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Des microbes inconnus peuvent être un signal d’alerte précoce d’un point de basculement climatique

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Des microbes inconnus peuvent être un signal d’alerte précoce d’un point de basculement climatique

Trouvé dans les lacs et les rivières du monde entier, des créatures unicellulaires comme celles-ci Bourse paramécie Il peut à la fois manger et photosynthétiser. Des microbes comme ceux-ci jouent un double rôle dans le changement climatique, libérant ou absorbant du dioxyde de carbone – le gaz à effet de serre piégeant la chaleur qui est le principal moteur du réchauffement – selon qu’ils adoptent un mode de vie animal ou végétal. Crédit : Daniel J Wiczynski, Duke University

L’augmentation des niveaux de chaleur pourrait pousser le plancton océanique et d’autres organismes unicellulaires vers le seuil de carbone, ce qui pourrait exacerber le réchauffement climatique. Cependant, des études récentes suggèrent qu’il pourrait être possible d’identifier les signes avant-coureurs avant que ces organismes n’atteignent ce point critique.

Un groupe de scientifiques menant des recherches sur une classe de microbes répandue, mais souvent négligée, a découvert une boucle de rétroaction climatique qui pourrait augmenter le réchauffement climatique. Cependant, cette découverte a un avantage : elle peut également être un signal d’alerte précoce.

À l’aide de simulations informatiques, des chercheurs de l’Université Duke et de l’Université de Californie à Santa Barbara ont montré que la grande majorité du plancton océanique mondial, ainsi que de nombreux organismes unicellulaires qui habitent les lacs, les tourbières et d’autres écosystèmes, pourraient atteindre un niveau de basculement. indiquer. Ici, au lieu d’absorber du dioxyde de carbone, ils commencent à faire le contraire. Ce changement est le résultat de la façon dont votre métabolisme réagit au réchauffement.

Parce que le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre, cela peut à son tour faire monter les températures – une boucle de rétroaction positive qui peut conduire à un changement rapide, où de petites quantités de réchauffement ont un impact important.

Mais en surveillant attentivement leur abondance, nous pourrons peut-être anticiper le point de basculement avant qu’il n’arrive ici, rapportent les chercheurs dans une étude publiée le 1er juin dans la revue Nature. écologie fonctionnelle.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs se sont concentrés sur un groupe de micro-organismes appelés mixotrophes, ainsi nommés parce qu’ils mélangent deux modes de métabolisme : ils peuvent photosynthétiser comme une plante ou chasser la nourriture comme un animal, selon les conditions.

« Ils sont comme[{ » attribute= » »>Venus fly traps of the microbial world,” said first author Daniel Wieczynski, a postdoctoral associate at Duke.

During photosynthesis, they soak up carbon dioxide, a heat-trapping greenhouse gas. And when they eat, they release carbon dioxide. These versatile organisms aren’t considered in most models of global warming, yet they play an important role in regulating climate, said senior author Jean P. Gibert of Duke.

Most of the plankton in the ocean — things like diatoms, dinoflagellates — are mixotrophs. They’re also common in lakes, peatlands, in damp soils, and beneath fallen leaves.

“If you were to go to the nearest pond or lake and scoop a cup of water and put it under a microscope, you’d likely find thousands or even millions of mixotrophic microbes swimming around,” Wieczynski said.

“Because mixotrophs can both capture and emit carbon dioxide, they’re like ‘switches’ that could either help reduce climate change or make it worse,” said co-author Holly Moeller, an assistant professor at the University of California, Santa Barbara.

To understand how these impacts might scale up, the researchers developed a mathematical model to predict how mixotrophs might shift between different modes of metabolism as the climate continues to warm.

The researchers ran their models using a 4-degree span of temperatures, from 19 to 23 degrees Celsius (66-73 degrees Fahrenheit). Global temperatures are likely to surge 1.5 degrees Celsius above pre-industrial levels within the next five years, and are on pace to breach 2 to 4 degrees before the end of this century.

The analysis showed that the warmer it gets, the more mixotrophs rely on eating food rather than making their own via photosynthesis. As they do, they shift the balance between carbon in and carbon out.

The models suggest that, eventually, we could see these microbes reach a tipping point — a threshold beyond which they suddenly flip from carbon sink to carbon source, having a net warming effect instead of a cooling one.

This tipping point is hard to undo. Once they cross that threshold, it would take significant cooling — more than one degree Celsius — to restore their cooling effects, the findings suggest.

But it’s not all bad news, the researchers said. Their results also suggest that it may be possible to spot these shifts in advance, if we watch out for changes in mixotroph abundance over time.

“Right before a tipping point, their abundances suddenly start to fluctuate wildly,” Wieczynski said. “If you went out in nature and you saw a sudden change from relatively steady abundances to rapid fluctuations, you would know it’s coming.”

Whether the early warning signal is detectable, however, may depend on another key factor revealed by the study: nutrient pollution.

Discharges from wastewater treatment facilities and runoff from farms and lawns laced with chemical fertilizers and animal waste can send nutrients like nitrate and phosphate into lakes and streams and coastal waters.

When Wieczynski and his colleagues included higher amounts of such nutrients in their models, they found that the range of temperatures over which the telltale fluctuations occur starts to shrink until eventually the signal disappears and the tipping point arrives with no apparent warning.

The predictions of the model still need to be verified with real-world observations, but they “highlight the value of investing in early detection,” Moeller said.

“Tipping points can be short-lived, and thus hard to catch,” Gibert said. “This paper provides us with a search image, something to look out for, and makes those tipping points — as fleeting as they may be — more likely to be found.”

Reference: “Mixotrophic microbes create carbon tipping points under warming” by Daniel J. Wieczynski, Holly V. Moeller and Jean P. Gibert, 31 May 2023, Functional Ecology.
DOI: 10.1111/1365-2435.14350

The study was funded by the Simons Foundation, the National Science Foundation, and the U.S. Department of Energy.

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La Chine semble tenter de sauver le vaisseau spatial malheureux de l’oubli lunaire

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La Chine semble tenter de sauver le vaisseau spatial malheureux de l’oubli lunaire

HELSINKI — Les données de suivi semblent montrer que la Chine tente de récupérer un vaisseau spatial initialement destiné à la Lune, mais qui s'est retrouvé bloqué en raison d'un étage de fusée défectueux.

Les vaisseaux spatiaux DRO-A et B ont décollé du port spatial de Xichang à bord d'une fusée Longue Marche 2C le 13 mars. d'abord La reconnaissance de la mission est venue du média d'État chinois Xinhua, qui a annoncé que le vaisseau spatial n'avait pas été inséré avec précision dans son orbite désignée par l'étage supérieur de la fusée Yuanzheng-1S.

« L'étage supérieur a rencontré un dysfonctionnement pendant le vol, empêchant les satellites d'entrer avec précision sur l'orbite prédéfinie », a indiqué Xinhua. annonceur. « Des travaux d'élimination pertinents sont actuellement en cours », a-t-elle ajouté, citant le centre de lancement de Xichang.

Les données du 18e Escadron de défense spatiale (SDS) de l'US Space Force ont initialement montré des objets associés à un lancement en orbite terrestre basse (LEO). Cependant, les ensembles de données suivants à deux éléments de ligne (TLE), une représentation mathématique de l'orbite moyenne du satellite, issus de 18 SDS, montrent un objet du lancement (désignation internationale 2024-048A) sur une orbite hautement elliptique de 525 x 132 577 km de l'orbite terrestre. Le problème a depuis été soulevé, puisque le vaisseau spatial a été suivi sur une orbite de 971 x 225 193 km le 26 mars.

Cela indique qu'au moins un satellite, et éventuellement les deux – s'ils sont toujours attachés l'un à l'autre – se sont séparés de l'étage supérieur et que l'orbite de l'objet a été élevée.

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« Nous ne savons pas grand-chose, mais je pense que nous pouvons déduire des données de suivi que la charge utile (charge utile) s'est séparée de l'étage YZ et a brûlé au moins une orbite, indiquant une tentative de sauvetage de la mission. » a déclaré le tracker d'activité et astrophysicien Jonathan McDowell Actualités spatiales.

Ni les médias d'État ni les autorités spatiales chinoises n'ont rapporté que DRO-A et B visaient à atteindre la Lune. Cependant, le magazine 2023 papier La technologie de navigation relative de haute précision du même nom indique que les deux satellites visent une orbite rétrograde lointaine (DRO) autour de la Lune. Les données orbitales le confirment désormais.

Destination : orbite rétrograde lointaine

Les paires DRO-A et B sont conçues pour communiquer depuis une orbite rétrograde lointaine avec un autre satellite, appelé DRO-L, en orbite terrestre basse. DRO-L a été lancé sur une fusée Jilong 3 en février. DRO est une orbite lunaire haute qui se déplace dans la direction opposée à la rotation de la Lune autour de la Terre.

La Chine n'a pas encore fourni de mise à jour sur les satellites DRO-A et B. La brûlure post-orbite, lorsque le vaisseau spatial est au périgée, ou à son approche la plus proche de la Terre, pourrait élever son apogée, ou le point le plus éloigné de la Terre, à la distance lunaire.

Le vaisseau spatial devra ensuite effectuer un autre brûlage pour entrer sur son orbite lunaire prévue. On ne sait pas comment l’utilisation imprévue de carburant pour élever son orbite afin d’atteindre la Lune affecterait la mission.

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La mission peut être mise à jour si le ou les satellites entrent sur son orbite lunaire initialement prévue. La nature fermée de la mission en termes d'informations dément l'ouverture, tandis que l'atterrisseur Peregrine d'Astrobotic a connu des problèmes lors de sa malheureuse mission lunaire.

La mission DRO-A/B ne semble pas constituer un élément majeur des projets lunaires de la Chine et sa perte n'aurait pas d'impact majeur sur le programme d'exploration du pays. Il s’agit plutôt d’une mission de test technologique et orbital qui pourrait jouer un rôle dans ses ambitions lunaires plus larges visant à créer une infrastructure de navigation et de communication lunaire pour soutenir l’exploration lunaire.

Ce n’est pas non plus la seule nouvelle mission lunaire chinoise. Le satellite relais de communications lunaires Queqiao-2 a été lancé le 19 mars en tant que précurseur de la mission de retour d'échantillons sur la face cachée Chang'e-6, dont le lancement est prévu en mai. Deux satellites plus petits, appelés Tiandu-1 et Tiandu-2, étaient à bord du lancement en tant qu'explorateurs des plans plus larges de la constellation Queqiao.

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Vie microbienne inexplorée dans les estuaires souterrains

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Vie microbienne inexplorée dans les estuaires souterrains
Les faits saillants de l'éditeur sont des résumés de recherches récentes rédigées par les éditeurs de la revue AGU.
source: Journal de recherche géophysique : Biogéosciences

Les estuaires souterrains (STE), où se mélangent les eaux souterraines terrestres et l’eau de mer, sont vitaux pour les écosystèmes côtiers océaniques. Il a été défini pour la première fois il y a 25 ans par Willard Moore (1999), ces régions ne sont pas bien étudiées, même si elles sont confrontées à des menaces croissantes en raison des futurs changements globaux.

Adesari et al. [2024] Il cherche à combler les lacunes des connaissances en mesurant les communautés microbiennes et leurs fonctions au sein des STE. En utilisant des incubations de sédiments qui imitent les facteurs de stress attendus, tels que l'élévation du niveau de la mer, l'augmentation des niveaux de nutriments et de longs temps de séjour, l'étude révèle la sensibilité des communautés microbiennes aux changements de nitrate et de salinité.

Ces résultats soulignent le rôle central des communautés microbiennes dans la réponse aux fluctuations environnementales du microbiote et dans la régulation des cycles du carbone et de l’azote dans les zones océaniques côtières. De plus, les activités humaines remodèlent radicalement les entreprises publiques, soulignant le besoin urgent d’efforts de conservation, tels que la réduction des taux de prélèvement des eaux souterraines.

Citation : Adyasari, D., Dimova, NT, Ní Chadhain, SM et Waska, H. (2024). Communautés microbiennes et activité métabolique dans les aquifères riches en matières organiques : l'impact des changements climatiques et d'utilisation des terres. Journal de recherche géophysique : Biogéosciences129, e2023JG007660. https://doi.org/10.1029/2023JG007660

—Marguerite A. Xenopoulos, rédacteur en chef, JGR : Biogéosciences

Texte © 2024. Les auteurs. CC BY-NC-ND 3.0
Sauf indication contraire, les images sont soumises au droit d'auteur. Toute réutilisation sans autorisation expresse du titulaire des droits d'auteur est interdite.

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Les neurones sensoriels jouent un rôle central dans la coordination de la réparation et de la régénération des tissus

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Des chercheurs de l’Université Monash et de l’Université d’Osaka ont dévoilé une découverte révolutionnaire concernant le rôle central des neurones sensoriels dans la régulation de la réparation et de la régénération des tissus, ce qui est très prometteur pour les patients souffrant d’une mauvaise cicatrisation des tissus et de diabète.

En collaboration avec le professeur Shizuo Akira de l'Union internationale de recherche sur le cancer, une équipe de recherche dirigée par le professeur agrégé Mikael Martino de l'université Monash, qui a également occupé un poste à plusieurs postes à l'université d'Osaka, a publié une avancée majeure dans la médecine régénérative. .. nature.

Leurs recherches mettent en évidence l’interaction complexe entre les systèmes nerveux et immunitaire, ainsi que l’implication essentielle des neurones sensoriels dans la réparation et la régénération des tissus. Alors que les neurones sensoriels nociceptifs sont principalement associés à la sensation de douleur, leur contribution à la régénération tissulaire n’était pas claire jusqu’à présent. Grâce à leurs recherches, l’équipe a démontré que la suppression d’un sous-type spécifique de neurones sensoriels contenant le canal ionique Nav1.8 altère considérablement la réparation des plaies cutanées et la régénération musculaire après une blessure. En outre, ils ont révélé que les terminaisons de ces neurones sensoriels s’étendent jusqu’à la peau et aux tissus musculaires blessés et communiquent avec les cellules immunitaires via le peptide neuronal lié au gène de la calcitonine (CGRP) pendant le processus de guérison. Ce neuropeptide joue un rôle crucial en influençant les cellules immunitaires pour faciliter la guérison des tissus après une blessure. Dans des modèles précliniques, tels que des souris dépourvues de neurones sensoriels et des souris diabétiques dont les neurones périphériques sont endommagés, une version technique du CGRP a été utilisée, conçue pour améliorer son efficacité, accélérer la cicatrisation des plaies et favoriser la régénération musculaire.

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Ces résultats sont très prometteurs pour la médecine régénérative, en particulier dans le traitement des tissus mal cicatrisés, couramment observés dans des pathologies telles que le diabète. En regardant vers l’avenir, l’équipe vise à développer des thérapies innovantes ciblant les causes sous-jacentes d’une mauvaise réparation tissulaire en exploitant les interactions neuro-immunes.

L'Université Monash est l'un des partenaires mondiaux de connaissances de l'Université d'Osaka, un partenariat stratégique visant à développer des programmes de recherche et d'enseignement durables et de haute qualité qui peuvent contribuer à résoudre les problèmes mondiaux. L'auteur principal, Mikael Martino, un fervent défenseur de la collaboration entre les deux universités, a souligné l'importance des relations interinstitutionnelles solides et du système de nomination mutuelle pour permettre aux chercheurs internationaux comme lui de collaborer efficacement avec les universitaires de l'Université d'Osaka.

source:

Référence du magazine :

Lu, Y.-Z., et autres. (2024). Les neurones sensoriels CGRP favorisent la guérison des tissus via les neutrophiles et les macrophages. nature. est ce que je.org/10.1038/s41586-024-07237-y.

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