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Ce poisson peut voir avec sa peau

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Ce poisson peut voir avec sa peau

Les chercheurs ont découvert que les porcs possèdent dans leur peau une protéine unique, sensible à la lumière, qui leur permet de changer de couleur. L’étude indique que ces poissons peuvent surveiller les changements de couleur de leur peau, ce qui pourrait leur permettre de s’adapter plus efficacement à leur environnement.

Les chercheurs pensent désormais savoir pourquoi.

Il y a plusieurs années, lors d’un voyage de chasse dans les Keys de Floride, la biologiste Lori Schweckert s’est retrouvée confrontée à des changements inhabituellement rapides. Elle attrape un poisson corail au museau pointu appelé cochon et le pose sur le pont de son bateau. Cependant, lorsque j’ai décidé plus tard de l’emmener dans la glacière, j’ai remarqué un phénomène étrange : sa peau avait pris la même couleur et le même motif que le pont du bateau.

Le cochon est un poisson commun dans l’océan Atlantique occidental, de la Caroline du Nord au Brésil, et est connu pour sa peau décolorée. le classer Il peut passer du blanc au brun tacheté en passant par le brun rougeâtre en quelques millisecondes pour se fondre dans le corail, le sable ou les rochers.

Cependant, Schweckert a été surpris car ce poisson-cochon a continué à se camoufler même s’il n’était plus en vie. Cela l’a amenée à se demander : le poisson-cochon peut-il détecter la lumière en utilisant uniquement sa peau, indépendamment de ses yeux et de son cerveau ?

« Cela m’a ouvert tout un champ », a déclaré Schweckert.

Dans les années qui ont suivi, Schweckert a commencé des recherches sur la physiologie de la « vision cutanée » en tant que chercheur postdoctoral à l’Université Duke et à l’Université internationale de Floride. En 2018, Sonky Johnson, biologiste à Schweckert et Duke, a publié un article Stade Les porcs semblent porter un gène pour une protéine sensible à la lumière appelée opsine qui est activée dans leur peau et ce gène diffère des gènes d’opsine trouvés dans leurs yeux.

Poisson cochon changeant de couleur

Un poisson de récif au museau pointu appelé poisson-cochon peut passer du blanc au brun marbré en passant par le rougeâtre en fonction de son environnement. Crédit : Photos fournies par Dean Kimberly et Laurie Schweckert

D’autres animaux aux couleurs changeantes, des poulpes aux geckos, produisent également des opsines sensibles à la lumière dans leur peau. Mais on ne sait pas exactement comment ils l’utilisent pour changer de couleur.

« Quand nous l’avons trouvé dans le poisson-cochon, j’ai regardé Sonky et j’ai demandé : ‘Pourquoi y a-t-il un photodétecteur dans la peau ?' » a déclaré Schweckert, maintenant professeur adjoint à l’Université de Caroline du Nord à Wilmington.

Une hypothèse est que la peau sensible à la lumière aide les animaux à assimiler leur environnement. Mais les nouvelles découvertes suggèrent une autre possibilité, « qu’ils pourraient l’utiliser pour se voir », a déclaré Schweckert. Dans une étude récemment publiée dans la revue Communications naturellesSchweckert, Johnson et leurs collègues se sont associés pour examiner de plus près la peau du porc.

Les chercheurs ont prélevé des morceaux de peau sur différentes parties du corps du poisson et les ont photographiés au microscope.

De près, la peau de porc ressemble à une peinture pointilliste. Chaque point de couleur est une cellule spécialisée appelée chromatophore qui contient des granules de pigment pouvant être rouges, jaunes ou noirs. C’est le mouvement de ces granules pigmentaires qui change la couleur de la peau. À mesure que les granules se propagent dans la cellule, la couleur apparaît plus foncée. Lorsqu’elles se regroupent dans un petit endroit difficile à voir, la cellule devient plus transparente.

Ensuite, les chercheurs ont utilisé une technique appelée immunomarquage pour localiser les protéines opsine dans la peau. Ils ont découvert que chez le porc, les opsines ne sont pas produites dans les chromatophores décolorés. Au lieu de cela, les opsines résident dans d’autres cellules juste en dessous d’elles.

Les images au microscope électronique à transmission ont révélé un type de cellule jusqu’alors inconnu, juste en dessous des chromatophores, qui était rempli de protéine opsine. Cela signifie que la lumière frappant la peau doit d’abord traverser les chromatophores remplis de pigments avant d’atteindre la couche photosensible, a expliqué Schweckert.

Gros plan de peau de porc

Vue au microscope, la peau d’un poisson-cochon ressemble à du pointillisme. Chaque point de couleur est une cellule spécialisée contenant des granules pigmentaires qui peuvent être rouges, jaunes ou noires. Les granules de pigment peuvent être étalés ou s’agglutiner étroitement dans la cellule, rendant la couleur plus foncée ou plus transparente. Crédit : Laurie Schweckert, Université de Caroline du Nord à Wilmington

Les chercheurs estiment que les molécules d’opsine présentes dans la peau du porc sont les plus sensibles à la lumière bleue. Il se trouve que c’est la longueur d’onde de la lumière que les granules pigmentaires des chromatophores des poissons absorbent le mieux. Les résultats indiquent que les opsines photosensibles chez les poissons agissent un peu comme un film polaroïd interne, capturant les changements de lumière capables de filtrer à travers les cellules remplies de pigments au-dessus de l’endroit où les granules de pigment s’agrègent ou se diffusent.

« Les animaux peuvent prendre une photo de l’intérieur de leur peau », a déclaré Johnson. « D’une certaine manière, ils peuvent dire à l’animal à quoi ressemble sa peau, car ils ne peuvent pas se pencher pour le regarder. »

« Pour être clair, nous ne disons pas que la peau de porc fonctionne comme un œil », a ajouté Schweckert. Les yeux font plus que détecter la lumière, ils créent des images. « Nous n’avons aucune preuve suggérant que c’est ce qui se passe dans leur peau », a déclaré Schweckert.

Il s’agit plutôt d’un mécanisme de rétroaction sensorielle qui permet au poisson-cochon de surveiller sa peau à mesure qu’elle change de couleur et de l’ajuster pour qu’elle corresponde à ce qu’il voit avec ses yeux.

« On dirait qu’ils regardent leur couleur changer », a déclaré Schweckert.

Les chercheurs affirment que ces travaux sont importants car ils pourraient ouvrir la voie à de nouvelles technologies de retour sensoriel pour des dispositifs tels que des membres robotiques et des voitures autonomes qui doivent ajuster leurs propres performances sans s’appuyer uniquement sur la vue ou sur l’image d’une caméra.

« La rétroaction sensorielle est l’une des astuces que la technologie essaie encore de comprendre », a déclaré Johnson. « Cette étude est une dissection fine d’un nouveau système de rétroaction sensorielle. »

« Si vous n’avez pas de miroir et que vous ne pouvez pas plier le cou, comment savoir si vous êtes correctement habillé ? » Schweikert a déclaré. « Pour nous, cela n’a peut-être pas d’importance », a-t-elle ajouté. Mais pour les créatures qui utilisent leurs capacités de changement de couleur pour se cacher des prédateurs, avertir leurs rivaux ou attirer des partenaires, « cela pourrait être une question de vie ou de mort ».

Référence : « Filtrage dynamique de la lumière sur les opsines cutanées en tant que système de rétroaction sensorielle dans le changement de couleur du poisson » par Laurian E. Schweckert, Laura E. Page, Lydia F. Naughton, Jacob R. Bolin, Benjamin R. Wheeler, Michael S. Grace Heather D. Bracken-Grissom et Sonky Johnson, 22 août 2023, disponible ici. Communications naturelles.
est ce que je: 10.1038/s41467-023-40166-4

L’étude a été co-écrite par des chercheurs du Florida Institute of Technology, de la Florida International University et de l’Air Force Research Laboratory. Le soutien financier est venu de l’Université Duke, de l’Université internationale de Floride, du Marine Biological Laboratory et de la National Science Foundation.

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Le T. rex était peut-être beaucoup plus lourd et plus long qu’on ne le pensait auparavant – étude

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Le T. rex était peut-être beaucoup plus lourd et plus long qu’on ne le pensait auparavant – étude

Les chercheurs suggèrent que le Tyrannosaurus rex était peut-être 70 % plus lourd qu’on ne le pensait auparavant et 25 % plus long.

Le plus grand T. rex jamais trouvé vivant pourrait être beaucoup plus grand que le plus grand spécimen actuellement connu, puisqu’il pèse environ 15 tonnes au lieu de 8,8 tonnes et mesure 15 mètres de long au lieu de 12 mètres, selon l’étude.

De nombreux dinosaures plus grands appartenant à divers groupes ont été identifiés à partir d’un seul bon spécimen fossile.

Il est donc impossible de savoir si cet animal est un grand ou un petit exemplaire de cette espèce.

Les chercheurs soulignent que déterminer quel dinosaure était le plus grand, sur la base d’une poignée de fossiles, n’a pas beaucoup de sens.

Dans la nouvelle étude, le Dr Jordan Malone du Musée canadien de la nature à Ottawa, au Canada, et le Dr David Hone de l’Université Queen Mary de Londres, ont utilisé la modélisation informatique pour évaluer un groupe de dinosaures T. rex.

Ils ont pris en compte des facteurs tels que la taille de la population, le taux de croissance, la durée de vie moyenne et le caractère incomplet des archives fossiles.

« Notre étude suggère que pour les grands animaux fossiles tels que le T. rex, nous n’avons aucune idée, d’après les archives fossiles, de la taille absolue qu’ils ont pu atteindre », a déclaré le Dr Malone.

« C’est amusant de penser à un T. rex de 15 tonnes, mais les implications sont également intéressantes d’un point de vue biomécanique ou écologique. »

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Le Dr Hohn a déclaré : « Il est important de souligner qu’il ne s’agit pas vraiment du T. rex, qui constitue la base de notre étude, mais que cette question s’applique à tous les dinosaures et à de nombreuses autres espèces fossiles.

« Se disputer sur « qu’est-ce qui est le plus gros ? » en se basant sur quelques squelettes n’a pas vraiment de sens. »

Le T. rex a été choisi pour le modèle car bon nombre de ses détails étaient déjà bien appréciés.

Le modèle est basé sur des modèles de crocodiles vivants, choisis en raison de leur grande taille et de leur relation étroite avec les dinosaures.

Les chercheurs ont découvert que les plus grands fossiles connus de T. rex se situent probablement dans le 99e centile, soit le 1 pour cent supérieur de la taille du corps.

Cependant, ils soulignent que pour trouver un animal parmi les 99,99 pour cent (un tyrannosaure sur dix mille), les scientifiques devraient fouiller des fossiles au rythme actuel pendant encore 1 000 ans.

Les estimations de taille sont basées sur un modèle, mais la découverte de géants d’espèces modernes suggère qu’il devait encore y avoir des dinosaures plus grands.

« Certains des os et morceaux isolés indiquent clairement des individus plus gros que les squelettes dont nous disposons actuellement », a déclaré le Dr Hoon.

Les résultats ont été publiés dans la revue Ecology and Evolution.

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Comment des physiciens américains ont joué à Dieu et ont créé un nouvel élément appelé Livermorium à l’aide d’un faisceau de particules de titane

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Comment des physiciens américains ont joué à Dieu et ont créé un nouvel élément appelé Livermorium à l’aide d’un faisceau de particules de titane

Un scientifique du Lawrence Berkeley National Laboratory travaille sur un dispositif de séparation lors d’une expérience. Crédit image : Laboratoire national Lawrence Berkeley

Une équipe de scientifiques et de chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory en Californie a récemment annoncé une réalisation révolutionnaire : la création du Livemorium, ou élément 116, à l’aide d’un faisceau de particules de titane.

C’est la première fois qu’un hépatique est fabriqué de cette manière, rapprochant les chercheurs de l’insaisissable « îlot de stabilité », où les éléments très lourds sont censés avoir une durée de vie plus longue, ce qui les rend plus faciles à étudier. Plus important encore, c’est la première fois qu’un objet extrêmement lourd est fabriqué de cette manière par des humains.

Rainer Kröcken, directeur des sciences nucléaires au Berkeley Lab, a exprimé son optimisme quant à la découverte, soulignant la nature collaborative de l’expérience. Il a déclaré que la production de l’élément 120, la prochaine cible, prendrait beaucoup plus de temps mais semblait désormais possible. Annoncé lors de la conférence Nuclear Structure 2024, l’article sera bientôt disponible sur le référentiel de prépublications arXiv et sera soumis à la revue Physical Review Letters.

Utilisation innovante d’une poutre en titane pour créer l’élément 116
Dans leur expérience, les scientifiques ont utilisé un faisceau de titane-50, un isotope spécifique, pour générer du Livemorium, ce qui en fait l’élément le plus lourd créé à ce jour au laboratoire de Berkeley. Ce laboratoire a une riche histoire de découverte d’éléments, qui a contribué à l’identification de 16 éléments allant du technétium (43) au seaborgium (106).

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Jacqueline Gates, qui a dirigé le dernier effort, a exprimé sa confiance dans les résultats, notant que les chances que les résultats soient une anomalie statistique sont très faibles. Le processus impliquait de chauffer le titane à environ 3 000 °F (1 649 °C) jusqu’à ce qu’il se vaporise. L’équipe a ensuite bombardé le titane vaporisé avec des micro-ondes, en enlevant 22 électrons et en préparant les ions pour l’accélération dans un cyclotron de 88 pouces au laboratoire de Berkeley.

Les ions de titane accélérés sont dirigés vers une cible de plutonium, des milliards d’ions frappant la cible chaque seconde. Ce bombardement intense a finalement créé deux atomes de Livermorium sur une période de 22 jours. L’utilisation du titane à cette fin représente une nouvelle technologie pour synthétiser des éléments plus lourds, car les éléments précédents de cette gamme, de 114 à 118, avaient été synthétisés à l’aide d’un faisceau de calcium 48.

Jennifer Burr, physicienne nucléaire au groupe des éléments lourds du Berkeley Lab, a souligné l’importance de cette méthode. La production de l’élément 116 à partir de titane valide cette nouvelle approche, ouvrant la voie à de futures expériences visant à produire des éléments plus lourds, comme l’élément 120.

Trouver l’article 120
Le succès de la création de l’élément 116 a ouvert la voie au prochain objectif ambitieux de l’équipe : créer l’élément 120. S’il est atteint, l’élément 120 sera l’atome le plus lourd jamais créé et fera partie de « l’îlot de stabilité », un groupe théorique d’éléments super-lourds de qui devrait être plus long que ceux découverts jusqu’à présent.

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Le laboratoire prévoit de commencer à tenter de créer l’élément 120 en 2025. Le processus devrait prendre plusieurs années, reflétant la complexité et les défis inhérents à cette recherche de pointe. Les physiciens explorent les limites du tableau périodique, s’efforçant de repousser les limites de la connaissance et de la compréhension humaines en explorant les limites de la stabilité atomique.

Cette réalisation majeure démontre non seulement la créativité des scientifiques du Berkeley Lab, mais ouvre également la voie à de futures découvertes dans le domaine des éléments super-lourds, qui pourraient ouvrir la voie à de nouvelles connaissances sur la nature fondamentale de la matière.

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L’Institut des sciences spatiales et cosmiques commence une étude coordonnée de l’atmosphère autour des exoplanètes naines de type M

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L’Institut des sciences spatiales et cosmiques commence une étude coordonnée de l’atmosphère autour des exoplanètes naines de type M

L’Institut des sciences spatiales et cosmiques commence une étude coordonnée de l’atmosphère autour des exoplanètes naines de type M

La directrice de l’Institut des sciences spatiales et cosmiques, la Dre Jennifer Lutz, a accepté la recommandation principale du groupe de travail sur les initiatives exoplanétaires stratégiques et a décidé de procéder à une étude à grande échelle des exoplanètes naines rocheuses de type M.

Le programme utilisera environ 500 heures du temps discrétionnaire du directeur sur le télescope spatial James Webb pour rechercher l’atmosphère de plus d’une douzaine de systèmes proches.

Près de 250 observations ultraviolettes en orbite avec le télescope spatial Hubble seront utilisées pour déterminer l’activité des étoiles hôtes. Les observations seront effectuées par une équipe de direction du Space Science Institute dirigée par le Dr Nestor Espinosa et soutenue par le Dr Hannah Diamond Lowe en tant qu’équipe adjointe.

L’Institut des sciences spatiales et cosmiques emploie également un comité consultatif scientifique externe pour donner des conseils sur tous les aspects du programme, y compris la sélection des cibles, la vérification des données et les interactions communautaires équitables. Les membres du comité consultatif scientifique seront représentatifs de la communauté exoplanétaire au sens large, couvrant un large éventail d’affiliations institutionnelles et d’étapes de carrière.

Le Space Science Institute annoncera bientôt la possibilité de soumettre des candidatures, y compris des auto-nominations. La contribution de la communauté sera sollicitée sur la liste des cibles ; Les plans d’observation seront publiés bien avant la date limite de GWebb IV.

Rapport du groupe de travail sur les initiatives exoplanétaires stratégiques avec le télescope spatial Hubble et le télescope spatial James Webb

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Astrobiologie

Membre de l’Explorers Club, ancien gestionnaire de charge utile de la Station spatiale de la NASA/biologiste spatial, homme de plein air, journaliste, ancien grimpeur, synesthésie, mélange de Na’vi, Jedi, Freeman et bouddhiste, langue des signes américaine, camp de base de l’île Devon et vétéran de l’Everest, (il /lui) 🖖🏻

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