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Les découvertes qui ont marqué la science en 2018

Alain Labelle

De la découverte d'eau liquide sous la surface de Mars à la réalisation de la toute première greffe du visage au Canada, sans oublier les premiers singes clonés, 2018 a été foisonnante en percées et en découvertes scientifiques. Voici notre rétrospective de l'année 2018 en science.

1. De l’eau liquide toujours présente sur Mars

Photo de la planète Mars.La planète Mars. Photo : NASA

La confirmation est tombée en juillet : il se trouve encore de l’eau sous la surface de la planète voisine de la Terre. C'est la première preuve de l’existence d'une masse d'eau importante sur Mars. La découverte d'un lac gelé à sa surface à été annoncé en décembre.

L'étendu sous-terrain

Nous savions déjà que des océans recouvraient autrefois la planète rouge et que des ruisseaux de saumure coulent parfois encore à quelques endroits à sa surface pendant les mois les plus chauds.

Mais ce que l’instrument radar Marsis embarqué à bord de l'orbiteur européen Mars Express a permis de détecter est certainement l’une des plus importantes découvertes des dernières années en astronomie.

Le pôle Sud de Mars.L'eau liquide se trouve sous la glace (en blanc) au pôle Sud de Mars Photo : ESA/DLR/FU BERLIN/CC BY-SA

Il existe donc un vaste lac souterrain à 1,5 km de profondeur sous la calotte glaciaire du pôle Sud. L’étendue d’eau fait environ 20 km de large. Sa température est probablement en dessous du point de congélation de l'eau pure, mais le lac reste à l'état liquide en raison de la présence de magnésium, de calcium et de sodium.

Un lac à sa surface

De plus, en fin d'année, un immense lac d’eau gelée en permanence a été observé par la sonde européenne Mars Express dans le cratère Korolev, large de près de 82 kilomètres.

Le cratère Korolev.Le cratère Korolev Photo : ESA/DLR/FU Berlin

L’étendue d’eau se trouve dans les basses terres de l'hémisphère nord de la planète.

Au centre de ce cratère, la glace aurait une épaisseur de près de 2 kilomètres.

La présence d’eau liquide est une condition indispensable au développement de la vie. Ces deux découvertes ne manqueront donc pas d'intensifier la recherche d'autres sources d'eau sur Mars.


2. Des singes clonés pour la première fois

Photo : Académie chinoise des sciences de Shanghaï

Zhong Zhong et Hua Hu sont deux femelles macaques bien spéciales : elles sont devenues cette année les tout premiers primates clonés du monde.

L’exploit réalisé par des scientifiques chinois a été accompli à l’aide de la même technique qui avait permis de cloner un premier animal en 1996, la célèbre brebis Dolly.

Jusqu'à présent, les chercheurs n’avaient pas été capables de faire de même chez les primates, la catégorie de mammifères qui regroupe les singes et les humains.

Si cette percée rapproche la science du clonage d'un être humain, les scientifiques qui ont réussi cette percée rappellent qu'il serait « criminel » d'essayer un clonage humain pour des raisons éthiques.

Depuis la naissance de Dolly, les scientifiques ont réussi à cloner plus d'une vingtaine de mammifères, notamment des chiens, des chats, des porcs, des vaches et de petits chevaux.


3. Il n’y aurait pas deux, mais cinq types de diabète

Le pancréas intervient dans le contrôle du taux de glucose dans le sang. Agrandir l’image Photo : iStock / Dissoid

Jusqu’à aujourd’hui, la médecine avait identifié deux types de diabète causés par l'incapacité de l'organisme à baisser le taux de glucose dans le sang, processus régulé par l'insuline.

Des chercheurs européens affirment maintenant qu'il existe cinq types de diabète, une nouvelle classification qui mènera selon eux à des traitements mieux ciblés.

Ils en viennent à cette affirmation après l'analyse en profondeur du sang de près de 15 000 personnes.

Cette nouvelle catégorisation n’annonce pas de changements importants immédiats dans le traitement des 2,4 millions de Canadiens qui vivent avec le diabète, mais elle devrait avoir éventuellement des retombées importantes.


4. Des mammifères de plus en plus nocturnes

Un renard.Renard Photo : iStock

Du cerf au lion, en passant par le tigre et le sanglier, les mammifères deviennent de plus en plus nocturnes, et ce, partout sur la planète, ont constaté des biologistes américains qui ont compilé les données de 72 études consacrées aux comportements de 62 espèces réparties aux quatre coins du monde.

La raison? Les espèces sauvages évitent le plus possible les interactions avec les humains. La grosseur serait un facteur important, puisque les plus gros animaux semblent légèrement plus touchés par le phénomène.

Les scientifiques estiment que ces changements de comportement chez les mammifères pourraient non seulement compromettre leurs déplacements ou leur capacité à trouver de la nourriture, mais aussi mener à un effet d'entraînement sur d'autres espèces et dans les écosystèmes.


5. Cancer : une molécule « québécoise » porteuse d’espoir

Représentation de la molécule UM 171. Représentation de la molécule UM 171. Photo : Radio-Canada / Découverte

Les premiers essais menés sur les humains d'un traitement contre le cancer basé sur une molécule développée par des chercheurs de l'Université de Montréal ont donné des résultats encourageants, et ils pourraient bien annoncer une nouvelle ère dans le traitement des maladies du sang.

Les résultats préliminaires montrent que la procédure est non seulement réalisable, mais aussi sécuritaire. Les tests sur les humains pourront donc se poursuivre sur un plus grand nombre de personnes.

La molécule UM 171, développée par le Dr Guy Sauvageau et son équipe de l'Institut de recherche en immunologie et en cancérologie (IRIC) de l'Université de Montréal, permet de multiplier les cellules souches sanguines provenant du cordon ombilical. Sa création a été l'objet d'un article publié dans le magazine Science en 2014.

Les essais cliniques menés sur 25 personnes ont commencé en 2015 à l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont. Sous la direction de la Dre Sandra Cohen, ils ont permis de tester la technologie ECT-001 basée sur la molécule UM 171.


6. Percée vers la création d’un vaccin contre le VIH/sida

La main d'une personne avec un vaccin.Un vaccin anti-VIH, qui a le potentiel de protéger les gens contre toutes les souches du virus, donne des résultats prometteurs. Photo : iStock

Malgré les nombreux progrès réalisés dans le traitement, il n’existe toujours pas de remède contre le VIH. La mise au point d’un vaccin préventif pourrait, selon les chercheurs, mener à son éradication. Or, deux vaccins expérimentaux se sont révélés porteurs d’espoir cette année.

En juillet, un vaccin expérimental contre le VIH-1 a été bien toléré et a généré de bonnes réponses immunitaires chez 393 adultes en bonne santé provenant d’Afrique, de Thaïlande et des États-Unis. Des tests sont également en cours afin de déterminer si la réponse immunitaire produite est suffisante pour prévenir l'infection au VIH.

Puis, en novembre, un autre vaccin a été testé avec succès sur des rongeurs : il a notamment réussi, là où les autres ont échoué, à générer une puissante réponse du système immunitaire.

Si les résultats de ces deux études se confirmaient, ils représenteraient certainement la plus importante percée dans la lutte contre le VIH/sida des 30 dernières années.


7. L’Afrique, berceau de l’humanité : le concept évolue

L'Afrique vue de l'espace.L'Afrique, berceau de l'Humanité. Photo : iStock / MarcelC

L'origine des humains ne tient pas qu'à une seule population distincte en Afrique, comme on le prétendait depuis des décennies, mais bien à plusieurs groupes dispersés à travers le continent qui ont évolué différemment dès le départ autant physiquement que culturellement, ont montré les travaux de paléoanthropologues européens qui proposent une relecture complète des origines ancestrales de l’Homo sapiens.

Leurs travaux rassemblent des données combinant l'étude des os, des pierres et des gènes et des reconstructions détaillées du climat et des habitats du continent africain à travers le temps.

Ils permettent ainsi de construire une image différente de notre évolution au cours des 300 000 dernières années selon laquelle des caractéristiques distinctives des humains ont plutôt émergé à l’image d’une mosaïque à travers différentes populations d’un peu partout sur le continent africain.

Dispersée à travers l'Afrique et largement séparée par des habitats divers et des frontières environnementales, comme les forêts et les déserts, l’humanité serait née dans une grande diversité de formes, dont le mélange a finalement façonné l’apparition de notre espèce.

Ainsi, ce n'est qu'après des centaines de milliers d'années de métissage et d'échanges culturels entre ces groupes semi-isolés que l'humain moderne a vu le jour.


8. Le plus ancien animal sur Terre était ovale et plat

Un fossile de Dickinsonia.Un fossile de Dickinsonia, Photo : Université nationale d'Australie

ll était ovale et plat avec une sorte de dorsale centrale, mesurait plusieurs dizaines de centimètres de longueur et vivait au fond des océans sans bouche, ni intestins, ni anus il y a un demi-milliard d'années.

Des chercheurs de l'Université nationale d'Australie ont apporté la preuve, selon eux décisive, que Dickinsonia était bien l'un des premiers animaux à avoir vécu, en tout cas le plus ancien jamais confirmé.

Des milliers de fossiles de Dickinsonia ont été retrouvés depuis 75 ans sur la planète, mais son appartenance au règne animal faisait débat dans la communauté scientifique. Était-ce un lichen? Une amibe?

Jusqu'à présent, les paléontologues étudiaient la morphologie d'un fossile pour en déduire le type. Ilya Bobrovskiy, doctorant à l'université australienne, a plutôt analysé des vestiges de molécules récupérées sur des fossiles trouvés en Russie.

Sur ces fossiles, il a retrouvé une forme de cholestérol, des molécules de graisses fossiles exclusivement animales.

Ces molécules prouvent, selon lui, que les animaux étaient nombreux il y a 558 millions d'années, des millions d'années avant ce que l'on estimait.

Pour ces chercheurs, il s'agit ni plus ni moins du « Graal » de la paléontologie.


9. Le néandertalien, cet Homo moins bête qu’on le pensait

Reconstitution d'un homme de Néandertal, Photo : Université de York/Allan Henderson

Une première preuve directe de la capacité des Néandertaliens à produire du feu en percutant des pierres a été apportée par des archéologues européens.

Pour l’établir, ils ont analysé plusieurs outils datant de 50 000 ans provenant de plusieurs sites en France.

Les anthropologues savaient que les hommes de Néandertal utilisaient le feu relativement couramment au Paléolithique, mais les moyens par lesquels ils l’obtenaient restaient incertains et faisaient l'objet de débats. L'idée généralement admise était qu’ils ne faisaient pas leur propre feu, mais dépendaient des braises naturelles causées par la foudre. C’est donc en 2018 que l’on a appris qu’ils avaient maîtrisé l’art du feu.

C’est aussi cette année que l’on a déterminé que les aptitudes de chasse de ces hommes, qui restaient largement méconnues, étaient plutôt sophistiquées et qu’ils n’étaient pas des chasseurs du dimanche, loin de là. Des anthropologues ont montré qu’ils chassaient à courte distance il y a de cela 120 000 ans, une technique qui exigeait une grande planification, une capacité de camouflage, de même qu’une coopération étroite entre les chasseurs.


10. Une première greffe du visage toute canadienne

Images d'un homme avant et après une transplantation du visage.L'homme est devenu le greffé du visage le plus âgé du monde. Photo : Hôpital Maisonneuve-Rosemont

Une équipe de plus de 100 professionnels de la santé de l'Hôpital Maisonneuve-Rosemont a réalisé la toute première greffe totale d’un visage au Canada.

Sous la supervision du professeur de chirurgie plastique Daniel Borsuk, cette intervention chirurgicale de 30 heures a permis à Maurice Desjardins, un Gatinois de 64 ans, qui avait été défiguré à la suite d’un accident de chasse, de retrouver un visage.

Ils ont implanté l’ensemble du visage, notamment le nez, son cartilage, les os de la mâchoire, les dents et la bouche. Le tout dans un seul et même greffon.

M. Desjardins est ainsi devenu le greffé du visage le plus âgé du monde.

La toute première greffe partielle du visage a été réalisée en 2005 par des Français, et la première transplantation totale s’est déroulée en 2010, en Espagne. Des équipes américaines, européennes et chinoises ont aussi réussi l’exploit.


11. Percée potentiellement majeure contre l’alzheimer

Le cerveau humain.Le médicament a été testé sur des souris et fonctionne pour éliminer les lésions causées par la maladie d'Alzheimer. Photo : iStock

Des neurologues québécois ont découvert qu’un médicament existant élimine chez la souris les troubles de la mémoire et les lésions cérébrales associées à la maladie d'Alzheimer.

De plus, ce médicament s'est déjà montré non toxique chez l'humain dans un contexte clinique et, par conséquent, pourrait faire rapidement l'objet d'essais cliniques.

Ainsi, dans le cerveau des souris, ce médicament inverse rapidement la perte de mémoire, élimine l'inflammation et enraye l'accumulation de peptide amyloïde prototypique associée à l'alzheimer.

En outre, le VX-765 semble sans danger pour les humains à des doses relativement élevées, et ce, pendant de longues périodes.

Il reste quand même plusieurs étapes à franchir avant de passer du cerveau de la souris au nôtre, notamment un essai clinique pour confirmer qu’il est efficace contre l’alzheimer chez l'humain.


12. Les confins du système solaire redessinés

Représentation artistique de 2018 VG18.Représentation artistique de 2018 VG18. Photo : Carnegie Institution for Science/ Roberto Molar Candanosa

Dans leur quête d’une neuvième planète qui serait située aux limites de notre système solaire, les astrophysiciens ont détecté cette année deux objets célestes très éloignés.

D’abord, en octobre, l’astrophysicien américain Scott Sheppard et ses collègues de l’Institut Carnegie ont annoncé la découverte de l’objet 2015 TG387 surnommé « the Goblin » à environ 80 unités astronomiques.

Impression artistique de la planète 2015 TG387.Impression artistique de la planète 2015 TG387 Photo : Insttut Carnegie pour la science

Une unité astronomique est définie comme la distance entre la Terre et le Soleil. À ce jour, l’objet du système solaire le plus éloigné était Éris, situé à environ 96 UA.

Par comparaison, Pluton se trouve à environ 34 UA.

Ensuite, en décembre, la même équipe a détecté un autre objet encore plus loin, l’astre le plus éloigné observé à ce jour dans notre système solaire.

Cet objet nommé 2018 VG18 a reçu le surnom « Farout ». Il est le premier objet de notre système détecté à une distance plus de 100 fois supérieure à celle de la Terre par rapport au Soleil. Il se trouve à une distance d’environ 120 unités astronomiques (UA).

Si les simulations des orbites de ces astres ne prouvent pas la présence d’une autre planète massive, elles représentent cependant une preuve supplémentaire que quelque chose d'énorme se trouve dans le nuage d’Oort, l’extrême limite de notre système solaire, bien au-delà de la ceinture de Kuiper, la dernière ceinture d’astéroïde.


13. Première : des souriceaux nés de deux pères

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Un bébé souris né de deux pères biologiques. Photo : Académie chinoise des sciences/Leyun Wang

Le recours à la correction de séquence génomique a permis pour la première fois de créer des souriceaux à partir du matériel génétique de deux mâles.

Cette reproduction inhabituelle réalisée par le généticien Zhi-Kun Li et ses collègues de l’Académie des sciences de Chine s’est déroulée dans un laboratoire.

L’équipe a recueilli les cellules souches de deux mâles et les a utilisées pour produire des embryons, qui ont ensuite été implantés dans des femelles porteuses.

Ces expériences ont été réalisées afin de mieux cerner la raison pour laquelle les mammifères ne se reproduisent que sexuellement, c’est-à-dire à l’aide de deux parents du sexe opposé.

Cette percée pose de nombreuses questions éthiques, et est encore loin d'être applicable à l'humain.

Une chose est certaine, ces travaux améliorent nos connaissances génétiques et aident à mieux comprendre des processus qui pourraient un jour permettre de corriger des malformations congénitales.


14. Des paraplégiques remarchent

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Représentation artistique d'un paraplégique participant à l'étude. Photo : EPFL/youtube

L’exploit était impensable il y a quelques années. Des stimulations électriques précises à la moelle épinière couplées à une centaine de séances de réadaptation ont permis à trois personnes paraplégiques de remarcher.

Elles réussissent maintenant à contrôler les muscles de leurs jambes, même en l'absence de stimulation électrique.

Ces personnes avaient subi des blessures de la moelle épinière il y a de nombreuses années. Elles sont aujourd'hui capables de marcher à l'aide de béquilles ou d'un déambulateur.

Cette percée réalisée à l'Hôpital universitaire de Lausanne, en Suisse, met en lumière un nouveau cadre thérapeutique de réhabilitation après une blessure de la moelle épinière en combinant une stimulation électrique ciblée de la moelle épinière lombaire et une thérapie de support de poids corporel.

En septembre, Un jeune Américain totalement paralysé des jambes après un accident de motoneige a réussi à marcher avec le seul appui de ses bras et d'un déambulateur, grâce à une autre technique nécessitant également l'implantation d'une électrode.


15. Un cratère d'une fois et demie la superficie de l'île de Montréal découvert au Groenland

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Représentation artistique de l’impact de la météorite dans la couche de glace du Groenland. La météorite de fer a pénétré jusqu’à 7 km dans la croûte terrestre, créant un cratère d'une largeur initiale de 20 km, mais qui s'est effondré en quelques minutes pour atteindre les 31 km. Photo : Carl Toft

Une gigantesque météorite s'est écrasée au Groenland il y a au moins 12 000 ans, créant un cratère d'une superficie qui fait plus d'une fois et demie celle de l'île de Montréal.

Celui-ci a été récemment découvert sous la glace au moyen d'un radar.

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Le côté semi-circulaire du couvert de glace trace le contour du cratère. Photo : Musée d'histoire naturelle du Danemark

C'est le premier cratère de ce type jamais découvert au Groenland, et sous une couche de glace en général. Il figure parmi les 25 plus grands sur Terre.

L'impact de ce cratère large de 31 kilomètres sous le glacier Hiawatha pourrait avoir eu des répercussions importantes dans la région, et même à une échelle plus large, selon les chercheurs.

« Il se pourrait que les débris projetés dans l'atmosphère aient modifié le climat et fait fondre beaucoup de glace, il pourrait donc y avoir eu un apport soudain d'eau froide dans le détroit de Nares, entre le Canada et le Groenland, qui aurait modifié les courants marins de toute la région », a expliqué John Paden, coauteur de l'étude et professeur associé à l'Université du Kansas.


16. Un premier scanner corporel promet de révolutionner la médecine

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Illustration d'un patient dans l'appareil. Photo : UC Davis

Les toutes premières images du scanner 3D qui permet d'obtenir une représentation complète d'un corps ont été dévoilées par l'équipe américaine qui l'a mis au point.

L’EXPLORER créé par des scientifiques de l’Université de la Californie à Davis combine deux technologies, la tomographie par émission de positrons (PET scan en anglais) et la tomodensitométrie (CT scan).

L'appareil permet d’obtenir, à partir d’un seul examen, une image complète du corps d’un patient.

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Le nouvel appareil capture le rayonnement beaucoup plus efficacement que les autres outils actuellement à la disposition des médecins. Photo : UC Davis

Ses créateurs affirment que leur instrument permettra une petite révolution en médecine.

Le nouvel appareil capture le rayonnement beaucoup plus efficacement que les autres outils actuellement à la disposition des médecins. EXPLORER peut produire une première image en seulement une seconde.

Il est ainsi en mesure d'évaluer simultanément ce qui se passe dans tous les organes et tissus du corps. Il permettra ainsi d’améliorer les diagnostics en suivant plus précisément la propagation du cancer, l'inflammation, l'infection, les troubles immunologiques ou métaboliques et de nombreuses autres maladies.


17. La sonde InSight atteint la surface de Mars

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Le 6 décembre 2018, la sonde InSight a utilisé une caméra placée sur son bras robotique pour prendre un égoportrait d'elle-même et des environs. Photo : NASA

Après un voyage de sept mois et 485 millions de kilomètres parcourus, la sonde de la NASA a atteint avec succès la surface martienne. Son objectif sera de surveiller, pendant une année martienne (686,98 jours terrestres), l'activité sismique de la planète voisine de la Terre. Elle procédera à quelques forages à l’aide d’une perceuse de fabrication allemande qui peut descendre jusqu'à cinq mètres de profondeur dans le sol martien.

Comme la Terre et Mars se sont probablement formées de manière similaire, il y a 4,5 milliards d'années, la NASA espère lever le voile sur les raisons pour lesquelles elles sont si différentes.


18. Lumière sur un neutrino, particule fantôme insaisissable de l'Univers

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Les chercheurs ont déterminé qu'un trou noir supermassif est la source de neutrinos à haute énergie détectés sur Terre. Photo : Reuters

Une équipe internationale constituée d'un millier de chercheurs est parvenue à apercevoir un neutrino, minuscule particule invisible à l'œil nu et insaisissable, dont l'origine est située à des milliards d'années-lumière de la Terre.

L’exploit de retracer cette particule a été réalisé à partir de l’Ice Cube, un laboratoire installé en Antarctique. Les chercheurs ont également pu remonter jusqu'à sa source : un gigantesque trou noir situé dans une galaxie lointaine. Il aurait été expulsé il y a plus de 4 milliards d'années.

Il a fallu 80 tunnels d'un kilomètre de profondeur, où l'on a introduit 5000 capteurs de lumière, pour intercepter le neutrino.

C’est le 22 septembre 2017 que la bonne nouvelle est venue. Les instruments de l'Ice Cube ont capté un signal particulièrement clair et puissant : celui d'un neutrino extrêmement rapide qui percute le cœur d'un atome. Les scientifiques le décrivent comme un composant fondamental de la matière. Le neutrino est associé à plusieurs phénomènes tels que les réactions nucléaires au centre du Soleil et l'évolution des premières galaxies.


19. La plus ancienne peinture figurative découverte... en Asie

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Le bovidé nous apparaît dans les tons rouge-orangé, mais les chercheurs soupçonnent que les artistes avaient plutôt choisi le violet. Photo : Université Griffith/Pindi Setiawan

La peinture d'un bovidé qui orne une grotte de Bornéo date d’au moins 40 000 ans et devient ainsi « la plus ancienne œuvre figurative connue ».

Cette datation réalisée par l’archéologue québécois Maxime Aubert et ses collègues de l'Université Griffith en Australie confirme que l'art rupestre n'est pas une invention exclusivement européenne.

Ce trésor avait été découvert dans les années 1990, mais seules de récentes percées en matière de datation ont permis de déterminer qu'il s'agissait de la « plus ancienne œuvre figurative connue ».

Elle représente un gros animal de type bovidé, dont on distingue le corps épais et quatre pattes fines. « Probablement un banteng », un bœuf sauvage d'Asie, estime Maxime Aubert.

La bête apparaît dans les tons rouge-orangé, mais les chercheurs soupçonnent que les artistes avaient plutôt choisi le violet. Les pigments auraient viré au cours du temps.


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