lu pour vous numéro 78

Détails

« Lu pour vous » n°78*

Sommaire

  • Sciences fondamentales : gros plan sur l'infiniment petit
  • Santé-cryoconservation : le froid extrême prolonge la vie des organes
  • Santé-agronomie : les insectes s'invitent au menu du jour
  • Technologie-santé : la chirurgie des mains multiplie les prouesses
  • Nature-Ethologie : les oiseaux nous en mettent plein la vue
    • Rusé comme un corbeau
    • 200 jours sans se poser
    • Recordman de vitesse
    • La doyenne des oiseaux
    • Madame porte la couleur

Sciences fondamentales : gros plan sur l'infiniment petit.

Ces images spectaculaires, réalisées au microscope électronique à balayage, font partie des 18 lauréates des Wellcome Awards 2014, un concours qui récompense les meilleures vues scientifiques parmi celles récemment acquises par la banque d'images britannique Wellcome Images. Un jury composé de sept personnes —chercheurs, éditeurs, journalistes et membres d'institutions scientifiques — a sélectionné ces vues en fonction de leur impact, de leur qualité technique et de l'éclairage scientifique qu'elles apportent. Ces images offrent un regard inédit sur un monde microscopique qui ne cesse de nous surprendre.

Audrey BOEHLY

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Santé- cryoconservation : le froid extrême prolonge la vie des organes.

lpv783Une nouvelle technique, testée chez la souris, a permis de conserver un foie durant quatre jours avant qu'il ne soit greffé. Un exploit. Un foie préservé pendant près de quatre jours au lieu de vingt-quatre heures comme actuellement : c'est l'exploit rendu possible par une nouvelle technique de conservation des organes par le froid. Certes, il n'a été réalisé que sur la souris, mais les rongeurs greffés au 3e ou 4e jour ont survécu environ trois mois, du jamais vu. Une greffe d'organe est toujours une course contre la montre. Il faut trouver un équilibre entre, d'un côté, le temps nécessaire à la mise en place des équipes spécialisées autour du donneur et du receveur et, de l'autre, les contraintes absolues de viabilité d'un organe. Ce dernier, privé d'oxygène, ne bénéficie plus, en effet, des nutriments nécessaires à sa conservation dès l'instant où il est prélevé.

En pratique, tout se joue en quelques heures : environ quatre heures pour le cœur, 10 heures pour le foie et les poumons, 35 heures pour les reins. Voilà pourquoi la nouvelle technique expérimentée par l'équipe du Pr Korkut Uygun au Massachusetts General Hospital (Etats-Unis) pourrait bien permettre aux futurs transplantés comme aux équipes médicales de ne plus avoir les yeux rivés sur le chronomètre. Le principe de cette technique inédite, appelée « supercooling » ou surfusion, consiste à abaisser la température de l'organe prélevé au-dessous de son point de congélation sans qu'il ne se solidifie soit -6°C.

Le procédé se déroule en plusieurs étapes : une heure avant la congélation, des composés antigel non toxiques sont perfusés dans l'organe. Puis, le moment venu, celui-ci est réchauffé avant de bénéficier, trois heures plus tard, d'une nouvelle perfusion de ces mêmes composés. L'équipe du Pr Korkut Uygun a débuté ses essais sur des organes humains afin de vérifier la faisabilité de cette opération car le foie humain est 150 fois plus massif que celui d'un rat.

Source : SCIENCE et Avenir, n° 810 - août 2014, signé Sylvie RIOU-MILLIOT.

Santé-agronomie : les insectes s'invitent au menu du jour.

lpv784Grillons, bombyx et autres vers sont présentés comme une ressource alimentaire incontournable. Encore faut-il que l'industrie parvienne à en maîtriser l'élevage et que la preuve de leur innocuité soit apportée. Enquête.

« L'entomophagie » - comprenez le fait de se nourrir d'insectes - n'est plus une chose de société mais une question de business, comme pour la plupart des 450 congressistes venant de plus de 40 pays jusqu'à Wageningue (Pays-Bas) pour le premier salon scientifiques des insectes comestibles. Dépassées les simples allégations d'exotisme qu'évoquent d'emblée criquets ou vers grillés ! Les industriels, les scientifiques et entrepreneurs réunis à cette occasion sont convaincus que les insectes sont en passe de devenir la source de protéines du XXIe siècle. « Un secteur agroalimentaire se développe », assure Arnold VAN HUIS, directeur du département d'entomologie de l'université de Wageningue et responsable du congrès.*

Les insectes apparaissent comme une source alimentaire sous-exploitée à considérer d'urgence, avec un autre argument de choc : le faible impact écologique de leur élevage éventuel. Le département d'entomologie de Wageningue a ainsi comparé la production d'un kilo de protéines de porc, de poulet et de bœuf à celle de ces invertébrés. Résultat : si les besoins en énergie sont équivalents, les émissions de gaz à effet de serre des mammifères et oiseaux sont bien supérieures à celles des insectes. Et il faut de deux à dix fois moins de terres agricoles pour produire ces derniers.

lpv785Dans les fourneaux de l'université néerlandaise, plusieurs expérimentations sont en cours. Mais, si l'on estime à environ 30 millions le nombre d'espèces d'insectes, seules 1 900 sont jugées comestibles, selon des données basées sur leur consommation traditionnelle. Et parmi ces dernières, très peu sont aujourd'hui sélectionnées dans la perspective d'un élevage à grande échelle, personne n'en maîtrisant pour l'heure réellement la technique. La plupart des insectes consommés sont sauvages et prélevés dans la nature lors des cueillettes. Hormis le bombyx, le fameux ver à soie, aucun insecte comestible n'a jamais fait l'objet d'un élevage industriel. Seules quelques espèces concentrent donc l'attention des chercheurs, comme le ver buffalo, le ver de farine, le grillon ou encore la mouche du soldat. « Nous sélectionnons idéalement des espèces grégaires, non volantes, bien adaptées au climat et se reproduisant vite », détaille Dennis OONINEX, entomologiste à l'université Wageningue.

Leur principal critère de sélection demeurant la haute valeur nutritionnelle. En effet, la part comestible d'un grillon ou d'un ver de farine, espèces les plus étudiées, est de 80% contre seulement 55% chez un porc ou 40% chez un bœuf. Leur profil nutritionnel n'est encore que partiellement établi, les études, peu nombreuses, montrant des résultats très variables. En 2013, les chercheurs allemands Birgit RUMPOLD et Oliver SCHLIITER rassemblaient ainsi dans une vaste étude des données concernant 236 insectes comestibles montrant que ces petits invertébrés étaient riches en protéines et en graisse, ces nutriments étant de plus assimilables par l'homme.

A l'instar des autres animaux d'élevage, ils contiennent l'ensemble des acides aminés essentiels ; et leurs graisses, relativement pauvres en acides gras saturés et cholestérol, sont une bonne source d'oméga-6, dans une moindre mesure, d'oméga-3. Mais il ressort également de cette étude que cette composition nutritionnelle est très variable d'une espèce à l'autre, d'une période de leur vie à l'autre, et même au cours de l'année.

Une chercheuse mexicaine, Julieta RAMOS ELORDUY avait déjà montré à travers une étude portant sur 78 espèces d'insectes, une grande variation calorique entre elles, allant de 293 à 762 kilocalories (kcal) pour 100 g de matière sèche, avec un taux de lipides pouvant varier de 4 à 77%. De plus, des études récentes prouvent que la nourriture donnée aux insectes influence également leur profil nutritionnel. « Les insectes fonctionnent comme un petit transformateur qui, selon le substrat sur lequel on les élève, présente une composition en acides aminés ou en acides gras essentiels très variable. Tout l'enjeu de la recherche actuelle est de trouver le substrat permettant d'obtenir un profil nutritionnel optimal » résume Samir MEZDOUR, coordinateur du projet Désirable qui rassemble depuis 2013 des centres de recherche français tels qu'Agroparistech, l'Inra, le CNRS ou encore le CEA, autour de l'émergence de la filière.

lpv786Car les ambitions entomophages ne sont pas l'apanage des Pays-Bas. En France comme ailleurs dans le monde, les scientifiques travaillent essentiellement sur des farines et granulés, conscients que nous ne sommes pas tous prêts pour la potée de poux ou la soupe aux vermisseaux. Deshydratés puis moulus en fine poudre blanchâtre, les insectes et larves perdent leur aspect peu ragoûtant tout en conservant leur haute valeur nutritionnelle. Et le premier débouché concernera principalement l'élevage. « L'objectif de Désirable serait, à terme, de réaliser des bioraffineries utilisant des mouches du soldat et des vers de farine comme matière première, afin de produire des aliments à haute valeur nutritionnelle, essentiellement pour les animaux. Les parties non comestibles de l'insecte pourraient également être valorisées sous forme de biomatériaux et d'engrais », explique Samir MEZDOUR.

*La partie industrielle du projet est portée par l'entreprise Ynsect fondée en 2011 et qui souhaite créer d'ici 2016, vraisemblablement dans l'Essonne, une usine d'insectes destinée à l'élevage avicole et piscicole. Pionnière en France, la société a reçu en mars le prix du concours mondial d'innovation 2030, organisé par l'Etat. Au Canada ou en Afrique du Sud, des chaînes de production sont déjà opérationnelles. Dans ce dernier pays, à Stellenbosch, l'entreprise Agriprotein, fondée en 2009, produit des aliments pour poissons d'élevage à partir de trois espèces de mouches, dont celle du soldat. La société, qui a optimisé sa chaîne de production en mai, espère passer de quelques dizaines de tonnes de farines et granulés d'insectes produits par mois à une trentaine de tonnes par jour en 2015.

Les différents pays qui se lancent dans l'aventure, n'ont pas les mêmes pratiques, notamment dans le choix de leurs substrats. Agriprotein utilise ainsi des déjections animales pour nourrir ses mouches, une pratique que s'interdisent les projets européens (Ynsect en France et NPG aux Pays-Bas), préférant un mélange de céréales et de végétaux. « Dès l'instant ou les insectes rentrent dans la chaîne d'alimentation humaine, on ne peut pas leur donner de déchets à manger », estime Frédéric MARION, chercheur en entomologie et membre du projet Désirable. Un principe de précaution (souvenir du scandale de « la vache folle » dans les années 1990 en Europe). De plus amples recherches dans ce domaine sont donc nécessaires. Il faut donc poursuivre les études en s'intéressant également aux substances allergènes que peuvent contenir les insectes, des allergies croisées avec les crustacés étant déjà suspectées. Le CEA, impliqué dans le projet Désirable, étudie ces risques et devrait rendre ses premiers résultats en 2015.

En attendant - et faute de preuve suffisante de leur innocuité - les insectes ne sont pas autorisés à entrer dans l'alimentation humaine en Europe et ne peuvent pas non plus être intégrés aux aliments destinés à nourrir des animaux d'élevage qui seront eux-mêmes consommés par l'homme.
Le destin de l'entomophagie se joue donc à Bruxelles, les Etats membres ayant demandé à la Commission de placer les insectes sous le coup du règlement « Novel Food », Nouveaux aliments. Les professionnels du secteur espèrent une réforme d'ici 2016.

Source : SCIENCE et AVENIR, n° 810, août 2014, signé Marie-Noëlle DELABY

Technologie- Santé : la chirurgie des mains multiplie les prouesses.

lpv787Grâce aux progrès des prothèses robotisées et aux greffes, la perte d'une main ne condamne plus à un handicap définitif. Au printemps dernier, pour la première fois, un patient a pu retrouver les sens du toucher.

Saisir à nouveau des objets, les manipuler sans les casser... Les progrès dans le domaine des prothèses de mains robotisées se sont multipliés ces derniers mois. Un patient danois a même pu recouvrer le sens du toucher et faire la différence, les yeux fermés, entre une balle de tennis et une orange.

Développées dans la dernière décennie, les prothèses myoélectriques, fabriquées par trois sociétés européennes (Touch Bionic et RSL, Stepper au Royaume-Uni, Ottobock en Allemagne), sont les plus répandues.

Ces appareils comportent sur la face interne de l'emboîture des capteurs en contact direct avec la peau. « Les prothèses sont commandées par la contraction volontaire de muscles du moignon, le membre étant amputé entre la partie moyenne de l'avant-bras et le poignet », explique le Dr. COLIN DE CHEVEIGNE, chirurgien de la main à la clinique de l'Union près de Toulouse. Les capteurs détectent des signaux électriques musculaires qui sont aussitôt envoyés à des moteurs placés dans les articulations du poignet et des doigts de la main artificielle.

Ces mini-moteurs se mettent en action grâce à l'énergie fournie par une batterie située dans l'armature de la prothèse. Selon le nombre de capteurs utilisés - deux le plus souvent, parfois quatre -, il est possible d'ouvrir ou de fermer la main et de faire pivoter la prothèse en tournant la paume vers le haut ou le bas. Des gestes certes sommaires, mais qui suffisent pour un grand nombre d'actions quotidiennes.

« Avec une prothèse myoélectrique à deux capteurs, les patients peuvent réaliser 80% des gestes quotidiens », souligne le Pr. Oskar ASZMANN, chirurgien de la main au département de Chirurgie plastique et reconstructrice de l'université médicale de Vienne.

lpv788Les prothèses myoélectriques nécessitent un apprentissage de quelques jours ou quelques semaines. Pour ouvrir la main et bouger les doigts motorisés, les patients s'entraînent à contracter spécifiquement un muscle de l'avant-bras servant habituellement à étendre le poignet. Certaines prothèses vont jusqu'à renseigner sur la force du mouvement provoqué par la contraction. Ce « retour de l'information » l'aide à optimiser son geste : il peut alors serrer un verre ou un fruit sans le casser ou l'abîmer.
Encore au stade expérimental, les prothèses bioniques tentent, quant à elles, de mimer le fonctionnement physiologique de la main perdue. Le Pr. ASZMANN en explique le principe : « Une reconstruction bionique consiste à modifier l'anatomie humaine en utilisant les tissus propres du patient (muscles, nerfs), voire en modifiant le squelette (ablation, raccourcissement ou allongement d'éléments osseux) afin de ménager de l'espace à la prothèse. Le patient peut ainsi mieux contrôler celle-ci, qu'elle soit myoélectrique ou mécatronique, c'est-à-dire intégrant mécanique, électronique et informatique en temps réel. » L'une de ces prothèses bioniques, dotée d'une sensibilité tactile, a été mise au point par l'équipe du Pr. Silvestro MICERA de l'Ecole polytechnique de Lausanne (EPFL), et testée avec succès au printemps 2014 sur un Danois amputé depuis dix ans. Elle comporte des capteurs placés sous les doigts motorisés, qui envoient des signaux aussitôt convertis en courant électrique délivré grâce à de minuscules électrodes, à deux nerfs de l'avant-bras véhiculant normalement la sensibilité d'une partie de la main. Ce « retour sensoriel tactile » permet au patient de recouvrer le sens du toucher dans cette zone de la main, assez pour moduler la force de préhension de sa prothèse et identifier la rigidité et la forme de certains objets sans être aidé par un quelconque élément visuel ou auditif.

Source : SCIENCE et AVENIR, N° 811 ; septembre 2014, signé Marc GOZLAN

En France, une centaine de ces mains artificielles sont implantées chaque année.

Nature-Ethologie : les oiseaux nous en mettent plein la vue.

Les connaissances sur les mœurs des volatiles ne cessent de s'enrichir grâce aux empreintes ADN ou à la miniaturisation des capteurs. Les dernières découvertes sont stupéfiantes.

Les oiseaux sont partout, mais leurs modes de vie en font de bien malcommodes sujets de science. Pas facile de mieux comprendre leurs habitudes familiales, leurs façons de vivre, leurs rapports à l'environnement. Les ornithologues percent pourtant petit à petit les mystères de ces magnifiques animaux grâce à l'apport des nouvelles technologies. L'empreinte ADN remet de l'ordre dans l'arbre philogénétique de cette classe baptisée Aves par LINNÉ et qui comprend 10 000 espèces (dont 50% de passereaux). Miniaturisé, le GPS permet de les suivre en vol et de mieux comprendre les stratégies développées pour aller loin sans trop se fatiguer. Et les enregistreurs de fréquence cardiaque donnent une idée des performances accomplies par ces animaux aux mœurs si... sportives. Mais les chercheurs n'ont pas pour autant abandonné leurs jumelles. Et les découvertes sont tout simplement stupéfiantes. Exemples avec les études les plus récentes.

Rusé comme un corbeau.

lpv789Corbeau de Nouvelle-Calédonie. Utiliser un bout de bois ou un crochet pour aller chercher une récompense, se souvenir de caches à nourriture, les corvidés savent faire. Ils peuvent même réaliser bien mieux, révèle une équipe de l'université d'Auckland, en Nouvelle-Zélande. Les chercheurs ont ainsi proposé à six corbeaux de Nouvelle-Calédonie Corvus moneduloides un exercice consistant à récupérer un aliment placé dans un tube en verre rempli d'eau, en faisant monter le niveau du liquide grâce à des cailloux. Les oiseaux ont eu le choix entre un tube plein d'eau et un autre plein de sable, des cailloux durs et des objets flottants. Ils ont évité les pièges et largement réussi ces tests, montrant, selon les chercheurs, une compréhension des relations de cause à effet des déplacements des volumes équivalente à celle d'un enfant de 5 à 7 ans.

De nombreuses équipes scientifiques internationales évaluent l'intelligence de ces cervidés, qui n'ont pas révélé tout ce qu'ils ont dans la tête.

200 jours sans se poser.

lpv789-1Martinet. C'est grâce a un petit capteur de vitesse et de lumière pesant 1,5 gramme que l'institut ornithologique suisse a pu enregistrer l'exploit du martinet. Tachimarptis melba est capable de rester 200 jours - plus de six mois - sans jamais se poser.

 

 

 

Recordman de vitesse.

lpv789-2Faucon pèlerin. C'est le champion de vitesse toutes catégories confondues. Falco peregrinus peut dépasser 400 km/h en piqué. Une performance nécessaire quand on se nourrit essentiellement d'oiseaux. Menacé dans les années 1960 par les épandages de pesticides, l'espèce est aujourd'hui présente sur tous les continents. Le pèlerin niche parfois en ville où il se nourrit de pigeons. A Paris, un couple suivi par caméra occupe une haute cheminée de chauffage urbain.

 

 

 

 

La doyenne des oiseaux.

lpv789-3Albatros de Leysan. Wisdom est une femelle Phoebastria immutabilis qui a été baguée poussin il y a 63 ans. Cela en fait vraisemblablement la doyenne des oiseaux sauvages. Wisdom a donné naissance en 2004 à son 35ème poussin. C'est une exception. Parmi les records enregistrés par baguage chez les oiseaux marins, on note un puffin de 49 ans, un huîtrier de 43 ans, une cigogne blanche et une oie à bec court de 39 ans, un canard siffleur et un goéland de 34 ans. Le record culmine à 21 ans chez les corbeaux, grives, pies et merles ; à 19 ans chez le moineau et à 15 ans chez la mésange.

 

 

 

 

Madame porte la couleur.

lpv789-4Philarope. La migration des phalaropes à bec étroit (Phalaropus lobatus) est remarquable. Grâce à un GPS pesant 0,6 g supportable pour le limicoles de 20 cm de long vivant l'été sur les plages d'Ecosse, l'institut ornithologique suisse a pu déterminer en 2013 que l'oiseau ne migrait pas en Arabie Saoudite l'hiver comme on le pensait, mais en Equateur et au Pérou. Soit plus de 10 000 km de voyage aller. Autre originalité de l'espèce : les phalaropes inversent le rôle des sexes lors de la nidification. C'est la femelle qui défend le territoire tandis que le mâle construit le nid, couve et s'occupe du poussin. En toute logique, au contraire de la plupart des oiseaux, le plumage de la femelle est plus coloré que celui du mâle.

Source : SCIENCE et AVENIR, n° 810, août 2014, signé Loïc CHAUVEAU.

*Les articles qui figurent dans cette rubrique sont transmis à titre d'information scientifique et / ou Technique. Ils ne sont en aucun cas l'expression d'une prise de position de l'UDISS ou d'un jugement de valeur

 

   
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