L’impact de l’homme sur le climat et la biodiversité

La plus vieille forêt primaire d’Europe se trouve dans l’île de Tenerife, c’est la laurisylva du massif volcanique d’Anaga, jamais spoliée depuis 5 millions d’années sinon par quelques routes et sentiers de randonnée de création récente. Cette forêt n’a survécu aussi longtemps que grâce à des conditions climatiques particulières résultant des alizés presque constants, des vents de nord-est chargés d’humidité qui, en remontant le long de la ligne de relief, font subir à l’air une décompression s’accompagnant donc d’un refroidissement qui à son tour entraine une condensation de la vapeur d’eau. Cette forêt bénéficie donc tout au long de l’année d’une humidité relative importante qui la classe parmi les forêts sub-tropicales humides alors que le climat y est plutôt tempéré. Il s’agit d’un biotope particulier où l’on rencontre des arbres et arbustes apparentés au laurier, des lauracées et d’autres arbustes proches de l’ajonc ou du genêt ainsi que des fleurs géantes proches du dendelion qu’on ne trouve nulle part ailleurs. Comme dans beaucoup d’îles de par le monde soumises au même type de phénomène météorologique, dans certaines parties du Japon, en Nouvelle-Calédonie ou en Nouvelle-Zélande, la forêt d’Anaga a perduré presque intacte depuis l’émergence du massif volcanique qui fut l’un des premiers socles de l’île de Tenerife.

Aujourd’hui il est incontestable que cette forêt est la plus ancienne d’Europe, bien plus ancienne que les forêts de Pologne ou de Scandinavie qui n’existaient pas il y a 20000 ans car il n’y avait que des glaciers dans ces contrées.

Curieusement le changement climatique qui eut pour résultat une montée du niveau des océans de plus de 100 mètres il y a environ 15000 ans (Dryas récent) à la suite de la fonte des calottes glaciaires qui recouvraient une grande partie de l’Europe et de l’Amérique du Nord n’a pas été pris en considération par les auteurs d’une étude parue dans les PNAS relatant l’influence de la présence humaine sur les biotopes. Tout ce qu’a retenu cette étude émanant des Universités de Stanford, de Brisbane et d’Oxford parmi bien d’autres est la singulière et déplorable agression de l’homme sur l’environnement. Parmi les dommages irrémédiables de la « colonisation » de la planète par l’homme il est rappelé dans cette étude que les oiseaux incapables de voler comme le moa en Nouvelle-Zélande ou le mammouth laineux dans le nord de l’Europe ont été exterminés par l’homme jusqu’à leur disparition définitive, mais pas seulement. Certaines espèces de graminées ont disparu de la surface du globe après l’avènement de l’agriculture qui a profondément modifié les biotopes naturels.

En un mot l’homme est nuisible pour la planète non pas depuis le début de l’ère industrielle qu’on appelle l’anthropocène mais depuis beaucoup plus longtemps, depuis l’apparition de l’espèce Homo sapiens sapiens venu d’Afrique il y a environ 100000 ans. Il est donc facile de culpabiliser l’homme quand on énumère les disparitions successives des grands mammifères. Le bison d’Amérique, réservoir de protéines pour les amérindiens et intelligemment contrôlé par ces derniers pendant des millénaires échappa de justesse à sa disparition quand les hordes génocidaires des généraux Sherman et Sheridan décidèrent de les exterminer pour accélérer l’éradication des Indiens des grandes plaines américaines qui en tiraient l’essentiel de leur subsistance. L’article du PNAS n’en parle même pas.

L’émergence de l’agriculture a profondément modifié l’ensemble des biotopes. Un exemple cité dans cette étude est plutôt caricatural. Le nombre de chiens, le premier animal domestiqué par l’homme, est estimé aujourd’hui entre sept-cent millions et un milliard dans le monde, ce qui bien évidemment réduit d’autant la biodiversité relative puisque le chien est un carnivore. Il est certain que le petit teckel de Madame Chien-chien va systématiquement attaquer les pigeons dans les squares des grandes villes !

Le pire dommage créé par l’homme est donc l’agriculture puisque son extension a été par le passé synonyme de déforestation. Vient ensuite l’occupation des continents et des îles qui toujours selon cet article ont été défigurés par l’homme et les animaux qu’il a domestiqué, en particulier le chien. Selon ce pamphlet qui n’est même pas un article de recherche mais une compilation supposée exhaustive de la littérature (148 références d’articles choisis à dessein) concernant les dégâts créés par l’homme sur l’ensemble de la Terre. La disparition de la mégafaune est illustrée ci-dessous :

L’article est en accès libre, cela va de soi puisqu’il s’agit d’une vaste propagande dans la droite ligne du malthusianisme des écologistes politisés. Il est déplorable que les PNAS s’abaissent ainsi en dénonçant le milliard de chiens sur Terre, un chien pour 7 personnes …

Source : http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1525200113 en accès libre.

Illustration : la forêt d’Anaga à Tenerife avec le volcan Teide en arrière plan. Photo prise par votre serviteur à la fin du mois de mars 2016.

La Saga des virus géants : vers une explication de l’apparition de la vie ?

Chantal Abergel et son époux Jean-Michel Claverie (photo ci-dessus), de l’Université d’Aix-Marseille, se sont fait connaître par leur découverte d’un virus géant il y a plus de dix ans qu’ils appelèrent le Mimivirus (Mimicking Microbe virus) car il était tellement énorme en comparaison de tous les autres virus connus qu’on pouvait le confondre avec une bactérie. La chasse aux virus géants qui préoccupe ce couple de scientifiques vient de voir une nouvelle trouvaille dans du permafrost sibérien et il s’agit encore d’un virus géant parasitant des amibes comme les précédents appelé cette fois-ci Pithovirus après le Pandora virus et naturellement le Marseillevirus, tous découverts par le même laboratoire. Si l’on n’est pas un spécialiste des virus l’intérêt de cette énumération s’arrêterait là mais ce qui ressort des études de l’ADN de ces étranges virus est pour le moins déroutant.

 

D’abord la grande majorité des gènes de ces virus géants ne présentent aucune similitude avec d’autres gènes de bactéries, de plantes ou d’autres organismes vivants. Il s’agit de la première particularité. Les quelques gènes présentant des analogies avec d’autres organismes vivants placent ces virus, dans l’arbre phylogénétique, entre les archéobactéries et les eucaryotes qui comme vous et moi sont constitués de cellules aux fonctionnalités bien différenciées issues de symbioses primitives. Les mitochondries, ces usines à produire de l’énergie, et les chloroplastes des plantes proviendraient de symbioses anciennes et sont les signes distinctifs des eucaryotes qui possèdent un noyau cellulaire bien distinct.

Or ces virus géants semblent se trouver entre les bactéries primitives et les êtres vivants évolués tels que nous les connaissons. Mais ce « classement » est contraire au principe selon lequel un virus a besoin d’une cellule hôte complexe pour se multiplier car il ne dispose pas de toutes les fonctionnalités requises pour ce processus. Les virus ont donc été classés comme les derniers venus dans l’évolution du monde vivant pour cette raison. Les virus géants ouvrent en réalité la porte vers une toute autre approche dans l’explication de l’origine de la vie.

À l’origine de la vie il y aurait eu une forme très simplifiée de virus, ce qui pourrait expliquer pourquoi la majorité des gènes de ces virus géants n’a rien en commun avec tous les autres gènes des êtres vivants. Il s’agirait de formes ancestrales de vie qui émergèrent de la soupe primordiale océanique. La diversité génétique extraordinaire des virus, qui excède de très loin celle des eucaryotes, vient appuyer cette hypothèse d’une apparition très précoce de ces derniers dans l’évolution du monde vivant. En effet, si ce n’était pas le cas, en d’autres termes si les virus avaient évolué à partir de cellules plus complexes, alors ces cellules posséderaient l’ensemble des gènes viraux ou au moins des formes primitives de ces derniers.

Il s’agit là d’un problème récurrent auquel font face les biologistes se penchant sur l’évolution. Un exemple maintenant bien documenté est l’origine de l’homme : une des raisons pour lesquelles on peut affirmer que l’humanité est issue de l’Afrique est que la diversité génétique des résidents africains est beaucoup plus importante que celle de toute autre population humaine hors d’Afrique. Cette règle s’applique naturellement pour les virus. Les virus ont su s’adapter en mettant en œuvre des procédés variés de reproduction de leur matériel génétique, les uns proches des archéobactéries et les autres apparentés aux eucaryotes.

Il est donc raisonnable de penser que les virus existaient avant l’apparition de l’ancêtre commun des eucaryotes dont nous faisons partie.

Abergel et Claverie pour leur part pensent que les virus géants ont évolué à partir de formes cellulaires aujourd’hui disparues et qu’ils perdirent au cours de cette évolution leur faculté de réplication comme des formes indépendantes de vie. Bien des questions qui apparaissent et qui trouveront peut-être une réponse permettant de préciser l’apparition de la vie sur la Terre … Nous avons tous en nous quelque chose de viral dans nos gènes.

Lien : Matthieu Legendre,  4274–4279, doi: 10.1073/pnas.1320670111, doi: 10.1073/pnas.1320670111, illustrations Abergel et Claverie.

Les populations ou groupes ethniques « reliques »

 

Il est maintenant admis que l’homme moderne est apparu en Afrique et qu’il a migré « out of Africa » par vagues successives vers le continent asiatique. Il y eut diverses émigrations depuis l’Afrique avant l’homme moderne mais on parle dans ce cas d’hominidés (voir le lien) et non d’Homo sapiens sapiens ou homme moderne. Une première vague, vers 130000 ans avant notre ère, fut une migration qui suivit étrangement les côtes nord de l’Océan Indien pour finalement aboutir à l’Australie en passant par la Malaisie, puis les Molluques et la Papouasie-Nouvelle Guinée et enfin la Mélanésie. Ce n’est que bien plus tard, il y a 50000 ans avant notre ère, qu’une deuxième vague de migration « out of Africa » envahit l’Asie et l’Europe cette fois par les terres si l’on peut dire ainsi. Ces migrations dont les origines sont probablement consécutives à des modifications climatiques ont été récemment précisées en rapprochant divers éléments d’analyse qui peuvent paraître disparates au premier abord mais qui au final constituent un ensemble cohérent de données ayant permis de confirmer à défaut de preuves archéologiques directes que la route de la première vague de migration avait bien suivi les côtes de l’Océan Indien. Une équipe d’archéologues de l’Université de Tübingen en collaboration avec l’Université de Ferrare et le Muséum d’Histoire Naturelle de Paris a rassemblé une série d’indices anatomiques des hommes modernes, des évidences génétiques et enfin des similitudes des langues locales. Il s’agit d’un immense travail de rapprochement de ces éléments qui a permis d’en déduire la route de migration qui a laissé des traces et en particulier des populations dites « reliques » qui n’ont que peu évolué en cent et quelques milliers d’années.

C’est un résultat assez inattendu qui permet d’expliquer l’hypothèse des « Negritos », un terme ethnographique qui se réfère à certaines peuplades d’Asie du Sud-Est, en particulier aux Philippines, partageant des traits phénotypiques similaires comme une petite taille, un peau sombre et des cheveux crépus que l’on retrouve depuis l’Inde jusqu’à l’Australie en passant par la Mélanésie. Rien qu’aux Philippines il y a cinq ethnies reliques, au nord de l’archipel les Agta, les Aeta et les Iraya, et au sud de l’archipel les Mamanwa et les Ati. Ces groupes ethniques ne sont liés que par leur langage dérivé de l’austronésien, une langue générique appelée austrique qui se distingue par des phonèmes particuliers et est à l’origine de nombreux dialectes parlés en Asie du Sud-Est. Ce qui a tout de suite intrigué les chercheurs de l’Université de Tübingen est la ressemblance de ces langues avec le dravidien, langue également générique englobant divers dialectes locaux, plus d’une centaine, parlés dans le sud du sous-continent indien comme par exemple le Tamil, dialecte sri-lankais ou le Telugu, dialecte commun dans l’Etat d’Andhra Pradesh. Le cas des Mélanésiens est plus complexe car il faut distinguer les habitants des plateaux de Papouasie-Nouvelle Guinée et les peuplades des zones côtières qui ne partagent pas des langues de la même origine austrique. Ce sont les habitants des plateaux de cette grande île qui ont essaimé vers les îles Bismarck, les Iles Salomon, le Vanuatu et la Nouvelle-Calédonie et leurs proches cousins ont atteint l’Australie. On pourrait interpréter cette différence comme résultant de la deuxième vague de migration qui a finalement atteint la Papouasie-Nouvelle Guinée repoussant les peuplade préexistantes vers les plateaux ou les incitant à émigrer vers les archipels mélanésiens du sud emportant avec eux leur patrimoine linguistique, mais il s’agit d’une pure spéculation de ma part. Il y a des similitudes entre le dravidien, le japonais et la langue des aborigènes d’Australie car ces langages sont dits agglutinatifs et la construction générale des phrases suit l’ordre sujet-objet-verbe. Le caractère agglutinatif du japonais peut de loin se retrouver dans les caractères kanji mais certains mots complexes du japonais parlé sont de toute évidence agglutinatifs. Le terme agglutinatif signifie la création d’un mot nouveau par association de plusieurs autres mots en un seul. L’analyse de toutes ces langues locales a permis tout de même de reconstruire la route migratoire empruntée par ces hommes modernes il y a une centaine de milliers d’années. Et cette reconstruction d’après les langues diverses parlées par ces populations reliques a été appuyée par des particularités anatomiques des os du crâne dont l’os temporal et des données génétiques de ces populations.

Les Papous des hauts plateaux de l’île de Bornéo ainsi que les Mélanésiens et les Aborigènes d’Australie constituent avec les ethnies isolées des Philippines ces populations reliques qui présentent toutes des trait communs avec les Indiens parlant un dialecte dravidien apparenté aux langues austriques. Pour les paléontologues il reste à effectuer un immense travail de recherche de sites archéologiques le long de cette route pouvant confirmer la présence de ces voyageurs qui ne se déplaçaient pas si vite qu’on peut le croire, seulement quelques kilomètres ou dizaines de kilomètres chaque année, se nourrissant des fruits de la mer et devenant plus tard, pour satisfaire leur curiosité, des navigateurs capables d’effectuer de longues traversées, cent mille ans c’est long …

Les données de la génétique permettent de calculer le nombre de générations d’une durée moyenne de 28 ans séparant une population relique d’une autre en se basant sur ce qu’on appelle la dérive génétique qui prend en compte les mutations spontanées ponctuelles accumulées au cours du temps, les SNP mentionnés dans plusieurs billets de ce blog, SNP ou single nucleotide polymorphism. Plus de 4000 générations séparent les Mélanésiens actuels des Africains de l’Est, alors que les Negritos Aeta et Agta des Philippines n’en sont séparés que de 3259. Il a fallu près de 700 générations soit 20000 ans pour que ces peuplades passent des Philippines au Vanuatu si tel fut le cas. Il est plus probable que les « out of Africa » naviguèrent d’île en île depuis Bornéo. Cent mille ans ont été nécessaires pour atteindre l’Australie, le peuplement de l’Australie par les Aborigènes est donc relativement récent comme celui du Japon puisque l’analyse génétique indique qu’il a fallu 96000 ans pour que ces peuples migrants atteignent l’archipel nippon. Les données de la génétique permettent aussi de déterminer avec une précision étonnante quand l’archipel nippon a été peuplé par rapport au peuplement de la Mélanésie par les habitants des hauts plateaux de Bornéo, le plus récent peuplement humain, et on arrive à environ 17000 ans, ce que les études archéologiques des Aïnos confirme. De toutes ces études il ressort un arbre philogénétique intéressant :

Pour la compréhension de cette figure : AU, Australie, CA, Asie Centrale, EA, Afrique de l’Est d’où sont originaires les migrations, JP, Japon, ME, Mélanésie englobant les îles Salomon et le Vanuatu, NE, « Negritos » Aeta et Agta des Philippines, NG, Papous des hauts plateaux de Papouasie-Nouvelle Guinée, NI, Inde du Nord, SA, Afrique du Sud et SI, Inde du sud. La flèche rouge indique la migration provenant du Japon qui s’est mélangée avec les « Negritos » il y aurait une dizaine de milliers d’années avant notre ère.

On arrive donc à une bonne image du peuplement de l’Asie et de l’Australasie. Reste à déterminer si les Denisovan et les peuples de l’Altaï que rencontrèrent les hommes modernes lors de la deuxième vague migratoire (50000 ans avant notre ère) n’avaient pas aussi migré vers le sud et l’est. L’absence totale de restes archéologiques ne facilitera pas la tâche des chercheurs à moins d’un hasard comme la science en rencontre parfois. Il faut rappeler que les ancêtres des Néandertaliens avaient quitté l’Afrique, entre un million et un demi-million d’années auparavant, soit bien avant ces migrations relativement récentes de l’homme moderne hors de l’Afrique, cent à cent-dix mille puis cinquante mille ans avant notre ère.

Source : Universität Tübingen

Voir aussi : https://jacqueshenry.wordpress.com/2014/01/30/notre-arbre-genealogique-se-precise/

https://jacqueshenry.wordpress.com/2014/02/09/les-plus-anciennes-traces-de-pas-humains-en-dehors-de-lafrique/

Pour les curieux, un tableau tiré des PNAS :

Finalement, ce CO2 a du bon !

Par les temps qui courent, on a trop tendance à parler du gaz carbonique qui serait supposé réchauffer la planète et nous transformer tous en toasts à brève échéance sans exception, que l’on vive dans une île perdue au milieu de l’océan pacifique ou au sommet d’une montagne, on y passera tous. C’est ce que l’IPCC a finalement conclu dans son dernier rapport à l’usage des décideurs, donc des politiciens de tout poil qui de toutes les façons gobent sans mastiquer ce qu’on leur présente bien emballé, revu et corrigé par des « experts » en climat qui ne sont pas plus experts que vous et moi. Je n’ai jamais prétendu être un expert en climat et dans mon blog, je me suis limité à une revue aussi honnête que possible des faits scientifiques en en tirant les conclusions que j’ai exposé dans divers billets relatifs au climat. Mis à part les photos d’ours blancs perdus sur un glaçon au milieu de nulle part qu’on a vu dans tous les journaux de la planète ces derniers jours comme pour célébrer ce rapport de l’IPCC, un admirable montage photoshop entre parenthèses, on n’a pas trop mentionné les effets bénéfiques du CO2 sur la végétation, et pourtant les faits sont là ! Avec cette fifrelinesque augmentation de la teneur en CO2 de l’atmosphère passant de 0,038 à 0,040 % en vingt ans, vraiment de quoi faire peur, les images satellitaires ont montré indubitablement que la verdure augmentait dans de nombreuses régions du globe, en particulier dans la zone intertropicale. Les maraîchers qui travaillent en serre connaissent le truc, on enrichit l’atmosphère en CO2 et les plantes poussent beaucoup plus vite. Même chose avec un aquarium, s’il n’y a pas assez de CO2, les plantes aquatiques poussent mal et ne dégagent pas assez d’oxygène pour les poissons.

C’est à n’y rien comprendre et les « experts » en climat de l’IPCC ne se sont même pas posé la question de savoir pourquoi la planète reverdissait, aussi surprenant que cela puisse paraître. En réalité l’explication intime, si l’on peut dire, vient d’être publiée dans le dernier numéro des PNAS. Et l’histoire ne date pas d’aujourd’hui ! Pourquoi une légère augmentation de la teneur en gaz carbonique favorise la croissance des plantes, des algues, du plancton photosynthétique (phytoplancton) et des bactéries qui vivent aussi grâce au soleil, c’était encore inexpliqué il y a peu. Au Milieu des années 50, Otto Warburg qui fut nobélisé pour ses travaux sur la respiration en 1931 émit l’hypothèse que l’oxygène dégagé par les plantes au cours de la photosynthèse provenait de l’eau avec capture du CO2 par un système enzymatique dont le principal élément est la Rubisco, l’enzyme le plus abondant sur terre.

C’est cet enzyme qui fixe le CO2 sur une molécule de ribulose-1,5- bisphosphate (voir l’illustration, Wikipedia) selon un processus cyclique appelé cycle de Calvin. En terme de bilan chimique l’hypothèse se tenait puisque pour chaque molécule de carbone incorporée dans le métabolisme à partir du CO2, une molécule d’oxygène (dioxygène pour les puristes) était libérée au niveau des chloroplastes avec libération de deux atomes d’hydrogène permettant de produire le « pavé » élémentaire comprenant deux hydrogènes et un carbone pour aboutir ensuite à la construction de l’ensemble des composés dont a besoin la cellule vivante d’une plante terrestre ou d’une algue, d’une bactérie photosynthétique ou du plancton. C’était ni vrai ni faux car la présence de la Rubisco pouvait fausser l’interprétation des résultats expérimentaux. Le rôle du carbone dit « inorganique » dans la photosynthèse n’était ni prouvé ni infirmé et la controverse ne fut en réalité levée qu’à la suite de la publication de ces travaux d’une équipe ce chimistes de l’Université d’Umea en Suède. Les travaux ont consisté à déterminer d’où provient l’oxygène relâché par les chloroplastes lorsqu’ils sont éclairés et que le système de transport des électrons est activé. Le processus est complexe et il est inutile d’entrer dans les détails mais ce qu’il faut retenir de ce travail magistralement illustré c’est l’interdépendance entre l’élimination en quelque sorte de l’oxygène qui est un sous-produit de la photosynthèse et la présence de CO2.

Le CO2 n’existe pas en tant que tel dans l’eau et encore moins dans un milieu cellulaire dont l’acidité est soigneusement contrôlée afin que les processus métaboliques puissent se dérouler sans encombre. Le CO2 se présente sous forme de carbonate et si diverses études plaidaient en faveur d’une interaction des ions carbonate avec des éléments constitutifs du système de transport d’électrons du système photosynthétique en présence de lumière, rien n’avait formellement montré que le carbonate pouvait directement intervenir dans le processus autrement que par l’intermédiaire de la Rubisco. Ce qui se passe en réalité est que l’ion carbonate joue un rôle direct sur l’efficacité du système de transport des électrons dans les chloroplates en capturant un proton, ou ion hydrogène c’est la même chose, et l’équilibre chimique suivant permet une accélération de la fonction des chloroplastes. Dans les conditions expérimentales de l’étude schématisée par l’illustration tirée des PNAS ci-dessous l’augmentation du rendement de la photosynthèse est d’environ 20 %. Or ces conditions sont éloignées de la réalité physiologique puisque les mesures ont été effectuées sur des membranes de chloroplastes d’épinard et l’intégrité structurale de ces chloroplastes a été détruite, ce qui explique que dans la réalité cette différence de 20 % est probablement bien supérieure.

L’astuce utilisée dans cette étude a consisté à débarrasser la solution dans laquelle se trouve la fraction de membranes de chloroplastes de tout CO2 puis d’apporter au milieu de l’eau marquée avec l’isotope lourd de l’oxygène ( O 18) et de suivre l’évolution de l’apparition du CO2 et de l’oxygène après une série de flashs de lumière. L’analyse a été effectuée en procédant directement dans une petite cellule couplée à un spectrographe de masse par l’intermédiaire d’une membrane poreuse laissant passer les gaz, oxygène ou CO2, ou par injection rapide du mélange se trouvant dans une seringue (voir l’illustration) et ce qui apparaît est une augmentation de la production d’oxygène concomitamment à une production de CO2, les traces bleues et vertes respectivement dans cette figure.

C’est un peu compliqué mais si on ajoute un herbicide bien connu pour bloquer le fonctionnement du chloroplaste, du DCMU, l’apparition de CO2 est totalement annihilée. C’est bien une preuve que le carbonate pompe les ions hydrogènes (les protons) et active le fonctionnement du chloroplaste. C’est en fait ce qui a été observé avec des satellites qui ont constaté une augmentation significative du couvert végétal dans certaines régions du globe terrestre et ces 0,02 % d’augmentation, une valeur infime, suffisent pour stimuler la croissance des végétaux, ce qui est une preuve éloignée et indirecte d’une stimulation beaucoup plus importante de la photosynthèse que les 20 % observés en laboratoire. Puisque tous les organismes photosynthétiques fonctionnent de manière identique, en particulier le phytoplancton, on peut tout simplement voir l’avenir avec sérénité si la teneur en CO2 atmosphérique continue à augmenter. Ce ne sera pas une catastrophe comme le prédisent les oiseaux de mauvaise augure que sont les « experts » de l’IPCC mais une très bonne nouvelle pour le monde végétal et le plancton qui immobiliseront plus rapidement le gaz carbonique, ce vilain gaz supposé être à la source de tous les malheurs futurs de la Terre.

Source  http://www.pnas.org/content/early/2014/04/03/1323277111.full.pdf+html?with-ds=yes

La psilocybine et les jeux de cartes

Je me souviens d’avoir joué au tarot et au bridge à Port-Vila avec un Australien prénommé David qui avait écrit une sorte de manuel à l’usage des bridgeurs en mettant l’accent sur l’aspect statistique des donnes et des stratégies gagnantes du jeu. Quand il nous arrivait d’organiser une partie entre bons joueurs, je n’ai jamais prétendu être un bon joueur de bridge, loin de là, mais j’avais acquis une petite réputation de partenaire agréable et respectueux des règles nombreuses et variées de ce jeu complexe, cet Australien au visage quelque peu ravagé par un passé dont je n’eus jamais l’heur de connaître dans ses détails puisque la règle à Port-Vila était de ne jamais poser de questions, finit après avoir établi avec moi une certaine intimité par se confier de façon fragmentaire mais suffisante pour que je puisse me faire une idée précise de sa personnalité. Il avait louvoyé dans de nombreux pays des Indes Orientales dont une grande partie était alors possession de la Couronne d’Angleterre. Il avait fait des « affaires » sans plus de détail et alors qu’il côtoyait les diplomates et ses homologues sévissant dans des affaires variées pour le plus grand bien de l’Empire Britannique, l’un des outils permettant se s’attirer des amis et de s’en rendre intime était une partie de bridge dans l’atmosphère feutré d’un club très british, que ce soit à Port-Moresby, à Kuala-Lumpur ou à Singapour. Et c’est ainsi qu’il écrivit une traité du bridge considérablement documenté en études statistiques de donnes et de stratégies de jeu. Quelques bières bien fraîches aidant, les Australiens sont de grands buveurs de bière, il me confia un jour avoir essayé toutes sortes de drogues psychotropes dans le but d’améliorer ses capacités de calcul statistique pour évaluer les chances de réussite d’un six sans atouts contré annoncé avec un peu de fantaisie. Quand il jouait aux cartes, on pouvait déceler des mouvements presque imperceptibles de ses lèvres qui trahissaient un processus de calcul mental rapide lui permettant d’aboutir après quelques minutes d’intense réflexion à l’enchère exacte ou à jouer la carte unique qui lui permettrait de réussir le contrat annoncé.

Parmi tous les poisons qu’il expérimenta, inutile de les répertorier ici, il lui restait pour ainsi dire en mémoire le « champignon magique » qui lui permettait d’atteindre une sorte de connaissance magique des nombres et des combinaisons gagnantes possibles de n’importe quelle donne de bridge ou de tarot, je veux dire ici le jeu de cartes avec quatre couleurs et 21 atouts. Le « champignon magique » connu depuis la plus haute antiquité tant en Europe qu’aux Amériques contient un produit hallucinogène puissant appelé psilocybine, nom dérivé de celui du champignon le psilocybe.

L’illustration tirée de Wikipedia est un Psilocybe azurescens, un champignon commun de nos contrées tempérées et un ramasseur de champignons averti peut se concocter des « trips » sans avoir besoin d’aller chercher d’autres produits plus ou moins interdits par la loi. Bref, David recherchait sous l’effet de la psilocybine une plus profonde faculté de calcul de ses problématiques statistiques bridgesques quand il rédigeait son manuel de mathématiques à l’usage des joueurs de bridge. Même si ces champignons ont été reconnus comme psychotropes depuis des millénaires on ignorait jusqu’à aujourd’hui leur réel effet sur le cerveau et donc le mécanisme d’action de la psilocybine sur les différentes aires cérébrales. C’est ce qu’a entrepris d’étudier une équipe de biologistes de l’Imperial College de Londres, des Universités de Bristol et de Cardiff et de l’Université de Copenhague par résonance magnétique nucléaire fonctionnelle (fMRI) basée sur deux sortes de signaux, le spin des protons artériels (ASL) et le signal dépendant du taux d’oxygénation du sang (BOLD) qui permettent d’en déduire très précisément les flux sanguins (CBF) dans une région particulière du cerveau. Les curieux peuvent aller se documenter sur cet article de Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Blood-oxygen-level_dependent ). Le signal BOLD est extrait du bruit de fond car il s’agit d’une différence entre un état physiologique qu’on peut classer « au repos » et l’état résultant de la perfusion de 2 mg de psilocybine par voie intraveineuse. Comme l’activité neuronale n’est alimentée en énergie que par du glucose et de l’oxygène, ce signal BOLD et le signal ASL permettent de localiser précisément quelles régions du cerveau sont activées (ou désactivées) par la psilocybine. Pendant le protocole durant lequel durait l’imagerie fonctionnelle, une vingtaine de minutes, les sujets devaient fixer une croix lumineuse et avec les doigts appuyer sur un clavier simplifié pour tenter de quantifier sur une échelle allant de 1 à 10 les effets ressentis par les 2 mg de psilocybine correspondant à environ une dizaine de mg du même produit par voie orale par exemple dans une tasse de consommé de psilocybes agrémenté de sel, poivre, fines herbes et un peu de crème fraîche et deux croutons grillés. Ces effets allaient des hallucinations visuelles, au ressenti d’une imagination très vive, à la perception de l’espace, à l’effet de sons extérieurs ou encore à l’altération de la notion de temps. Chez tous les sujets étudiés, la fMRI a montré une diminution du flux sanguins dans certaines régions discrètes du cerveau. Or le même type d’étude réalisé par émission de positons avec du glucose marqué avec du fluor-18 qui en se désintégrant conduit à l’émission de positons (PET) puis de deux photons simultanément, j’en ai parlé lors d’un précédent billet sur le mécanisme de la mémorisation des rêves, et il s’agit d’une technique d’imagerie différente de la fMRI (voir le lien), ne conduit pas tout à fait aux mêmes résultats. L’imagerie par PET souffre de deux inconvénients, la durée de demi-vie du fluor-18 qui est de 110 minutes et qui ne permet donc pas de déceler les effets précoces d’une perfusion de psilocybine et le fait que les résultats sont focalisés sur la consommation localisée de glucose. Or l’imagerie par PET, contrairement à la fMRI, ne peut pas montrer le découplage entre les différentes régions du cerveau et ce que les neuro-physiologistes ont coutume d’appeler le hub cérébral, nommément le thalamus et les cortex singulés postérieur et antérieur dorsal, par où passent les interconnexions entre ces différentes régions cérébrales. Les facteurs externes ont été soigneusement éliminés de cette étude comme par exemple retenir sa respiration. Ce simple comportement le plus souvent réflexe, par exemple dans une situation de panique, élève instantanément le taux de gaz carbonique sanguin et une à deux secondes suffisent pour que le cerveau signale le déficit en oxygène conduisant à une vaso-dilatation cérébrale qui rétablit une oxygénation normale.

Ce type de situation a été éliminé au cours de cette étude. Il en ressort aussi que la psilocybine agit sur les zones du cerveau riches en récepteurs de la sérotonine mais pour conclure la psilocybine semble agir principalement en déconnectant partiellement les différentes parties du cerveau détectées par fMRI (voir l’illustration, PNAS) de leur réseau d’interconnexion habituel permettant d’atteindre un genre d’activité cognitive sans aucune contrainte, en quelque sorte le grand bonheur !

Source : http://www.pnas.org/content/109/6/2138.full.pdf+html?with-ds=yes/

https://jacqueshenry.wordpress.com/2014/02/19/mecanisme-du-souvenir-des-reves/

 

 

Nouvelles de Fukushima

Un récent article paru dans PNAS (accès libre : http://www.pnas.org/content/early/2014/02/19/1315684111.full.pdf+html?with-ds=yes) indique qu’une grande partie des zones interdites autour de la centrale nucléaire de Fukushima-Daiichi endommagée à la suite du tsunami géant du 11 mars 2011 ne présentent plus de réel danger pour la santé des population et qu’en tout état de cause, dans les zones telles qu’indiquées sur la carte (PNAS, capture d’écran) la radioactivité atteint des valeurs proches du bruit de fond généralement mesuré dans l’archipel japonais. De plus l’étude indique que les risques potentiellement accrus de cancers ne seront pas épidémiologiquement détectables. Bonne nouvelle pour les habitants qui désirent revenir dans leurs maisons. Il reste une zone (en rose sur la carte) pour laquelle il faudra encore attendre 8 ans afin que la population puisse s’y réinstaller durablement.

Source : PNAS 

Sommes-nous vraiment maîtres de nos émotions ?

La cartographie des émotions

 

N’a-t-on pas à l’esprit que la peur fait froid dans le dos, que mentir fait rougir les pommettes, que la colère rend les mains moites et que le désir sexuel chauffe tout le corps surtout là, en bas. L’explication classique à ces sensations corporelles le plus souvent épidermiques était trop subjective pour satisfaire un esprit curieux même si on sait que ce que nous ressentons est la résultante de changements complexes de notre statut neuroendocrinien et de la prévalence de circuits nerveux autonomes sur lesquels nous n’avons aucun pouvoir. Ces mécanismes de réponse aux sollicitations extérieures se trouvent profondément enfouis dans nos gènes et nous rappellent à chaque instant que nos lointains ancêtres devaient parfois grimper aux arbres pour échapper à des prédateurs, être terrifiés par un orage, éprouver des satisfactions et du plaisir quand il y avait suffisamment de nourriture après une chasse au gibier périlleuse ou encore sentir monter un désir irrésistible en contemplant la croupe d’une congénère consentante.

Des chercheurs en ingénierie biomédicale finlandais de plusieurs université de ce pays ont imaginé une approche simple pour visualiser et quantifier les émotions en demandant à des participants, 773 au total, de coloriser une silhouette de couleur bleue uniforme dans les jaunes et les rouges pour symboliser les sensations ressenties positives ou dans les bleu-clair et bleu-foncé pour les sensations ressenties négatives. En combinant après un traitement statistique les résultats obtenus par les participants à cette étude le résultat obtenu est assez surprenant mais ne nous est pas totalement inconnu.

La méthodologie consistait à stimuler les participants en leur faisant écouter des mots, en leur montrant des images, des petits films d’une dizaine de secondes et enfin des images d’expressions faciales. L’étude a été conduite avec des sujets finnois, suédois, de divers pays européens et enfin avec des Taïwanais dans le but de vérifier si les différences culturelles pouvaient éventuellement avoir une incidence sur les émotions.

La réponse émotionnelle était classé en sept catégories de base énumérées de gauche à droite en haut de l’illustration : colère, peur, dégout, bonheur (ou bien-être), tristesse, surprise et neutre, neutre signifiant que les stimuli présentés ont été choisis afin de n’entrainer aucune émotion. Les émotions dites secondaires dans cette étude étaient l’anxiété, l’amour (désir sexuel), la dépression, le contentement, la fierté, la honte (mensonge) et enfin l’envie. Pour donner un exemple de stimulus neutre : une vidéo très courte de quelqu’un assis à la table d’une cuisine avec le lave-vaisselle qui ronronne derrière lui. Un groupe d’amis allant à la plage en voiture décapotable et écoutant de la musique, le bonheur. Un enfant sur un lit d’hôpital qui peine à ouvrir les yeux quand on lui parle, la tristesse. Bref, quatorze séries de cinq mots, cinq images, cinq clips vidéo, cinq expressions faciales présentées au hasard avec un enregistrement de de la réponse de chaque participant sur la silhouette anonyme schématisant le corps humain qu’il visualisait en choisissant la couleur sur la barre de droite et en déplaçant une souris d’ordinateur sur la silhouette bleu foncée. A la fin de l’acquisition des données, on demanda à chaque participant de donner une signification à chacune des silhouettes ainsi colorisées et telles qu’elles apparaissent après le traitement informatique et statistique final (voir l’illustration) et le résultat fut surprenant car d’une manière générale, c’est-à-dire statistiquement validée, les silhouettes colorisées correspondaient effectivement bien à ce que tous les sujets ayant participé à l’étude avaient ressenti.

Cette étude assez surprenante et aussi assez anecdotique aboutit à une illustration inattendue de l’influence du système nerveux central sur l’ensemble du corps, que ce soient des effets vasodilatateurs périphériques ou des sensations internes visualisées sur la silhouette par les participants alors qu’aucune représentation des organes internes n’était présente. En un mot nous ne sommes pas maîtres de nos émotions …

Source : PNAS (26 décembre 2013)