L’actu en Science – 8 février

Bonne année à tous et à toutes (avec un tout petit peu de retard) !
On espère que les fêtes et le mois de janvier furent heureux de votre côté. A Sci&Fi, on redémarre notre année avec l’actualité en Science et on en a fait plus que d’habitude pour se remettre dans le bain. Cette semaine on parle de la glace superionique qui n’est pas un élément de science-fiction mais bine un état, prouvé, de l’eau. On va parler également de la lutte contre le réchauffement climatique grâce à des techniques de co-culture, de l’avancée dans la miniaturisation de lentilles optiques et du lien entre paracétamol et fertilité.

Bonne lecture.

Représentation de l’organisation des molécules d’eau en condition superionique (Crédits : article originel)

 

Glace superionique : un nouvel état de l’eau

L’eau est l’une des molécules les plus caractéristiques de notre planète, dite planète bleue après tout. On la rencontre couramment sous ses formes solide, liquide et gazeuse mais d’autres états, demandant des conditions particulière et absentes de la surface terrestre, existent également. Dans des conditions de pression dépassant les 100 GPa, soit un million de fois la pression exercée par notre atmosphère, de nouveaux états ont pu être mis en évidence. Ainsi, en laboratoire de l’eau glacée à pu être transformée en solide superionique. Dans cet état, l’eau devient un “solide cristallin souple”. Cela se traduit par une capacité de mouvement accru des ions hydrogènes au sein de mailles d’oxygènes solides. Il a été d’autant plus étonnant de constater qu’à cette pression, l’eau ne redevient liquide qu’à environ 4727°C et perd ses capacités de conductivité électrique. Il est supposée que cet état de la matière, même si naturellement absent sur Terre, pourrait être relativement commun sur des planètes de types géantes glacées où les conditions de gravité et atmosphériques (donc de pression) en permettent l’émergence.

 

Une allée de noyers couvrant des pousses de soja au Missouri (Crédits : USDA National Agroforestry Center)

Agroforesterie:  viable et durable ?

Plantons, oui, mais plus efficacement : on peut augmenter productivité primaire et réduire notre empreinte carbone. C’est le constat qui ressort d’une analyse comparative de la mise en place de systèmes d’agroforesterie.

L’agroforesterie est un terme générique qui désigne un ensemble de pratiques agricoles et pastorales où la même parcelle est aussi utilisée pour la culture d’arbres. Le sylvopastoralisme consiste, par exemple, à élever du bétail dans une forêt plus ou moins ouverte. La revue de 53 études scientifiques a démontré que la conversion de terres à ce type d’exploitation permettait d’augmenter significativement le carbone organique dans le sol. Des parcelles agricoles transformées en champs agrosylvicoles voyaient leur taux de carbone augmenter de 34% en moyenne ; de la même façon, la conversion de terres pastorales à un système sylvopastorale augmenterait le taux de carbone de 10%.

La pratique de la complantation a déjà été liée à une amélioration de la biodiversité ainsi que dans certains cas à la production primaire ainsi que la protection des parcelles contre l’érosion éolienne ou hydrauliques. L’attrait de ces techniques est d’autant renforcé par leur capacité à mitiger les émissions de carbone en le soustrayant de l’atmosphère pour le stocker dans les sols. A quand un changement massif de nos modes de productions ?

Une future lentille en deçà de la taille des ondes observées ?     (Crédit photographique : Jared Sister/Harvard SEAS)

Une nano-lentille achromatique

La miniaturisation des appareils optiques, tant des microscopes que des caméras, repoussent constamment les limites du possible. Cependant, il existe un limite théorique à la taille d’une lentille, elle ne peut être plus petite que la longueur d’onde que l’on tente d’observer. Si elle est l’onde n’interagit pas avec la lentille et cette dernière ne peut focaliser les ondes vers l’observateur (humain ou électronique). De précédents travaux dans ce domaine ont démontré la difficulté de conserver une cohérence des ondes, et donc des couleurs, observées.

Pourtant, une équipe de recherche de Harvard a réussi à concevoir une lentille plus petite que les dimensions du rayonnement qu’elles comptent focaliser. Ainsi, les chercheurs ont réussi à définir les contour d’un rayonnement à plus ou moins 2 micromètres près. Cette prouesse n’a été rendue possible que par l’utilisation de nano-ailettes, alignées de manière perpendiculaire. Dans ce système, la première ailette sert de guide à la lumière pour “l’aider” à se focaliser sur la seconde. Cette structure offre la possibilité de s’approcher de la limite théorique de réduction étant relative à la longueur d’onde.

Ceci permettra de créer des microscopes optiques capables de travailler à des échelles plus petites et avec davantage de précision et ce grâce à des lentilles plus fines. Cette technologie pourrait, à terme, être intégrée dans des appareils portatifs grand public tels les téléphones ou ordinateurs ainsi que dans des prothèses optiques ultra-légères.

 

(Crédit photographique : Site de L’Assistance Scolaire Personalisée)
Le paracétamol pris par la mère enceinte pourrait diminuer drastiquement le nombre de follicules avec lesquels est née un fille, augmentant son risques d’infertilité et de ménopause précoce.

Le paracétamol : cure à… la fertilité ?

L’acétaminophène, plus communément connu sous le nom de paracétamol, est très généralement utilisé comme anti-douleur et anti-fièvre au point que les professionnels de santé le recommande même aux femmes enceintes. Malheureusement, les études démontrant le lien entre l’ingestion de paracétamol et baisse de la fertilité humaine s’accumulent.

Des études datant d’il y a une dizaine d’années faisaient état d’un lien entre un taux plus élevé de malformation génital chez des bébés masculins et la prise de paracétamol durant la grossesse. Des résultats expérimentaux chez le rat ont confirmé que ces disruptions se faisaient en fonction de la dose de paracétamol ingéré. Il a pu être observé que la production de testostérone baissait également, ce qui, évidemment, affecte la capacité sexuelle une fois l’individu devenu adulte.

La recherche avançant, de récents résultats sont venus renforcer ce constat. Les bébés féminins sont tout aussi touchés par les effets cette molécule. Grâce à des expériences sur des rates, il a été démontré qu’avec des doses de paracétamol équivalentes à celles qu’ingéreraient des femmes enceintes ses rates filles pouvaient présenter des dysfonctionnement assez majeurs. A leur naissance, ces rates présentaient un nombre réduit de follicules, ces groupements de cellules qui donneront, plus tard, les ovules fertilisables. En plus de cela, les rates filles présentaient des désordres dans leur cycle menstruel. En tout et pour tout, c’est une perte de fertilité que subissaient ces jeunes femelles.

Même si ces résultats n’ont été obtenu que sur un modèle animal pour le moment, la recherche a démontré que des processus observés chez celui-ci ont des résonances chez nous ; cela a déjà été le cas pour le lien entre prise de paracétamol et malformations chez les garçons. Chez la femme, une situation similaire pourrait se produire dont les principaux symptômes seraient une baisse de la fertilité, des règles irrégulières et une ménopause précoce.

Le paracétamol est généralement prescrit pour les malaises ou les migraines que peuvent subir les femmes enceintes ; et jusqu’à 90% des femmes françaises en consomment durant leur grossesse. Le problème se situe réellement dans le calcul risque-bénéfice, d’une part la supportabilité de la grossesse et d’une autre la fertilité des enfants, filles ou garçons, à venir. Espérons que de futurs études démontreront que certaines périodes de la grossesse sont moins critiques que d’autres ou que l’usage de molécules alternatives permettraient d’éviter ce problème.

 

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C’était l’Archeo-ranger et le Conteur pour Sci&Fi, transmission terminée…

Références :
Première actu : Millot et al. (2018)  Experimental evidence for superionic water ice using shock compression. Nature Physics.
Deuxième actu : Soil carbon sequestration in agroforestry systems: a meta-analysis. Agroforestry Systems.
Troisième actu: Ting Chen, W. et al. (2018) A broadband achromatic metalens for focusing and imaging in the visible. Nature Nanotechnology.
Quatrième actu:
Kristensen et al. (2011) Intrauterine exposure to mild analgesics is a risk factor for development of male reproductive disorders in human and rat. Human Reproduction.
Kristensen et al. (2016) Analgesic use — prevalence, biomonitoring and endocrine and reproductive effects. Nature Reviews Endocrinology.
Arendrup et al. (2018) Is exposure during pregnancy to acetaminophen/paracetamol disrupting female reproductive development? Endocrine Connections.

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