Un virus, une maladie, une pandémie
Début janvier, l’humanité apprend qu’en Chine se propage un nouveau coronavirus, le SRAS-CoV-2, qui cause une nouvelle maladie, la COVID-19.
De la ville de Wuhan, où les premiers cas ont été recensés, l’épidémie prend rapidement la forme d’une pandémie et se répand en quelques semaines aux quatre coins du monde, mettant à mal les systèmes de santé nationaux et ravageant l’économie mondiale.
Pas moins de 70 millions de personnes ont été infectées depuis, et 1,6 million d’entre elles ont perdu la vie.
De l’identification des caractéristiques du virus à ses modes de propagation en passant par la mise au point de médicaments pour traiter la maladie respiratoire aiguë qu’il provoque et de vaccins pour la prévenir, la recherche scientifique allait connaître une année en accéléré. En l’espace de quelques mois, l’humanité allait réussir à mieux comprendre le virus et la maladie qu’il cause, et à créer des dizaines de vaccins candidats pour la prévenir. Du jamais-vu.
Et si cette crise sanitaire globale a mis comme jamais de l’avant le savoir scientifique, elle a aussi provoqué une explosion de la désinformation et des théories complotistes sur les médias sociaux d’une ampleur, elle aussi, jamais vue.
Mi-machine, mi-organisme vivant
Des scientifiques américains ont annoncé la création d’un véritable robot vivant
. Appelé xenobox, allusion à la grenouille Xenopus laevis dont sont issues les cellules souches embryonnaires qui le composent, ce microrobot présente un diamètre de 650 à 750 microns, soit un peu plus petit qu'une tête d'épingle.
Dans un premier temps, un programme informatique associé à l'intelligence artificielle a permis de modéliser l'organisme. Ensuite, les chercheurs l’ont façonné en se servant de pinces microscopiques et d'électrodes afin d'obtenir la forme voulue.
L'organisme quadrupède qu’ils ont créé, et qui pourra être injecté, peut se déplacer en transportant une charge utile, ce qui pourrait un jour lui permettre de livrer un médicament à un endroit précis du corps. Il pourrait par exemple se déplacer dans les artères afin d’en retirer les accumulations de plaques.
En outre, ces robots pourraient permettre de décontaminer des zones radioactives et de collecter le microplastique dans les océans.
Des traces
de vie dans les nuages de Vénus
La deuxième planète du système solaire n’est certainement pas celle où les astronomes espèrent trouver les premières preuves de la présence de vie extraterrestre. Après tout, la température y avoisine les 500 degrés Celsius à la surface et de l’acide sulfurique y tombe sous forme de pluie.
Or, une découverte réalisée par des Britanniques pourrait bien devenir la surprise astronomique des dernières années. Des données recueillies par deux des télescopes radio les plus puissants de la planète ont permis de détecter des traces de phosphine à 50 km de la surface, dans une zone tempérée de son atmosphère.
Sur notre planète, ce gaz est lié à la présence d’une vie microbiologique. La phosphine est en effet sécrétée par les bactéries, c’est en quelque sorte un pet
de microbe. Si cette observation indirecte se confirme par la suite, cela voudrait dire que des bactéries survivent dans l’atmosphère de Vénus depuis des centaines de millions d’années et qu’elles sont présentes en ce moment même.
La détection de la phosphine dans l’atmosphère de Vénus est toutefois remise en question par d’autres scientifiques, qui estiment que les données recueillies sont faussées et soulèvent des erreurs d’interprétation. Le débat risque donc de marquer l’actualité astronomique en 2021.
Le crâne d’un cousin d’Homo sapiens découvert en Afrique du Sud
Ce n’est pas tous les jours que des anthropologues mettent au jour des ossements fossiles qui permettent de mieux cerner l’arbre généalogique du genre Homo auquel nous appartenons.
Un crâne complet découvert en 2018 dans un site préhistorique situé au nord de Johannesburg a révélé ses secrets en 2020. Il appartient à un Paranthropus robustus, une espèce cousine d'Homo erectus que l’on pense être l’ancêtre direct d'Homo sapiens, l’humain moderne.
Il s’agit du plus ancien spécimen connu et le mieux préservé jamais trouvé de l’espèce.
Le Paranthropus robustus, qui vivait il y a 1,2 à 2 millions d’années dans ce qui est aujourd’hui le sud du continent africain, et l’Homo erectus sont deux espèces qui ont vécu à peu près à la même époque, mais la première s’est éteinte plus tôt que la seconde.
Homo erectus, avec son cerveau relativement gros et ses petites dents, et Paranthropus robustus, avec ses dents relativement grosses et son petit cerveau, représentent des expériences évolutionnaires très différentes.
Les anthropologues pensent que Paranthropus robustus se nourrissait principalement de tubercules et d'écorces. Il aurait, selon eux, probablement évolué pour générer des forces plus élevées dans la mâchoire pour mordre et mastiquer ces aliments très durs.
Or, un environnement plus humide causé par les changements climatiques a pu réduire la quantité disponible de ce type de nourriture. Ce qui expliquerait sa disparition.
Alzheimer et microbiote intestinal : le lien confirmé
Une corrélation existe bel et bien entre un déséquilibre du microbiote intestinal et le développement des plaques amyloïdes dans le cerveau humain responsables de l’apparition de la maladie.
Les neurologues soupçonnent depuis quelques années déjà ce microbiote de jouer un rôle dans le développement de la maladie neurodégénérative. Des chercheurs européens ont montré en 2020 que certaines protéines produites par les bactéries du microbiote intestinal sont corrélées à la quantité de plaques amyloïdes dans le cerveau.
Ces protéines modifient l'interaction entre le système immunitaire et le système nerveux par l'intermédiaire du système sanguin.
Cette confirmation permet d'envisager de nouvelles stratégies préventives basées sur la modulation du microbiote des personnes à risque. Par exemple, l'administration d'un certain cocktail bactérien permettrait d’entretenir les bonnes bactéries de l’intestin.
Les navettes américaines finalement remplacées
SpaceX est devenue en mai la première entreprise privée à transporter des astronautes de la NASA vers la Station spatiale internationale (SSI). Il s'agit aussi du premier vol habité parti des États-Unis en neuf ans.
Grâce à sa fusée Falcon 9 et à sa capsule Dragon crew, SpaceX redonne ainsi aux Américains un accès à l'espace à un coût inférieur à celui du programme des navettes, abandonné en 2011. Depuis cette année-là, la NASA dépendait des capsules Soyouz russes pour accéder à la SSI.
La supraconductivité à température ambiante atteinte
Une étape importante a été franchie cette année dans la quête de la supraconductivité. Pour la première fois, des physiciens américains ont créé un courant électrique n’opposant aucune résistance à température ambiante.
Depuis sa découverte en 1911, la maîtrise de la supraconductivité est l’un des principaux objectifs poursuivis par les physiciens. Celle-ci n’est pas une propriété intrinsèque des matériaux : c’est plutôt une phase de la matière, un peu comme lorsque l’eau se transforme en glace.
D’ailleurs, pour devenir supraconducteurs, les matériaux doivent être refroidis à des températures extrêmement basses.
L’atteinte de la supraconductivité à la température ambiante, telle que réalisée à 14,5 °C par des scientifiques américains de l’Université de Rochester, laisse prévoir une nouvelle ère en physique.
Cette équipe cherche depuis des années, comme de nombreuses autres, des matériaux qui pourraient permettre la supraconductivité. Les chercheurs ont trouvé la formule gagnante en mariant un mélange d’hydrogène, de carbone et de soufre à une pression extrêmement élevée.
Cette découverte ouvre la porte à de nombreuses applications potentielles. Des matériaux pourraient transformer les technologies existantes et permettre d’économiser de grandes quantités d'énergie gaspillées lorsque l'électricité passe par des fils.
Le plus ancien animal terrestre découvert à ce jour
Une créature fossilisée ressemblant à un mille-pattes mise au jour en Écosse est devenue le plus ancien animal terrestre découvert jusqu'à maintenant. Ce pionnier de la vie a vécu il y a 425 millions d'années.
Les paléontologues ont nommé la bête Kampecaris obanensis. L’animal d'environ 2,5 cm de long et au corps segmenté évoluait dans un environnement lacustre et mangeait probablement des plantes en décomposition.
Bien que le fossile soit celui du plus ancien animal à se déplacer sur la terre ferme, les scientifiques pensent que des vers de sol l'ont probablement précédé et seraient apparus il y a peut-être 450 millions d'années.
La vie sur la Terre aurait d'abord commencé dans l’eau, avec une explosion de sa diversité qui a commencé il y a environ 540 millions d'années.
L’humain continue d’évoluer
Des scientifiques australiens et suisses ont établi que la présence de l’artère médiane dans l’avant-bras des humains est en forte augmentation depuis la fin du 19e siècle. Ces chercheurs pensent que la sélection naturelle pourrait en être la raison principale. Selon eux, cette réalité est un exemple parfait des changements micro-évolutifs qui continuent de survenir dans l’anatomie de notre corps.
L’artère médiane est le principal vaisseau qui alimente en sang l’avant-bras et la main lorsque le bébé se forme dans l’utérus de la mère, mais elle fait place à deux artères au cours du développement dans l’utérus, la radiale et la cubitale. La plupart des adultes ne présentent donc pas d’artère médiane, mais un nombre croissant de cas la conservent, de sorte qu’une personne peut posséder les trois artères.
Les chercheurs estiment que cette tendance évolutive se poursuivra chez les personnes nées à partir des années 1980, si bien que la présence de l’artère médiane deviendra de plus en plus courante dans l’avant-bras humain.
Ces scientifiques estiment que l’humain moderne évolue à un rythme plus rapide qu’à aucun moment au cours des 250 dernières années.
Un cousin du T. rex découvert au Canada
Des paléontologues ont mis au jour une nouvelle espèce de tyrannosaure qu’ils ont nommée Thanatotheristes degrootorum. La bête peuplait le territoire correspondant au sud de l'actuelle Alberta il y a 79,5 millions d'années.
En apparence, le dinosaure ressemblait à son cousin plus célèbre, le Tyrannosaurus rex. Il marchait sur deux pattes et avait deux pattes avant plus courtes et deux doigts à chacune d'elles. Un crâne massif doté de dents acérées complétait le tableau. Le Thanatotheristes était toutefois un peu plus petit que son cousin, avec une longueur estimée entre 8 et 9 mètres et un poids de 2 tonnes. Le T. rex dépassait, lui, les 12 mètres.
En plus d’autres signes physiologiques distincts, des marques sur son crâne ont également permis de différencier le Thanatotheristes des quatre autres espèces de tyrannosaures identifiées dans la région.
Il s'agit du plus vieux spécimen et de la première découverte d'un tyrannosaure au Canada en 50 ans.
Au plus près du Soleil
Lancée en février en direction du Soleil avec à son bord 10 instruments, la sonde Solar Orbiter de la NASA est la plus complexe jamais envoyée pour étudier le Soleil. Elle doit officiellement commencer son travail de collecte de données en novembre 2021, mais elle a déjà renvoyé les images les plus rapprochées jamais prises de notre étoile, dévoilant des éruptions miniatures qui pourraient expliquer le chauffage de la couronne solaire, l’un des phénomènes les plus mystérieux de notre étoile.
Il existerait deux types de parkinson
Une autre maladie neurodégénérative a dévoilé des liens avec l’intestin.
Des scientifiques danois estiment que le parkinson prendrait naissance soit dans le cerveau, soit dans les intestins. L’existence de deux variantes expliquerait les symptômes très différents que peuvent présenter les patients.
La maladie est caractérisée par la présence anormale d’agrégats d’une certaine protéine (alpha-synucléine) qui se trouvent essentiellement à l’extrémité des cellules nerveuses, les neurones. La médecine n’avait pas encore établi d’où provenaient les agrégats initiaux qui causent la maladie.
Les travaux danois tendent à montrer que le parkinson peut être divisé en deux variantes, qui commencent à différents endroits du corps. Pour certains patients, la maladie commence dans les intestins et se propage ensuite au cerveau par le biais de connexions neurales. Pour d’autres, la maladie commence dans le cerveau et se propage aux intestins et à d’autres organes tels que le cœur. Cette découverte pourrait être importante pour le traitement du parkinson à l’avenir, car celui-ci pourra être basé sur le profil de chaque patient.
La forme des protéines prédite avec précision grâce à l’intelligence artificielle
L’outil AlphaFold 2 d'intelligence artificielle développé par DeepMind, propriété d’Alphabet (Google), a réussi à prédire avec un très haut niveau de précision le repliement de dizaines de protéines.
Cette percée majeure ouvre de nouvelles perspectives dans la compréhension des maladies et la création de médicaments.
Le repliement des protéines est un phénomène central de la recherche, et représente un véritable casse-tête pour les biochimistes. Il s’agit du processus perpétuel et universel par lequel les longues chaînes d’acides aminés, qui constituent les protéines de tous les êtres vivants, se replient en une spirale tridimensionnelle plus complexe.
En comprenant comment les protéines se replient, et quelles structures finales elles sont susceptibles d’adopter, les chercheurs peuvent éventuellement en prédire la fonction.
Il faut savoir que le repliement incorrect des protéines humaines cause des maladies dévastatrices comme l’alzheimer, le parkinson, la maladie de Huntington, l’emphysème et la fibrose kystique.
Mieux le cerner est ainsi essentiel à l’élaboration de traitements pharmaceutiques plus efficaces pour contrer ces maladies et d'autres affections.
Un ours préhistorique bien conservé découvert en Russie
Dans les dernières années, la fonte du pergélisol sibérien a permis de mettre au jour de nombreux restes d’animaux préhistoriques, tels que des mammouths, des rhinocéros laineux, des lions et des chevaux.
Cette année, des éleveurs de rennes ont découvert aux îles Lyakhovsky, dans le nord-est de la Russie, la carcasse d'un ours des cavernes (Ursus spelaeus) adulte datant de l'ère glaciaire.
Des paléontologues ont été appelés sur les lieux afin de prendre possession des restes pratiquement intacts de l’animal, qui possède encore des tissus comme la peau, les muscles et les organes internes. Même ses dents et son nez sont en bon état. Les chercheurs estiment que cette bête est morte il y a 22 000 à 39 500 ans.
OSIRIS-REx capture un morceau de l'astéroïde Bennu
Un exploit technologique extraordinaire. Voilà ce qu’ont réalisé les responsables de la mission OSIRIS-REx de la NASA. La sonde a réussi à prélever quelques grammes de poussière de l’astéroïde géocroiseur Bennu, dont l’orbite elliptique croise celle de notre planète tous les six ans.
La délicate opération s’est déroulée à plus de 320 millions de kilomètres de la Terre.
Dans un premier temps, OSIRIS-REx s’est rapprochée de la surface de l’astéroïde sans s’y poser. Ensuite, elle a déployé son bras robotisé de trois mètres pour qu’il frappe la surface pendant quelques secondes; cela a soulevé la poussière et lui a permis d’en recueillir un échantillon. Une fois la capture effectuée, l'engin spatial s'est rapidement éloigné de Bennu pour éviter tout risque de collision avec la surface accidentée de l'astéroïde. Son retour sur la Terre est prévu en septembre 2023.
L'examen de la composition de cet astéroïde riche en carbone permettra peut-être de mieux cerner la formation du système solaire il y a 4,6 milliards d’années et peut-être de mieux expliquer l’origine de la vie sur Terre.
Une autre sonde, la japonaise Hayabusa-2, a largué sur Terre une capsule contenant une centaine de milligrammes de particules qu’elle a prélevées sur Ryugu l’année dernière.
Le peuplement de l'Amérique du Nord plus ancien qu’on pensait
La présence des humains en Amérique du Nord serait deux fois plus ancienne que ce que les archéologues estimaient jusqu'à aujourd’hui.
L’analyse au carbone 14 de 1900 outils en pierre taillée retrouvés dans la grotte de Chiquihuite, au Mexique, montre une occupation humaine de la région remontant jusqu'à 33 000 ans. L’emplacement aurait été occupé pendant 20 000 ans.
Pendant des décennies, la thèse la plus communément acceptée a été celle d'un peuplement intervenu il y a 13 000 ans correspondant à la période dite de Clovis, longtemps considérée comme la première culture américaine d'où sont issus les ancêtres des Amérindiens. Mais cette théorie est remise en cause depuis 20 ans, avec de nouvelles découvertes qui ont reculé l'âge des premiers peuplements, mais seulement jusqu'à 16 000 ans.
De petits vaisseaux artificiels créés en laboratoire
Un matériau de construction biologique conçu à partir de collagène, qui pourrait éventuellement permettre de remplacer les vaisseaux sanguins abîmés, a été mis au point par des scientifiques français.
Ces derniers ont cultivé des cellules humaines en laboratoire afin d’obtenir des dépôts de matrice extracellulaire riche en collagène, cette protéine structurale qui compose l’échafaudage mécanique de la matrice extracellulaire humaine.
Après avoir été découpés, ces feuillets peuvent former des fils, un peu à l’image du textile qui compose un vêtement.
L’objectif est de faire des assemblages avec ces fils afin qu'ils puissent remplacer les vaisseaux sanguins endommagés.
L’un des avantages de ce matériau biologique est qu’il serait bien toléré par tous les patients, puisque le collagène qui le compose ne varie pas d’un individu à l’autre.
Dans les prochaines années, l’équipe française veut peaufiner sa technique et réaliser des tests sur des animaux. Si ceux-ci sont concluants, elle pourra mettre en place des essais cliniques sur des humains.
Un nouveau type de trou noir découvert par ondes gravitationnelles
Un trou noir de masse inédite, issu de la fusion de deux trous noirs, a été directement observé pour la première fois grâce aux ondes gravitationnelles, une découverte majeure pour la compréhension de l’Univers.
Il s’agit de la première preuve directe de l’existence de trous noirs de masse intermédiaire (entre 100 et 100 000 fois plus massifs que le Soleil), qui pourrait expliquer l’une des énigmes de la cosmologie : la formation des trous noirs supermassifs, ces monstres cosmiques tapis au cœur de certaines galaxies, dont notre Voie lactée.
L’objet mystérieux GW190521 a été décrit par une équipe internationale de plus de 1500 scientifiques. Issu très probablement de la fusion de deux trous noirs, il fait 142 fois la masse du soleil et forme le trou noir le plus massif jamais détecté par ondes gravitationnelles (les supermassifs, des milliards de fois plus gros, sont détectés autrement).
Rémission d'un patient séropositif sans greffe de moelle
Un Brésilien porteur du virus du sida serait le premier patient adulte à guérir de la maladie sans avoir eu besoin d'une greffe de moelle osseuse.
L’homme est en rémission depuis plus d'un an.
À ce jour, deux hommes – baptisés patients de Berlin et de Londres – semblent avoir été guéris après avoir subi une greffe de moelle osseuse pour traiter une leucémie. D’ailleurs, celui de Berlin, Timothy Brown est décédé cette année à la suite de cette maladie sans lien avec le VIH.
Le Brésilien de 34 ans a reçu plusieurs médicaments antiviraux puissants, notamment du maraviroc (nom commercial : Celsentri) et du dolutégravir (Tivicay), pour voir s'ils pouvaient l'aider à éliminer le virus.
Après plus de 57 semaines sans traitement anti-VIH, ce patient reste négatif au test de détection d'anticorps anti-VIH.
Plusieurs autres rémissions prolongées ont par ailleurs été signalées dans le monde sans qu'une guérison puisse être affirmée.
La Voie lactée dans un détail inégalé
L’Agence spatiale européenne a publié une carte de plus de 1,8 milliard d'objets célestes de notre galaxie, observés avec une précision inégalée par le télescope spatial Gaia.
Gaia est stationné à 1,5 million de kilomètres de la Terre, à l'opposé de la direction du Soleil, pour mieux se protéger de son rayonnement.
Après un premier catalogue en 2016, c'est grâce au deuxième, livré en 2018 avec 1,7 milliard de sources, que les scientifiques ont déterminé par exemple que notre Voie lactée avait fusionné avec une autre galaxie il y a 10 milliards d'années. C'est donc un troisième catalogue qui est dévoilé en 2020.
Ce dernier enrichit les précédents, avec 1,8 milliard d'objets célestes, et surtout des précisions astrométriques et photométriques bien meilleures. Par exemple, la mesure du déplacement des étoiles est de deux à trois fois plus précise, et le calcul de leur distance a été amélioré d'environ 30 % par rapport au catalogue précédent. Un progrès dû en grande partie à l'accumulation de données étudiées, sur 34 mois d'observation, contre 22 pour le deuxième catalogue.
La fin de la mission de Gaia est maintenant prévue pour 2025. D'ici là, on peut en attendre des découvertes majeures avec, par exemple, le recensement exhaustif de toutes les exoplanètes massives autour du voisinage solaire.
Le plus ancien site maya découvert au Mexique
Un complexe cérémoniel maya en forme de plateforme de 1,4 kilomètre de long a été découvert au Mexique. Baptisé Aguada Fénix, il s’agit du plus grand site de cette civilisation connu à ce jour. Il aurait été édifié il y a 3000 ans, bien avant les célèbres pyramides qu’on trouve dans la région.
Il a été découvert grâce à un lidar, un instrument de télédétection qui utilise des rayons laser pour créer des cartes 3D du sol. Le lidar fonctionne sur le même principe que le radar, mais en remplaçant les ondes radio par des impulsions laser. Répercutées par le sol, les ondes retournent les informations grâce auxquelles on peut ensuite reconstituer avec une grande précision la topographie des lieux en faisant disparaître toute trace de végétation.
Les archéologues estiment qu’entre 3,2 et 4,3 millions de mètres cubes de terre ont été utilisés pour construire cette plateforme et que des milliers de personnes ont été impliquées.
La plus grosse explosion depuis le big bang
Une gigantesque explosion a été détectée dans l'amas de galaxies d’Ophiuchus par des équipes internationales d’astrophysiciens.
À l’origine de ce phénomène astronomique se trouve l’un des plus gros trous noirs supermassifs connus. Il est situé dans la galaxie centrale de l'amas, à quelque 390 millions d'années-lumière de la Terre.
Les trous noirs attirent la matière vers eux, mais ils expulsent également des quantités colossales d'énergie lorsque la matière tombant vers le trou noir est redirigée sous forme de jets.
Les scientifiques décrivent cette éruption comme la plus importante observée depuis le big bang formateur de l’Univers. Cette explosion a libéré cinq fois plus d’énergie que le précédent détenteur du record, et des centaines de milliers de fois plus que les amas typiques.
Un lac ancien enfoui sous la glace du Groenland
Les sédiments qui composaient le lit d’un lac fossile ont été détectés par des géologues américains profondément ensevelis à plus d'un kilomètre sous la glace du nord-ouest du Groenland.
Le paléolac, probablement vieux de millions d'années, se serait formé à une époque où la région était libre de glace. Maintenant complètement gelé, son lit pourrait contenir de véritables trésors paléontologiques comme des fossiles et des traces chimiques uniques qui pourraient permettre de mieux comprendre le passé de la planète.
Le lac présente une superficie d'environ 7100 kilomètres carrés, ce qui correspond à peu près à la taille des États américains du Delaware et du Rhode Island réunis.
En outre, les images montrent un réseau d'au moins 18 anciens lits de cours d'eau creusés dans la roche attenante à un escarpement en pente situé au nord du lac, et qui doivent l’avoir alimenté en eau. Elles montrent aussi au moins un courant de sortie au sud.
Les chercheurs ont calculé que la profondeur de l'eau dans l'ancien lac variait entre 50 et 250 mètres. Comme le sommet des sédiments se trouve à 1,8 km sous la surface actuelle de la glace, un tel forage serait techniquement difficile, mais pas impossible.