Etudier les variations climatiques passées et leurs impacts sur les écosystèmes est un enjeu clé pour prévoir l’avenir du climat terrestre. On peut trouver la trace de ces variations dans les archives sédimentaires, en particulier en analysant la composition isotopique en hydrogène des molécules fossiles qui y sont préservées. Des chercheurs sont parvenus à déterminer par spectroscopie RMN en milieu anisotrope la distribution intramoléculaire des isotopes de l’hydrogène dans la miliacine, une molécule organique complexe utilisée par les géochimistes comme traceur du millet. Ces travaux parus dans la revue Geochimica et Cosmochimica Acta ouvrent ainsi de nouvelles perspectives dans l’étude des climats anciens.

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Les batteries composées de matériaux enrichis en lithium (ou « Li-rich ») présentent une grande autonomie, étant donné leur importante capacité de charge. Cependant, l’exploitation industrielle était jusqu’alors freinée par des performances médiocres (faible durée de vie, perte de potentiel...). Des équipes de chercheurs viennent de montrer que les performances de ces matériaux peuvent désormais être contrôlées, et donc améliorées, en modulant les propriétés physico-chimiques des matériaux. Ces résultats sont publiés dans la revue Science.

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De nombreux chimistes s’intéressent à la fabrication synthétique de dispositifs fonctionnels et de machines à l’échelle moléculaire. Des chercheurs viennent de synthétiser une nouvelle machine moléculaire présentant deux mouvements pilotés par les ions métalliques Ca²⁺ et Mg²⁺ qui détiennent d’importantes fonctions dans la contraction musculaire des organismes vivants, ainsi que les ions Zn²⁺. Ces résultats sont parus dans la revue Angew. Chem. Int. Ed.

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Les enzymes qui accélèrent les transformations biochimiques sont parmi les machines moléculaires les plus importantes pour la vie. Localiser les sites catalytiques de ces enzymes est un des grands enjeux de la recherche biomédicale. Actuellement, ces parties spécifiques de leur structure ne sont pas connues pour beaucoup d’entre elles. Les scientifiques ont développé des outils computationnels qui permettent de prédire la localisation de ces sites catalytiques. Testés sur plus de 800 enzymes, ces calculs sont parvenus à identifier la position d’au moins un site dans plus de 50% des cas. Ces résultats sont parus dans la revue Scientific Reports.

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Quelles formes de vie peut-on espérer trouver à la surface de Mars ? Où les chercher, mais surtout, comment les identifier de manière certaine ? Les scientifiques dressent un inventaire des scénarios pouvant conduire à la détection, ou non, de biosignatures au cours de la mission Mars One programmée en 2018. Ces travaux font l’objet d’une publication dans la revue Astrobiology.

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Des mammifères aux microorganismes, de très nombreuses espèces coopèrent en produisant des ressources profitant à l’ensemble de la communauté. Les individus qui génèrent ces biens « biens publics » doivent cependant faire face à des tricheurs qui jouissent du produit de la coopération sans participer à sa production. Pour la première fois, des chercheurs se sont intéressés à l'évolution de la production de biens publics chez la bactérie Pseudomonas aeruginosa en présence et en absence de virus s’attaquant spécifiquement aux bactéries. Leurs travaux, publiés dans les Proceedings of the Royal Society of London démontrent qu’en présence de ces virus, les microorganismes tricheurs, moins virulents, finissent par dominer la population, précipitant ainsi son déclin. Ces résultats laissent entrevoir de nouvelles stratégies de lutte contre les bactéries pathogènes.

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Une partie des peuples européens du Néolithique moyen avait pour habitude de déposer leurs morts dans des fosses de plan circulaire. Une structure de ce type découverte en 2012 par une équipe d’archéologues français sur la commune de Bergheim, dans le Haut-Rhin, atteste pour la première fois un lien entre guerre et dépôts des corps en fosse circulaire durant cette période de la préhistoire. Creusée il y a près de 6 000 ans, la fosse en question renfermait huit corps humains ainsi que sept portions de membres supérieurs gauches amputés au niveau du bras. Cette découverte inédite vient de faire l’objet d’un article détaillé dans la revue Antiquity.

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Aux Etats-Unis, comme ailleurs, les pressions sur l’environnement ont tendance à s’additionner. Ainsi, il n’est pas rare qu’un animal ou une plante soit confronté à la destruction de son habitat et qu’il subisse simultanément l’invasion d’une espèce étrangère. C’est pourquoi des chercheurs du laboratoire Ecologie, systématique et évolution ont décidé de modéliser l’impact, non pas d’une menace prise individuellement, comme c’est souvent le cas dans les études scientifiques, mais des quatre principales menaces qui touchent les espèces endémiques des Etats-Unis. Cette étude originale, qui offre une évaluation plus réaliste (et pessimiste à la fois) de la perte de biodiversité à venir, a été publiée dans la revue Scientific Reports du groupe Nature.

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Comme tous les organismes vivants, les plantes doivent répondre à des contraintes environnementales propres pour survivre et se développer dans un milieu. Pour cela, elles développent des caractéristiques morphologiques et physiologiques particulières appelés « traits fonctionnels », tels que la hauteur de la plante, la densité des feuilles et des tiges, la masse des graines… Bien que l’étude de modèles génériques de spécialisation des plantes soit un sujet de recherche active depuis le début du 20^e siècle, il n’existait pas, jusqu’alors, d’analyse à l’échelle globale. Grâce à une base de données collaborative pour 46 000 espèces, une équipe internationale composée notamment de chercheurs du CNRS et de l’INRA a montré, dans un article publié dans la revue Nature, que malgré leur diversité, les plantes offrent des combinaisons de caractères étonnamment peu nombreuses.

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Miconia calvescens fait partie des cent espèces les plus envahissantes du monde. Il faut dire que cet arbre, surnommé « le cancer vert » à Tahiti ou « la peste pourpre » à Hawaii, envahi les forêts à une vitesse stupéfiante et prolifère au détriment de la flore locale. Face à cette menace, des chercheurs du laboratoire d’Ecologie, systématique et évolution ont voulu savoir quel serait l’impact du changement climatique sur la progression de Miconia à travers le monde. Ils ont alors mis en évidence que cet opportuniste allait perdre du terrain… mais pas forcément là où il fait le plus de dégâts.

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Les travaux de l’équipe Gepetto du Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes sur l’utilisation systématique de la dynamique inverse dans l’espace opérationnel pour calculer des mouvements dynamiquement consistants à partir de la capture de mouvements humains, notamment pour les robots humanoïdes dansants, font la une de IEEE Robotics & Automation Magazine de décembre 2015.

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Les neurosciences produisent de plus en plus de données ouvertes, souvent plusieurs téraoctets par étude. Pour exploiter pleinement ce potentiel, tout l’enjeu est de concevoir des outils algorithmiques capables de décrypter et d’analyser ces grandes quantités de données de façon efficace. C’est l’objectif d’Alexandre Gramfort qui, avec son ERC Starting Grant Signal processing and Learning Applied to Brain data (SLAB), souhaite apporter une meilleure interprétation des signaux électrophysiologiques des cerveaux sains et malades, pour mieux en comprendre le fonctionnement.

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Des physiciens viennent de mettre en évidence un nouvel effet osmotique sans membrane, entre l’intérieur et l’extérieur de particules nanoporeuses. La configuration des nanopores permet de supporter des pressions osmotiques géantes et présente des similitudes avec des sites enzymatiques. Ce travail est publié dans la revue Physical Review Letters.

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Une collaboration entre des biologistes, des biochimistes et un physicien a permis d’élucider un nouveau mécanisme de déformation des membranes cellulaires. Ce travail est publié dans la revue Cell.

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Pour la première fois, des physiciens viennent d’observer des transferts d’énergie de Förster faisant intervenir trois atomes dans un gaz froid d’atomes de césium excités. Ce travail est publié dans la revue Nature Communications.

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Des physiciens viennent de montrer que, dans un milieu hétérogène, un simple mouvement de dérive peut provoquer une dispersion des composants. Le nouveau traitement théorique, qu’ils ont mis en place pour analyser ce problème, leur a permis de caractériser comment des forces extérieures peuvent modifier la dispersion. Ce travail est publié dans la revue Physical Review Letters.

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Des physiciens viennent de stabiliser en fréquence un laser à cascade quantique opérant dans l’infrarouge moyen. Ils ont ainsi réduit sa largeur de raie à moins d’un hertz. La stabilité et la précision obtenues, cent fois meilleures que l’état de l’art, permettent de réaliser des mesures spectroscopiques de très haute précision sur de nombreuses molécules. Ce travail est publié dans la revue Nature Photonics.

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Plusieurs expériences sur les neutrinos dont Tokai-to-Kamiokande (T2K), à laquelle contribuent le CNRS et le CEA, ont reçu le prix Breakthrough in Fundamental Physics 2016 pour la découverte fondamentale des oscillations de neutrinos. Ce phénomène avait été recompensé par le prix Nobel de physique 2015 attribué aux expériences Sudbury Neutrino Observatory (SNO) et Super-Kamiokande.

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La collaboration KM3NeT a déployé la première ligne de détection de neutrinos sur son site italien, au large de la Sicile. L’opération, qui s’est déroulée le 3 décembre 2015, a marqué le début des opérations de ce dispositif situé à une profondeur de 3 500 m. Côté français, l’installation des lignes au large de Toulon commencera début 2016. A terme, KM3NeT comptera plusieurs centaines de lignes de détection dédiées à l’étude des neutrinos cosmiques.

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Des chercheurs de quatre laboratoires d’Orsay, Paris et Nantes ont étudié la géochimie de l’hélium de verres basaltiques, dragués le long de la dorsale Sud-Ouest indienne (SWIFT), sur plus de 4 000 km de long. Ils évaluent, pour la première fois, la taille des morceaux arrachés à la croûte continentale inférieure (délamination) lors du morcellement du Gondwana, il y a environ 180 millions d’années.

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La composition chimique des planètes du système solaire reste incertaine, y compris pour les éléments majeurs comme le magnésium ou le silicium, en dépit de leur importance dans la constitution des minéraux des parties profondes de la Terre. Des chercheurs du laboratoire Géosciences environnement Toulouse, de l’Université de Chicago (USA), de l’Université de Nagoya et de l’Institut de Technologie de Chiba (Japon) ont pu reconstituer les abondances relatives de ces deux éléments plus précisément que ce qui avait été fait jusqu’ici, grâce à l’analyse précise de la composition isotopique en silicium d’une classe rare de météorites, les angrites. Cette étude, publiée dans la revue Earth and Planetary Science Letters, remet également en cause l’interprétation des différences de compositions isotopiques de silicium planétaires qui étaient considérées jusqu’ici comme témoignant de l’incorporation de proportions importantes de cet élément dans le noyau terrestre.

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En utilisant des techniques de modélisation des reliefs anciens, mises au point à l’Institut de physique du globe de Paris, une équipe internationale a pu reconstituer les particularités topographiques du paysage qui ont permis aux premiers hominidés d’utiliser des techniques de chasse à l'affut dans le rift kenyan, il y a environ un million d'années. Cette étude est publiée dans Nature Scientific Reports.

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Il est commun d'estimer que 95% de l’Univers n’est pas composé de « matière ordinaire ». Cette matière hypothétique reste à découvrir. Dans les 5% restants, la moitié ne pouvait être détectée avec les méthodes actuelles. Encouragés par le résultat de simulations numériques, les chercheurs s’attendaient à trouver cette matière ordinaire manquante dans des « toiles cosmiques », et plus précisément dans des filaments soumis à des températures comprises entre 100 000 et 10 millions de degrés. En pointant un amas de galaxies massif appelé Abell 2744, ils ont effectivement trouvé cette matière ordinaire sous la forme de ce gaz très chaud dans des filaments cosmiques. Ces résultats font l’objet d’un article de la revue Nature du 3 décembre 2015.

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Une équipe internationale d’astronomes a découvert, à l’aide des télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, l'une des galaxies les plus lointaines de l’Univers et la plus faible jamais détectée. Ils ont ainsi pu l’observer telle qu’elle était 500 millions d’années après le Big Bang. Cette galaxie fait partie d’un ensemble de 22 galaxies lointaines situées aux frontières de l’Univers. Le résultat a été publié le 3 décembre 2015 dans la revue scientifique américaine The Astrophysical Journal.

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