants d’un individu, de la mort des cellules ou du « sens » de la mort pour les espèces, la science a beaucoup à en dire…

 

 

 

C’est un nouveau pas de franchi vers le développement d’une pilule contraceptive pour homme ! Des chercheurs japonais ont identifié deux médicaments qui empêchent aux spermatozoïdes de souris de féconder les ovules, et ce de manière réversible.

Chez l’homme, ces deux médicaments, la cyclosporine A et le FK506, sont déjà couramment utilisés comme traitement antirejet par les personnes porteuses d’une greffe, en vertu de leur effet immunosuppresseur, bloquant la réaction du système immunitaire vis-à-vis du greffon.

Or, les patients qui en consomment peuvent souffrir d’une baisse de la fertilité, pour des raisons qui demeuraient mal expliquées jusqu’ici. Tout ce qu’on savait était que leurs spermatozoïdes avaient des problèmes de mobilité.

Pour tenter d’en savoir plus, une équipe de biologistes et pharmacologues de l’université d’Osaka (Japon) dirigée par Masahito Ikawa a ciblé ses recherches sur l’action de ces médicaments sur les spermatozoïdes… ce qui les a menés à la conclusion qu’ils pourraient servir de contraceptifs pour homme !

Administrés durant deux semaines à des souris mâles, la cyclosporine A et le FK506 les rendaient infertiles en 5 et 4 jours respectivement. Et quand le traitement cessait, la reproduction était de nouveau possible une semaine plus tard.

Utilisés comme immunosuppresseurs, ils agissent sur une enzyme présente également dans les spermatozoïdes

A quoi tient l’action de ces médicaments ? Les deux agissent sur une enzyme appelée calcineurine, dont le rôle est bien connu dans le système immunitaire. Elle se charge d’activer des cellules de défense, les lymphocytes T, afin de les faire rentrer dans la bataille cellulaire contre les infections.

En bloquant la calcineurine, la cyclosporine A et le FK506 empêchent l’enrôlement des lymphocites T, d’où leur effet immunosuppresseur.

Mais comment agissent-ils sur les spermatozoïdes ? Ceux-ci, ont découvert les chercheurs japonais, possèdent également la calcineurine, sous la forme d’une variante appelée PPP3CC/PPP3R2.

Pour comprendre l’effet des deux médicaments sur la calcineurine des spermatozoïdes, l’équipe a généré une lignée de souris de laboratoire génétiquement modifiées (dites knockout), chez qui la calcineurine des spermatozoïdes était dysfonctionnelle (le gène produisant la moitié PPP3CC était “cassé”).

Privés de la calcineurine, ces spermatozoïdes apparaissaient pourtant normaux au microscope, bien que légèrement moins mobiles. Mais si les mâles knockout s’accouplaient normalement avec les femelles, ils ne généraient aucun souriceau !

Voilà qui permet d’expliquer l’action des deux médicaments testés : de la même manière que la modification génétique, ils inactiveraient la calcineurine des spermatozoïdes, entraînant leur infertilité.

Ils agissent sur une enzyme essentielle à la motilité des spermatozoïdes

Restait à comprendre pourquoi la calcineurine est indispensable pour le bon fonctionnement des gamètes masculins. Les biologistes japonais ont alors tenté de féconder des ovules in vitro (FIV) avec les spermatozoïdes knockout.

C’est là qu’ils ont saisi leur souci : ils étaient incapables de traverser la zone pellucide, une couche de glycoprotéines qui entoure l’ovocyte. Par contre, lorsque la zone pellucide était affaiblie chimiquement (par l’ajout d’une substance appelée glutathione), la fécondation était couronnée de succès, produisant des souriceaux sains !

Or, les spermatozoïdes ne peuvent traverser cette ultime barrière autour de l’ovocyte qu’à l’aide d’un mouvement en fouet particulièrement puissant de leur flagelle (ou leurs flagelles dans le cas des souris, qui en possèdent plusieurs), nommé hyperactivation. Un mouvement dont les spermatozoïdes dépourvus de calcineurine sont incapables !

La raison de ce handicap, l’équipe japonaise l’a identifiée grâce à l’observation du sperme assistée par ordinateur : une rigidité particulière de la “pièce intermédiaire” des spermatozoïdes, qui empêche leur hyperactivation, et donc la fécondation.

La perspective se rapproche de formuler une pilule contraceptive masculine

C’est donc une nouvelle piste pour le développement d’un contraceptif masculin qu’ouvre cette découverte. Réversibles, rapides d’action et, qui plus est, déjà connus et largement utilisés chez des patients humains, la cyclosporine A et le FK506 se présentent comme d’excellents candidats de pilule pour homme.

Avec un avantage de taille : ils n’interfèrent pas avec la spermatogénèse, ni avec la fonction testiculaire. Ils se limitent à rendre trop rigides les spermatozoïdes pour mener à bien la fécondation.

Marcheront-ils sur notre espèce comme ils marchent chez la souris ? Déjà, l’équipe japonaise, qui a publié ses travaux dans la revue Science express ce 1er octobre, affirme avoir montré que le même type de calcineurine ciblée par ces médicaments chez la souris est également présent dans les spermatozoïdes humains.

Reste donc à approfondir les aspects plus strictement pharmacologiques : à quelle dose permettent-ils de produire une inhibition de la fertilité ? Ces doses sont-elles acceptables ? Espérons que les recherches ultérieures donneront les réponses à ces questions.

—Fiorenza Gracci

 

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• Fertilité, les femmes cachent un potentiel inespéré – S&V n°1136 – C’est l’équivalent féminin de la spermatogénèse in vitro. Dans les ovaires dorment des cellules souches capables d’évoluer en ovocytes, que des chercheurs ont réussi à “réveiller”…

• Spécial sexe — S&V 1043 – 2004. L’évolution des espèces a fait apparaître deux sexes, mâle et femelle. Pourquoi ? Et est-il vrai que la reproduction pourrait un jour se passer des hommes ?

 

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Lorsque l’on contemple le ciel nocturne à l’œil nu, les étoiles semblent parfaitement individualisées. Bien sûr, leur distribution semble plus ou moins aléatoire, et elles ont tendance à se concentrer plus vers la Voie lactée, mais, au delà des formes familières qui dessinent les constellations, toutes les étoiles semblent piquer le velours du ciel individuellement. Pourtant, cette image du ciel est totalement trompeuse…
Car en réalité, la moitié environ des étoiles vivent… en couple ou même en famille ! En effet, si, à l’œil nu, les étoiles, semblent seules, c’est que leurs compagnes sont trop proches d’elles, à l’échelle astronomique, pour pouvoir les discriminer. « l’étoile » que l’on voit est en fait constituée de deux, voire trois ou quatre astres, distants de quelques milliards de kilomètres les uns des autres : pour l’œil ou les jumelles, impossible de les séparer, leurs éclats s’ajoutent dans un même point lumineux… Et si, parfois, le plan de l’orbite de ces étoiles passe par notre axe de visée, vue à l’œil nu, l’étoile change d’éclat cycliquement, à chaque passage de l’une des deux composantes devant l’autre…
Mais lorsque l’on oriente un télescope vers les étoiles, tout change… Peu à peu, en fonction de la puissance de l’instrument, les couples se dévoilent, parfois même les trios, les quatuors… Certains systèmes stellaires sont d’une grande beauté, parce que leurs composantes sont très différentes : différence d’éclat, contraste de couleurs, écart plus ou moins grand, rendent l’observation plus ou moins aisée, depuis l’extraordinairement difficile Sirius, dont la compagne est dix mille fois moins brillante que l’étoile principale, jusqu’à Albiréo du Cygne, facile à observer dans la moindre longue-vue, mais qui réserve une surprise…

Albiréo se trouve à environ 380 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Cygne. Brillante et bien visible à l’œil nu, même en pleine ville, elle révèle sa double nature dans des lunettes grossissant 20 x à 50 x seulement. Seulement, l’étoile la plus brillante du couple est elle-même double… Impossible à séparer dans un télescope, même puissant, ce couple apparaît comme une étoile de couleur jaune. A côté d’elle, une étoile plus pâle et bleue créé un contraste saisissant… Les deux astres, vus au télescope, semblent proches l’un de l’autre, mais en réalité, plus de six cents milliards de kilomètres séparent le couple d’étoiles jaunes de sa compagne bleue.
Gamma Delphini, quant à elle, se trouve à 100 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Dauphin. Ce couple est constitué d’une étoile blanche et d’une étoile jaune, visibles dans les plus petites lunettes astronomiques grossissant au moins 50 x. Les deux étoiles, séparées par une cinquantaine de milliards de kilomètres, se tournent l’une autour de l’autre en 3200 ans environ…
Epsilon Lyrae est l’une des étoiles les plus extraordinaires du ciel… D’abord, parce que c’est probablement la seule étoile double visible à l’œil nu. Perceptible, plutôt, et par des personnes douées d’une excellente vision. Située dans la constellation de la Lyre, non loin de la brillante Véga, Epsilon Lyrae est donc parfaitement visible dans la plus modeste paire de jumelles. Mais c’est dans un télescope que le spectacle de cet astre se révèle stupéfiant. Par une nuit sans turbulence atmosphérique, avec un télescope grossissant au moins 200 x, chaque composante de Epsilon Lyrae se révèle… double ! Quatre étoiles, visibles comme deux couples extrêmement serrés, sont donc visibles au télescope. Epsilon Lyrae se trouve à 160 années-lumière de la Terre. Les deux couples sont séparés par une distance énorme, mille cinq cent milliards de kilomètres, soit 0,15 années-lumière.

Mirach, c’est à dire Gamma Andromedae, est une brillante étoile bien visible à l’œil nu de la constellation d’Andromède, qui révèle sa nature double avec un petit télescope ou une petite lunette grossissant 100 x. Distante de 350 années-lumière, Almach est composée d’une géante rouge, 1500 fois plus brillante, près de 100 fois plus grande et 8 fois plus massive que le Soleil. Sa compagne est un… couple, constitué de deux étoiles bleues, mais impossible à séparer dans un petit télescope.
Observée dans un petit télescope par une belle nuit d’automne, même en pleine ville et même au clair de Lune, Almach d’Andromède offre le spectacle enchanteur de ses deux étoiles aux couleurs et à la luminosité si différentes, dansant et clignotant, complices dans la nuit, au gré des remous de l’atmosphère de la Terre.
Serge Brunier

Qui a tué les dinosaures ? Une météorite, répondrez-vous, selon la théorie scientifique qui domine depuis les années 70. D’autres prétendaient que les éruptions volcaniques étaient les vraies responsables. Publiée le 1er octobre dans Science, une nouvelle étude veut mettre un point final au débat en confirmant que les deux causes ont concouru à la célèbre extinction des grands lézards.

Tout d’abord, l’hypothèse de la météorite. En impactant la surface de la Terre il y a 65 millions d’années, un bolide tombé du ciel à une vitesse de 150 000 km/h aurait projeté dans l’atmosphère une quantité faramineuse de poussières et de débris incandescents, si énorme que les forêts auraient pris feu, et le Soleil aurait été obscurci pendant des années.

Plongés dans l’ombre et dans le froid, privés de leur ressource principale, la lumière, les végétaux auraient succombé en masse, la photosynthèse étant réduite à peau de chagrin. Dès lors, ce fut une famine de dimensions planétaires pour les dinosaures et autres animaux herbivores. Entraînant, à son tour, la disparition des carnivores affamés. Au final, 85 % des espèces terrestres ont péri dans ce cataclysme.

A la fin des années 70, pour expliquer l’extinction des dinosaures, émerge la théorie de la météorite

Voilà donc l’histoire de l’une des plus grandes extinctions de masse que la Terre ait connues, qui a mis fin à l’ère géologique du Crétacé et a marqué le début du Tertiaire. Émise en 1981 par Luis Alvarez, prix Nobel de physique 1968, avec son fils Walter, géologue à l’université de Californie à Berkeley, cette théorie a été confirmée en 1991.

Les Alvarez s’étaient aperçus, lors d’une visite en Italie en 1977, de la présence, au sein de la couche d’argile sédimentée dans la croûte terrestre à la fin du Crétacé, d’étranges quantités d’iridium — un élément pourtant rarissime sur notre planète. Ils avaient ainsi songé à la possibilité d’une origine extraterrestre de ce métal “noble”, puis avaient poussé plus loin la théorie, jusqu’à présenter leur audacieuse explication au public en 1981 : un formidable impact avec un corps céleste aurait signé l’arrêt de mort des dinosaures il y a 65 millions d’années.

Le cratère formé par la météorite a été découvert par satellite au Mexique en 1991

Cet impact, le satellite d’observation Landsat en a découvert les restes en 1991, près d’un petit village mexicain, Puerto Chicuxclub, dans la péninsule du Yucatan. Et quelle preuve ! Un cratère de 150 kilomètres de large, formé par une météorite mesurant environ 10 kilomètres, qui a dégagé une force comparable à 10 millions de bombes H !

En 2007, la météorite en question a même été identifiée par une équipe tchéco-américaine d’astrophysiciens dirigée par Bill Bottke : il s’agit d’un astéroïde. Celui-ci qui a quitté la ceinture d’astéroïdes située entre Mars et Jupiter il y a 160 millions d’années, suite à une collision survenue dans sa “famille” d’astéroïdes (groupe d’une même origine), dénommée Baptistina.

Si la preuve de l’impact meurtrier est donc irréfutable, une explication supplémentaire a été émise depuis par des géologues : celle du volcanisme. Le suspect numéro un dans ce cas ? Ce sont les trapps du Deccan, des plateaux de l’ouest de l’Inde formés de couches de lave superposées, prenant une forme appelée trapp en géologie (“échelle” en suédois).

Une immense éruption a suivi de près l’impact avec la météorite

Dans une étude parue ce 1er octobre, le géochronologue Paul Renne (université de Californie à Berkeley) ainsi que des collègues américains et indiens, datent avec une précision jamais égalée auparavant l’éruption de cette énorme quantité de lave (plus d’un million de kilomètres cubes). Pour ce faire, ils ont examiné le rapport, dans la lave du Deccan, entre deux isotopes de l’argon (deux variantes chimiques du même élément, comptant 39 et 40 particules dans son noyau, respectivement), ainsi que le rapport entre uranium et plomb.

Résultat : cette lave est sortie de terre seulement 50 000 ans plus tard que l’impact avec la météorite de Chicuxclub. C’est une intervalle très courte à l’échelle de la géologie… si courte que ces événements ont forcément eu tous deux un effet dévastateur sur l’extinction massive de la fin du Crétacé. Les débris de la météorite auraient étouffé une grande partie de la planète, puis l’éruption du Deccan, qui a pu s’étendre sur 500 000 ans, a lentement achevé d’exterminer la majorité des êtres vivants sur la face de la Terre.

Les géologues américains vont jusqu’à calculer que le choc avec la météorite aurait provoqué des ondes sismiques d’une magnitude de 11, secouant à tel point la croûte terrestre qu’elles auraient déclenché elles-mêmes l’éruption du Deccan quelques temps plus tard.

Comme ils l’écrivent en conclusion de leur article :

“Les ondes sismiques produites par l’impact ont pu déclencher le volcanisme. L’étroite coïncidence temporelle de l’impact et de l’accélération du volcanisme fait qu’il est difficile de détricoter les perturbations environnementales attribuées à chaque mécanisme. Les extinctions de la fin du Crétacé ont probablement résulté des effets superposés des deux phénomènes.”

—Fiorenza Gracci

 

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• Des volcans actifs sur Vénus !
• Les physiciens ont enfin compris comment le sol résiste à l’impact d’une météorite

 

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• Astéroïde, le tueur des dinosaures enfin démasqué – S&V n°1083 (2007) — Voici le coupable de la collision fatale à Chicxulub identifié. On sait d’où il vient, mais aussi quand il est né et combien il mesurait : 10 kilomètres !

• Dinosaures, vive polémique autour de leur extinction – S&V n°1040 (2004) — Une paléontologue américaine, Gerta Keller, affirme que la fin des dinosaures fut un crime collectif, mêlant une ou deux météorites, avec le concours des volcans !

• On a retrouvé la météorite tueuses de dinosaures – S&V n°886 (1991) — Retrouvé à Puerto Chicxulub, dans la péninsule du Yucatan (Mexique), un cratère de 170 kilomètres est la pièce à conviction que les paléontologues recherchaient.