Quelques mémoires de ma carrière de chercheur en biologie (2) : les épinards.

Lorsque le CNRS me pria poliment de me reconvertir à la biologie végétale (relire le précédent épisode) je n’y trouvais aucun inconvénient, quoi de plus normal que d’aller du coeur de porc qui fut le matériel de mes études de thèse aux épinards car il n’y a pas de grandes différences entre les êtres vivants. Nous sommes tous issus de bactéries primordiales qui ont colonisé la planète avec un fait remarquable, l’apparition des bactéries utilisant l’énergie solaire pour vivre à une époque reculée, très reculée, où il régnait un atmosphère très riche en gaz carbonique entourant la planète Terre. L’évolution que Jacques Monod appella à juste titre le hasard fit que de ces structures primitives, par nécessité (toujours pour paraphraser Monod), évoluèrent vers des organisations multicellulaires complexes qui ont finalement abouti, un milliard d’années plus tard vers l’être humain. Cet être humain se croit – quel orgueil ! – au centre du monde, une vieille réminiscence des principes fondateurs de la papauté, alors que les épinards sont des êtres vivants beaucoup plus complexe que l’homme, tant sur les plans génétique que métabolique.

L’épinard est un animal de laboratoire au même titre que la souris ou le ver nématode Caenorhabditis elegans et quand je me retrouvais dans un environnement de recherche industrielle privé, le centre de recherches de Rhône-Poulenc-Agrochimie, il me fut signifié de rechercher de nouvelles cibles herbicides. Il faut que je m’arrête un instant sur ce changement d’affectation sous la houlette du CNRS. Lorsque je pris mes nouvelles fonctions dans ce prestigieux laboratoire de recherches en agronomie mes collègues de l’Université – tous des gauchistes post-soixante-huitards attardés (et c’est toujours le cas aujourd’hui) – me traitèrent de rénégat, de vendu aux intérêts industriels privés, de vendu puisque j’allais mettre mes connaissances acquises aux frais de l’Etat au service des intérêts financiers et industriels d’une société qui bafouait les règles de bonne conduite de l’Université. Ah bon ? Je n’ai au contraire jamais travaillé dans un laboratoire aussi soucieux des normes de protections environnementales, nous étions au milieu des années 1980, et du respect de l’éthique fondamentale de toute recherche scientifique. Travailler sur des épinards était tout aussi captivant que de travailler sur le placenta humain, ce que je fis quelques années auparavant, ou plus prosaïquement sur les coeurs de porc.

Après une brève réunion entre mon nouveau patron oeuvrant au sein du CEA (Commissariat à l’énergie atomique) et le Directeur des recherches du centre, il me fut confié le défi d’élucider la biosynthèse des vitamines B1 et B6 chez la plante afin de localiser, donc, une nouvelle cible herbicide potentielle.

J’ajouterai ici une petite anecdote au sujet du glyphosate qui venait d’être découvert par Monsanto. Il se trouve que cette découverte fut le résultat d’une erreur de manipulation du technicien de la serre dans laquelle était testée cette molécule nouvelle et incroyablement simple sur le plan strictement chimique. Ce technicien avait oublié de nettoyer le carré de terre dans lequel les essais avaient été réalisés avant de partir en vacances. À son retour il constata que toutes les plantes étaient mortes et il appella le responsable des essais. Or il se trouve que cette molécule avait été également testée une année auparavant par la société dans laquelle je venais d’arriver pour sévir dans mes recherches. Le technicien de la serre avait été tout simplement plus discipliné que son homologue américain et l’effet du glyphosate fut ignoré car cet herbicide n’agit pas instantanément. J’ajouterai après avoir relaté cette anecdote qu’à cette époque il était donc vital pour la société d’identifier une nouvelle cible herbicide pour se laver de ce genre d’affront.

À force d’acharnement et de créativité dans le domaine analytique j’eus au moins la satisfaction de pouvoir publier quelques articles relatifs à cette biosynthèse des vitamines du groupe B qui était alors inconnue mais qui ne firent pas un grand bruit car il était acquis que les plantes descendaient des bactéries photosynthétiques et que cette biosynthèse ne pouvait pas être différente de celle des bactéries ce que mes travaux vérifièrent largement. Un chercheur rémunéré par l’Etat doit prouver qu’il travaille, ce que je fis donc. En fait pour trouver une cible pour un nouvel herbicide il aurait suffi de travailler sur des bactéries photosynthétiques. Et si une molécule parmi la collection de plusieurs centaines de milliers dont disposait alors ce centre de recherche montrait un effet alors il serait plus approprié de s’affranchir de travaux de recherche complexes. C’était l’époque où ce que l’on appelle le screening haute fréquence était mis en place par les grands laboratoires pharmaceutiques ou impliqués dans la recherche phytosanitaire.

Cette approche consiste à cultiver des bactéries, des levures ou des cellules végétales dans des boites comportant 96 petites alvéoles et d’y ajouter des milliers de produits différents à l’aide de robots, des produits qui sur le plan chimique diffèrent le plus souvent d’un iota puis d’examiner les résultats eux-mêmes analysés automatiquement. Lorsque ce type d’approche totalement déshumanisé et livré au hasard pur signale un « hit » – un résultat pour parler français – la molécule repérée par un code-barre est confiée à une technicienne qui suivra un protocole rigide d’identification du mécanisme d’action du produit en question.

Autant dire que pour moi il ne s’agissait plus de science mais de loterie, en quelque sorte. C’est toujours ainsi que les grands groupes, et plus que jamais car tout est robotisé, pharmaceutiques et agrochimiques travaillent aujourd’hui avec quelques améliorations tout de même. En un peu plus de 30 ans les choses ont bien changé. Par exemple la puissance de modélisation des ordinateurs fait qu’à partir d’une séquence de l’ADN du gène codant pour un enzyme on peut prédire sa structure spatiale. Il suffit alors de manipuler une levure ou une bactérie pour produire la protéine d’intérêt puis de trouver les conditions pour arriver à la cristalliser, une opération effectuée à l’aide de robots dès l’instant où il a été possible d’obtenir des quantités suffisantes de cette protéine à l’aide de microorganismes génétiquement modifiés à cet effet mais néanmoins purifiées par des « petites mains » car il faut tout de même un minimum d’intervention humaine, pour réaliser une étude cristallographique dans un centre disposant d’une synchrotron qui permet d’émettre des rayons X de grande qualité.

Les résultats sont ensuite traités à l’aide de puissants ordinateurs et alors le chimiste pourra, toujours à l’aide d’ordinateurs de modélisation, concevoir une molécule chimique susceptible d’inhiber l’activité de l’enzyme en question, et le tour est joué.

La créativité telle que je la concevais car je faisais partie de ces chimistes des protéines de la vieille école a perdu tout son sens et c’était là le point auquel je fus confronté car j’étais et je voulais rester un chercheur de « paillasse », cette table carrelée sur laquelle on travaille avec des tubes à essai et il me fallut peu de temps après ces quelques années passées de recherche sur la biosynthèse des vitamines du groupe B chez les plantes pour aller frapper à la porte du Directeur des recherches du centre et le prier de me confier un autre sujet de travail correspondant mieux à mon savoir-faire de vieux crabe des protéines. Ce sera l’objet d’un prochain épisode de ces mémoires.

Parkinson et Alzheimer : les femmes plus souvent atteintes

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Une nouvelle étude réalisée aux Pays-Bas sur 12000 personnes suivies depuis l’âge de 45 ans confirme que les femmes sont plus fréquemment atteintes au cours de leur vie par des maladies neurodégénératives en comparaison des hommes. Près de la moitié des femmes seront atteintes des maladies de Parkinson ou d’Alzheimer alors que seulement un tiers des hommes en souffriront. La santé de ces personnes a donc été suivie dès l’âge de 45 ans entre 1990 et 2016. Durant cette période 1489 d’entre elles ont été atteintes de la maladie d’Alzheimer, 263 de la maladie de Parkinson et 1285 ont souffert d’un accident vasculaire cérébral avec des séquelles incurables.

En d’autres termes à l’âge de 45 ans les femmes ont 26 % de chance de développer l’une ou l’autre de ces trois maladies alors que pour les hommes les chances ne sont que de 13,7 %. À 45 ans on n’a que peu de chances de souffrir de l’une de ces trois maladies et le corps médical se focalise plutôt sur les cancers, le surpoids et le diabète. Par conséquent, compte tenu du fait que l’hypertension artérielle, les troubles cardiaques, un taux de cholestérol élevé et le diabète de type 2 sont considérés comme des facteurs favorisant l’apparition de l’une ou l’autre des trois affections cérébrales mentionnées ci-dessus, il paraît important selon cette étude de surveiller de près ces quatre paramètres dès l’âge de 45 ans.

Comme le suggère enfin cette étude, puisqu’il n’existe encore pas de traitement pour prévenir ou atténuer significativement la progression des maladies de Parkinson et Alzheimer, la priorité absolue, dès l’âge de 45 ans, est d’avoir une alimentation équilibrée, de contrôler son poids, de s’abstenir de fumer, de rester physiquement actif, de boire des boissons alcoolisées modérément et de surveiller la tension et le taux de cholestérol pour repousser autant que faire se peut l’apparition des ces maladies. Autant dire que cette étude n’a pas apporté beaucoup d’éléments nouveaux mais seulement une confirmation qu’il vaut mieux prévenir que guérir et avoir une vie de spartiate, ce que je n’ai pas vraiment choisi sachant que d’une manière ou d’une autre on est tous condamnés à mourir …

Source : http://dx.doi.org/10.1136/jnnp-2018-318650

Nouvelles du Japon : les fromages français

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Dans le sous-sol du grand centre commercial situé au dessus de la gare ferroviaire qu’utilise mon fils chaque jour se trouve une fromagerie française filiale d’un magasin qui se trouve rue de Richelieu à Paris. On n’y trouve pas que des fromages français mais parmi ceux-ci on peut noter du Mont-d’Or ou encore de l’Epoisse dans le même genre et aussi du comté, de la fourme, du Brie et un assortiment de fromages de chêvre cotoyant du St-Félicien. Tout près de cette fromagerie prône une boulangerie française qui remporte un franc succès auprès des Japonais. On y trouve à peu près tout ce qu’un Parisien a l’habitude d’acheter dans sa boulangerie de quartier mais surtout des baguettes dont la qualité, à mon humble avis, dépasse celle de la baguette parisienne. Le maître boulanger a séjourné près d’un an en France pour apprendre à faire le pain et d’autres produits hors pâtisserie, les amateurs pouvant toujours aller s’approvisionner chez Dalloyau à l’étage au dessus. À noter que les fours utilisés dans cette boulangerie sont fabriqués en France et la farine, qui provenait de France il y a une dizaine d’années, est maintenant produite à Hokkaido à partir de blé tendre.

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Le sieur Kazuhiko Ochiai, agronome de son état, visita la France il y a une trentaine d’années et il découvrit avec ravissement les fromages de ce pays et leurs variétés que d’aucuns pourraient qualifier d’infinies tant il y a de fromages différents les uns des autres. Aujourd’hui Kazu-san, âgé de 74 ans, est installé dans des montagnes au nord de Tokyo et il gère « sa » fromagerie d’où sortent 5 types de fromages pour un chiffre d’affaire annuel de 20 millions de yens, l’équivalent de 150000 euros. Mais il y a un problème de taille. Le Japon a signé un accord commercial il y a quelques mois avec l’Union Européenne, le JEFTA (Japan-EU free trade agreement), qui prévoit la suppression progressive des droits de douane sur un grand nombre de produits dont les fromages. Pour ces derniers elle est actuellement de 29,8 %. Le JEFTA est un accord « lourd » car il concerne près du tiers du PIB mondial et plus de 600 millions d’habitants. Et c’est d’autant plus inquiétant pour des petits artisans comme Kazu-san qu’ils devront faire face à la rude concurrence des producteurs industriels français même si les Japonais consomment 10 fois moins de fromage que les Français (27 kg par an) ou les Allemands (24,7 kg) ou encore les Danois (28 kg). Sur l’île d’Hokkaido des fromagers produisent déjà un excellent camembert mais ils devront aussi faire face à la concurrence française.

Ce dimanche mon fils va recevoir quelques amis et l’un des mets de plus en plus prisé à la fin du repas est un plat de fromages qu’il constituera à grands frais.

Inspiré d’un billet de l’AFP, illustrations AFP

Le dernier message du physicien Stephen Hawking.

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Avant de mourir il y a 7 mois Hawking laissa quelques articles et essais qui, après avoir été rassemblés, seront publiés dans quelques jours. L’un d’eux concerne la biologie moléculaire moderne qui permet toutes sortes de manipulations de l’ADN. Selon Hawking avant la fin du XXIe siècle la science aura atteint un degré de précision de l’ADN tel qu’il sera possible pour une personne en bonne santé de choisir d’éditer ses propres gènes et ceux de ses enfants afin d’obtenir des super-humains avec une mémoire améliorée, une résistance aux maladies, une intelligence supérieure et une espérance de vie dépassant allègrement les 120 ans.

Certes, les régulateurs édicteront des lois précises mais cette évolution sera inévitable, allant jusqu’à une modification des instincts comme par exemple réduire les agressivités de tous types.

Pour Hawking dès l’instant où un groupe de super-humains se sera constitué – il faudra probablement deux ou trois générations – il apparaîtra de sérieux problèmes politiques en ce qui concerne les êtres humains « non améliorés » qui seront devenus incapables d’une quelconque compétition avec ces super-humains. Le processus de domination de ces super-humains ne pourra alors que s’accélérer, les « sous-hommes » étant progressivement éliminés exactement comme toute compétition au sein d’un écosystème. Hawking se référait aux techniques d’édition telles que le CRISPR, une technologie qui date de seulement six ans et qui révolutionne déjà des pans entiers de la biologie en introduisant de manière très spécifiques de nouveaux gènes dans un organisme vivant, ou en éliminant des gènes défectueux ou encore en modifiant la régulation de l’expression de certains gènes. Des nouveaux médicaments obtenus par édition de gènes à l’aide de cet outil sont déjà utilisés pour traiter certaines maladies.

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Certains scientifiques considèrent que ce genre d’évolution est séduisant, si elle est acceptée par les régulateurs de la bioéthique, mais cette prédiction d’Hawking me laisse pour ma part terrifié. Fort heureusement je serai mort depuis longtemps quand l’humanité aura réculé ainsi les limites de l’acceptable.

Inspiré d’un article paru sur le site Zerohedge

Billet d’humeur politique : l’affaire Jamal Khashoggi

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Ce ne pourrait être qu’un fait divers, un assassinat fomenté par des barbouzes et commandité par un gouvernement étranger pour se débarrasser d’un opposant. Pour la France l’assassinat de Ben Barka, crime commandité par les services du Roi du Maroc, en est un exemple et il serait décent que le gouvernement français ne se mêle pas de ce qui s’est passé le 2 octobre dernier à Istanbul. L’horreur même du crime perpétré au Consulat d’Arabie saoudite qui est remontée jusqu’au gouvernement d’Ankara a quelque peu énervé les chancelleries puis les gouvernements occidentaux, mais pas tous comme on a pu le déplorer dans les chaumières. Une balle en plein coeur c’est une chose mais la profusion de détails fournis par le gouvernement turc ne peut que glacer d’horreur. Tabassage puis section systématique des doigts des mains les uns après les autres, puis des avant-bras très minutieusement alors que le journaliste du Washington Post était encore vivant est digne non plus seulement d’un film d’horreur façon Brian de Palma ou John Carpenter mais constitue un véritable documentaire des pratiques moyenâgeuses qui font partie du quotidien du Royaume saoudien. Probablement en partie vidé de son sang l’homme a finalement été décapité avec un sabre. Le gouvernement britannique n’a pas vraiment protesté, du moins mollement. La Maison-Blanche a considéré – ironie qui n’a convaincu personne – que cet acte de barbarie était le fait d’individus irresponsables ayant agi pour leur propre compte.

On ne peut que constater que les USA et la G-B ont pris des gants avec l’Arabie saoudite et c’est proprement écoeurant mais il y a des faits qui expliquent leur attitude. Bien que l’Arabie saoudite soit un royaume totalement anti-démocratique les Américains et les Anglais sont des alliés indéfectibles de ce pays alors qu’il finance le terrorisme salafiste partout dans le monde et qu’il devrait être considéré comme un ennemi par Washington. Vous n’y pensez pas ! Ce pays est le premier producteur de pétrole du monde à quelques barils près. Pour la Grande-Bretagne et les USA, l’Arabie saoudite est leur premier client pour leurs entreprises d’armement. Il est préférable qu’ils soient faux-culs et ne dénoncent pas trop ouvertement les pratiques impardonnables de la dynastie Saoud. De plus ce pays richissime est en train de détruire systématiquement le Yémen en massacrant des enfants et des civils innocents, en bombardant des hôpitaux, des écoles, des autobus scolaires bondés d’enfants innocents, des entrepôts de nourriture, des centrales électriques, des usines de traitement d’eau, bref en précipitant dans une misère et une famine terribles plus de 13 millions de personnes. Ces deux coquins – je veux dire les USA et la Grande-Bretagne – ne disent pas un mot sur ce qui se passe au Yémen car c’est bon pour leurs ventes d’armes et leur assistance militaire sur place grassement rémunérée !

D’abord en ce qui concerne le Yémen on ne peut que constater que ces deux alliés indéfectibles, les USA et la Grande-Bretagne, n’ont pas changé d’un iota leur comportement depuis maintenant 75 ans. Durant la seconde guerre mondiale la tactique anglaise était, avec l’aide des Américains, de raser des villes allemandes entières qui n’étaient même pas des cibles stratégiques, peu importe le nombre de morts, surtout des civils. Quant aux Américains durant leur guerre contre le Japon, la tactique de l’armée américaine était de ne pas faire de prisonniers c’est-à-dire de massacrer tout le monde, les militaires et leurs familles qui vivaient dans les îles qu’ils se sont ensuite approprié comme celles de l’archipel des Mariannes mais aussi avec le bombardement systématique de Tokyo pendant plusieurs semaines qui détruisit une grande partie de la ville massacrant au passage des centaines de milliers de personnes.

Quant au pétrole si les Saoudiens trouvent qu’on les titille un peu trop ils menaceront de fermer les vannes, un moyen de chantage dont personne ne détient la solution de rechange : certainement pas l’Iran ni la Russie puisque ces deux « puissances » pétrolières sont sous le coup de sanctions décrétées unilatéralement par Washington et approuvées tout de suite par Londres : on retrouve ces deux coquins et leur innommable manière d’agir pour ensuite réécrire l’histoire afin de laver leur conscience vis-à-vis du reste du monde, ne soyons tout de même pas totalement dupes …

Enfin, les services géologiques américains, l’USGS, ne sont pas sans ignorer que depuis déjà une bonne dizaine d’années ce n’est plus l’Arabie saoudite qui est le pays détenteur des plus importantes réserves de pétrole dans le monde, c’est presque devenu caricatural. Juste deux « petits » détails significatifs qui montrent bien que les USA mentent (personne ne s’en étonne plus car mentir est devenu compulsif à Washington) au sujet des réserves de pétrole saoudiennes et de la production du pays. L’Arabie saoudite utilise la moitié du pétrole pompé de son sous-sol pour produire de l’électricité qui sert à alimenter en grande partie les usines de dessalage d’eau de mer et les équipements d’air conditionné. D’autre part ce n’est plus un secret pour personne, Aramco injecte de l’eau salée dans un nombre croissant de gisements pour non pas faciliter le pompage du pétrole mais parce que celui-ci se raréfie.

Voilà ce qu’est la réalité de l’Arabie saoudite : un pays aux moeurs moyenâgeuses mais trop riche pour être malmené en particulier par les Anglais et les Américains dont l’argument est non pas « pétrole contre nourriture » mais « armes contre pétrole ». C’est à pleurer !

Illustration : manifestation devant l’ambassade saoudienne à Washington

Néolithique : après le pain le fromage

 

Il y a quelques jours, le 23 août, j’avais laissé sur ce blog un billet relatif aux premiers pains jamais cuits par l’homme, les habitants natufiens du nord-est de la Jordanie actuelle il y a 14000 ans avant l’ère présente. Cette activité, à l’évidence, était un signe d’une sédentarisation progressive des peuplades de chasseurs-cueilleurs, le site de Shubayqa ayant probablement été occupé durant de nombreuses années. Puis la sédentarisation qui est datée aux alentours de 10000 ans avant l’ère présente a favorisé l’apparition de l’élevage bovin et les migrations vers l’Europe occidentale, ce à quoi on assiste aujourd’hui pour d’autres raisons, ont également introduit l’élevage dans cette Europe verdoyante et favorable au maintien d’un élevage qui présentait une alternative sécurisante pour l’alimentation. Ces migrants savaient faire du pain mais il avaient également appris à faire du fromage.

Ce sont des restes de poteries curieusement percées de petits trous ménagés avec des brins de paille avant leur cuisson dont on finit par trouver leur utilité car ils avaient intrigué les archéologues pendant de nombreuses années. Il s’agissait de faisselles, tout simplement ! Peut-être que nos ancêtres avaient aussi découvert que quelques plantes permettaient de coaguler le lait comme par exemple le jus des feuilles d’artichaut bien avant la découverte de la présure qui ne fut découverte qu’à la fin du XIXe siècle. Mais le lait finit par coaguler également par l’action de bactéries ou de champignons microscopiques. Il faut cependant noter que l’utilisation du jus d’artichaut ou encore de feuilles de figuier est toujours d’actualité chez les peuples montagnards du Maroc pour fabriquer du fromage. Pour information destinée aux détracteurs des organismes génétiquement modifiés, l’industrie agro-alimentaire moderne utilise largement de la chymosine produite par une souche d’Aspergillus niger surexprimant cet enzyme qui se trouve originellement dans l’estomac des veaux allaités sous la mère.

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Des fragments de ces faisselles préhistoriques ont été retrouvés en Pologne et datées de 7500 ans avant l’ère présente. Comme l’indique l’illustration ci-dessus il a donc fallu plus de 3000 ans pour que la pratique de l’élevage se répande dans le nord de l’Europe depuis le Levant à la faveur des migrations. Ces recherches archéologiques relatives à l’élevage ont été corroborées par des études génétiques des populations car qui dit élevage et donc production de lait sous-entend qu’une partie du lait était aussi directement utilisée pour l’alimentation avant toute fermentation. Quoi de meilleur que du lait bourru directement sorti du pis d’une vache ? Cela fait partie de l’un de mes souvenirs de petite enfance …

Or pour digérer le lait confortablement il faut que notre intestin grêle soit capable de sécréter l’enzyme, la lactase, qui scinde le lactose en ses deux constituants, le glucose et le galactose. Il s’agit d’un enzyme dit inductible qui n’est synthétisé qu’en présence du lactose du lait. La propriété d’induction de la synthèse de cet enzyme disparaît le plus souvent irréversiblement après le sevrage de l’enfant. Les études archéologiques ont montré que de nombreuses poteries datant du néolithique, dont ces faisselles mentionnées plus haut, contenaient des traces d’acides gras typiques du lait. Les populations qui prospérèrent en Europe du Nord le purent qu’à la faveur de l’apparition d’une mutation du promoteur, il s’agit d’un fragment d’ADN, du gène codant pour la lactase 13910 bases avant le gène de ce dernier enzyme, mutation appelée -13910*T. Il a suffi de la présence de cette mutation sur un seul allèle du gène de la lactase pour que les peuples puissent se nourrir de lait sans l’inconfort provoqué par l’absence de lactase. Cette seule mutation a également favorisé le peuplement des régions du nord de l’Europe, en particulier de la Scandinavie, car le lait contient de la vitamine D qui ne peut être synthétisée par l’organisme à partir d’ergostérol qu’en présence de suffisamment de rayons solaires.

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La carte ci-dessus est intéressante sur plusieurs points. Outre la Scandinavie et le nord de l’Europe on retrouve la plus forte fréquence de l’allèle de la lactase muté dans le nord-ouest de l’Afrique correspond à l’élevage traditionnel des chèvres, dans la péninsule arabique correspond à l’élevage des dromadaires dont le lait était et est toujours utilisé directement par les Bédouins et enfin dans la partie pakistanaise du sous-continent indien pratiquant l’élevage bovin traditionnellement. C’est dans les îles britanniques et en Scandinavie que l’on retrouve aujourd’hui la plus grande proportion de porteurs de la mutation -13910*T, des pays où la consommation de lait non fermenté et de fromages à pâte cuite contenant toujours du lactose sont les plus répandus. Dans des pays comme la Turquie cet allèle a presque disparu car les désagréments de la digestion du lait en l’absence de lactase ont été contournés avec l’usage du lait fermenté à l’aide de bactéries comme les yaourts ou le kéfir, bactéries qui réduisent pratiquement à néant la teneur en lactose dans le produit final. Que mes lecteurs se rassurent je suis encore en bonne santé bien que je boive chaque jour un litre de lait de vache entier.

Sources et illustrations : Nature et Human Heredity, doi : 10.1159/000360136

Les fouilles de Çatalhöyük en Turquie

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Un grand nombre de fragments de poteries retrouvées sur ce site de Çatalhöyük ont été étudiées très finement et ces études basées sur la signature isotopique des résidus carbonés imprégnant ces poteries a conduit à une compréhension très précise du mode de vie de ces premières communautés sédentaires vivant là il y a près de 8000 ans avant l’ère présente.

Pour comprendre l’intérêt de cette étude, il faut ici faire un petit rappel des mécanismes de fixation du CO2 par les plantes, mécanisme indépendant de la lumière, cette dernière – la photosynthèse – étant là pour produire les équivalents réducteurs (NADPH) et de l’énergie sous forme d’ATP. Il existe deux sortes de mécanismes de cette fixation du CO2 atmosphérique l’un présent dans les plantes dites C3, la très grande majorité des plantes, et l’autre présent dans les plantes dites C4. Les plantes en C3 fixent directement le CO2 avec la Rubisco sur un ribulose bis-phosphate pour produire deux molécules de 3-phosphoglycérate, d’où leur nom de C3. Or cette réaction n’est pas très efficace car l’oxygène a tendance à l’inhiber et comme l’oxygène a aussi tendance à diffuser à l’intérieur des cellules végétales pour que des dernières puissent respirer il est donc bien connu des maraîchers qu’enrichir l’atmosphère d’une serre en CO2 stimule la croissance végétale car l’activité de la Rubisco est favorisée.

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Un peu plus tard au cours de l’évolution environ 3 % des plantes ont inventé un système judicieux de fixation du CO2 dit C4 en deux étapes qui se trouvent dans deux compartiments différents des feuilles. D’abord le CO2 est transformé en ion carbonate qui est incorporé dans un métabolite intermédiaire appelé phospho-énol-pyruvate pour former de l’oxaloacétate un di-acide à 4 atomes de carbone. Cette première étape se passe dans les cellules du mésophylle de la feuille (en vert) c’est-à-dire le tissu qui se trouve entre les nervures. Ces nervures constituent en fait le système vasculaire de la feuille. La deuxième étape a lieu avec la Rubisco dans des cellules formant une gaine entourant le système vasculaire (en violet dans l’illustration) et cette gaine est relativement protégée par les cellules du mésophylle. Un système de transport transfère le résultat de cette condensation, pour faire bref, dans les cellules péri-vasculaires relativement isolées de l’oxygène, le CO2 est alors libéré et incorporé à son tour par la Rubisco. Les plantes en C4 poussent beaucoup mieux et ont besoin de moins d’eau que les plantes en C3. Au niveau isotopique les plantes en C4 – puisque la Rubisco fonctionne mieux – fixent plus de CO2 « lourd » c’est-à-dire contenant du carbone-13. Il est dès lors possible en réalisant une analyse isotopique 12C/13C des dépôts organiques retrouvés dans ces débris de poterie de savoir d’où provenaient ces acides gras ainsi que les protéines d’origine animale outre celles du lait et quelle était la plante à l’origine de l’alimentation de l’animal dont étaient issus le lait ou la viande. L’enrichissement en 13C est également retrouvé dans les protéines. Or parmi les plantes en C4 qui se trouvent encore naturellement sur le site de Çatalhöyük il existe deux plantes en C4 qui servent de fourrage pour les ruminants. Il s’agit d’une Poacée (Chloris gayana) et du millet, également une poacée, comme d’ailleurs le maïs, la canne à sucre et le sorgho, les principales plantes en C4 de grande culture avec quelques 5000 espèces de plantes herbacées et d’arbustes.

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Cette étude apporte enfin quelques éclaircissement sur l’usage des poteries. Celles-ci servaient à réaliser des aliments à base de lait mais aussi à stocker des produits carnés ainsi que des préparations réalisés à partir de céréales dont l’ancêtre du blé (Triticum aestivum) qui, comme les autres céréales dont le riz, n’est pas une plante C4. Cette utilisation diversifiée des poteries signe la sédentarisation organisée en cellules familiales comme les fouilles du site de Çatalhöyük occupé à partir de 7500 ans avant l’ère présente l’ont montré. Source : Nature communications, 10.1038/s41467-018-06335-6

Note au sujet du carbone-13. Ce rapport 12C/13C a été utilisé pour calculer la contribution de l’activité humaine dans la teneur en CO2 atmosphérique en utilisant le même type d’analyse isotopique et a conduit à l’évidence que le temps de présence de ce CO2 qui a une « signature isotopique » particulière n’est que de 5,7 ans et une contribution de quelques ppm seulement : https://jacqueshenry.wordpress.com/2017/03/19/crise-climatique-cest-le-delire-total-3/