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Inclinez-vous devant les incroyables superpouvoirs des plantes

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Inclinez-vous devant les incroyables superpouvoirs des plantes

Certaines plantes possèdent des pouvoirs surnaturels impressionnants. Le trèfle, la vesce et les pois de senteur, tous membres de la famille des pois, prospèrent désormais. La vesce à fleurs violettes grimpe avec avidité sur les plantes les plus résistantes des haies et des clôtures ; Les pois de senteur poussent haut sur les treillis du jardin et dégagent leur délicieux parfum lors des journées ensoleillées. Les fleurs de trèfle rouge et blanc égayent également les champs et les zones herbeuses.

Les hautes tiges de la légumineuse portent une tour en cascade de fleurs violettes ressemblant à des pois qui émergent en juillet, utilisant leurs tentacules sinueux pour les aider à s’accrocher lorsqu’elles grimpent sur des enchevêtrements de ronces, de fleurs sauvages et de roses sauvages. Les légumineuses rosées sont une autre plante grimpante courante dans les bois, les haies et les hautes prairies. Les deux plants de pois sauvages ont des glands de petites feuilles en forme d’échelle le long de leurs tiges, qui sont facilement reconnaissables une fois que vous connaissez leur forme.

Pour ceux qui échappent aux pulvérisateurs, aux tondeuses à gazon et aux tondeuses à gazon, les tubes floraux pollinisés se transformeront en gousses de pois. Les gousses mûres se tendent avant de s’ouvrir pour faire germer une demi-douzaine de petits pois sauvages. Il existe plusieurs espèces de pois sauvages étroitement liées à cette espèce. Les pois sauvages sont communs et facilement visibles grâce à leurs fleurs jaune vif. Ces plants de pois sauvages sont les ancêtres originaux des pois de senteur du jardin et des pois que nous mangeons souvent au dîner, et ils ont tous la même tendance génétique à grimper vers le sommet. Les pois de senteur ont été cultivés et sélectionnés pour produire les variétés parfumées à grandes fleurs que les jardiniers d’aujourd’hui aiment cultiver.

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Sur la parcelle consacrée à la culture de légumes, les plants de pois poussent vers le haut, atteignant deux mètres de hauteur en une saison, produisant de grandes quantités de pois délicieux qu’il est préférable de manger immédiatement, directement sortis de leurs cosses. Les pois sont l’une des cultures cultivées les plus anciennes. De nos jours, nous les consommons principalement sous forme de sachet au congélateur, de boîte de conserve ou dans des magasins séchés. Tous les pois comestibles appartiennent à la famille des pois sauvages, également appelés légumineuses.

Ce que chaque membre de cette vaste famille de plantes a en commun, c’est la capacité de « fixer » l’azote.

L’azote gazeux représente 78 % de l’atmosphère terrestre, mais sous cette forme gazeuse, les atomes d’azote sont si étroitement liés qu’il est presque impossible de les décomposer et de les réassembler en formes d’azote plus utilisables. La plupart des organismes vivants sont incapables d’absorber cet azote « libre » ou gazeux, mais des composés contenant de l’azote se trouvent dans tous les organismes vivants, y compris les acides aminés qui constituent les protéines dont les plantes et les animaux ont besoin pour la croissance et la réparation cellulaire. L’azote se trouve même dans le noyau de chaque cellule vivante comme l’un des composants chimiques de l’ADN.

Alors d’où vient cet azote ? Dans la nature, certains types de bactéries et d’algues bleu-vert (cyanobactéries) convertissent l’azote gazeux de l’air en composés azotés que les plantes et les animaux peuvent utiliser. Ces minuscules organismes convertissent environ 90 % de l’azote.

Les méthodes conçues par l’homme pour fixer l’azote n’ont été mises au point qu’au début du XXe siècle, des millions d’années après leur découverte par les bactéries. Nos procédés industriels de fixation de l’azote nécessitent des pressions et des températures élevées et sont donc coûteux et inefficaces. Ces processus constituent désormais la base de la fabrication d’explosifs, de bombes, d’engrais chimiques et bien plus encore.

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Au début de leur évolution, les plantes de la famille des pois ont coopéré avec ces bactéries, les ont hébergées dans de petits nodules racinaires et ont appris à récolter l’azote directement des bactéries. Cette relation symbiotique avec les bactéries fixatrices d’azote est ce qui a fait des légumineuses (un autre nom pour les plantes de la famille des pois) une famille de plantes prospère dans le monde entier. L’azote est un composant essentiel des protéines, c’est pourquoi les pois verts, les pois chiches, le soja, les lentilles et même les arachides sont de riches sources de protéines.

Les légumineuses sont l’une des cultures les plus anciennes connues de l’homme. On pense qu’une espèce sauvage commune de légumineuse, Leguminum, a été introduite en Irlande par les premiers agriculteurs il y a des milliers d’années comme culture fourragère riche en protéines pour le bétail. Les légumineuses, par exemple, sont largement connues sous le nom de « légumineuses de bœuf ». Les légumineuses et autres légumineuses sont encore largement utilisées dans le monde entier comme aliments pour animaux dans les fermes, bien qu’ici, la pratique ait évolué vers l’utilisation de soja importé de loin pour nourrir notre bétail.

En plus de nourrir le bétail avec des légumineuses, planter du trèfle parmi les graminées pour enrichir la teneur en azote du sol est très bénéfique. Dans la mythologie et le folklore anciens, les « plaines florissantes de trèfles » ont toujours représenté la fertilité de la terre et la prospérité qui y est associée. Nous savons désormais que les extraordinaires pouvoirs de fixation de l’azote des bactéries partenaires du trèfle expliquent pourquoi ces plantes sont si étroitement associées aux terres fertiles. Cette même relation particulière entre le trèfle et les bactéries fixatrices d’azote présentes dans les nodules racinaires explique pourquoi les agriculteurs utilisent depuis longtemps le trèfle pour augmenter les niveaux d’azote dans le sol des systèmes à base de graminées.

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Ces dernières années, de nombreuses recherches ont été menées sur la manière dont la présence du trèfle rouge et du trèfle blanc améliore la croissance de l’herbe, élimine le besoin d’engrais, améliore la qualité de l’ensilage et augmente la résilience des champs d’herbe à la sécheresse. Les services de conseil agricole et les mesures spéciales de paiement des agriculteurs visent à encourager la présence de trèfle dans les pâturages et les pâturages d’ensilage. Parce que la luzerne offre une alternative aux engrais synthétiques, elle est également considérée comme la pierre angulaire de l’agriculture biologique à base d’herbe.

Comme pour beaucoup de choses, la refonte des connaissances anciennes a beaucoup à offrir en ces temps difficiles. Non seulement le trèfle apporte d’énormes avantages aux agriculteurs, mais il fournit également du nectar et du pollen aux abeilles sauvages, aux papillons, aux mouches et à d’autres pollinisateurs. La luzerne, en tant qu’alternative aux engrais, ouvre la voie à la réduction de la pollution excessive de l’eau qui dévaste actuellement la faune des lacs et des rivières du pays.

Alors, la prochaine fois que vous vous promènerez, faites attention aux fleurs de la légumineuse et à leurs spirales distinctives. Il regarda les abeilles courir pour ramasser le trèfle. Et rappelez-vous, quelles que soient nos innovations, les plantes sont probablement arrivées en premier. Avec un peu d’humilité, nous pourrions réaliser le pouvoir des plantes à nous apporter toutes les solutions dont nous avons besoin.

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Économisez 80 $ sur le télescope réfringent Celestron Inspire 100AZ, parfait pour les débutants en observation du ciel

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Économisez 80 $ sur le télescope réfringent Celestron Inspire 100AZ, parfait pour les débutants en observation du ciel

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Comment les lasers peuvent résoudre le problème mondial du plastique

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Comment les lasers peuvent résoudre le problème mondial du plastique

Une série de miroirs et de prismes dévient et focalisent les faisceaux laser pour effectuer la réaction. Crédit image : Université du Texas à Austin

Une équipe de scientifiques a réussi à créer une technologie laser permettant de décomposer le plastique solide en composants précieux, offrant ainsi une nouvelle approche durable pour lutter contre la pollution plastique mondiale.

Une équipe de recherche mondiale, dirigée par des ingénieurs texans, a développé avec succès une méthode basée sur le laser pour décomposer les molécules des plastiques et d’autres matériaux en leurs composants de base en vue d’une réutilisation future.

La découverte, qui consiste à superposer ces matériaux sur des matériaux bidimensionnels appelés dichalcogénures de métaux de transition, puis à les enflammer, a le potentiel d’améliorer la façon dont nous éliminons les plastiques qui sont presque impossibles à dégrader avec les technologies actuelles.

« En tirant parti de ces réactions uniques, nous pouvons explorer de nouvelles voies pour convertir les polluants environnementaux en produits chimiques précieux et réutilisables, contribuant ainsi au développement d’une économie plus durable », a déclaré Yuping Zheng, professeur Walker de génie mécanique à la Cockrell School of Engineering et l’un des leaders du projet. Et de manière circulaire. « Cette découverte a des implications majeures pour relever les défis environnementaux et développer le domaine de la chimie verte. »

La recherche a été récemment publiée dans Communications naturellesL’équipe comprend des chercheurs de Université de Californie, BerkeleyUniversité du Tohoku au Japon, Laboratoire national Lawrence Berkeley, Université Baylor et Université d’État de Pennsylvanie.

Lutter contre la pollution plastique

La pollution plastique est devenue une crise environnementale mondiale, avec des millions de tonnes de déchets plastiques s’accumulant chaque année dans les décharges et les océans. Les méthodes traditionnelles de décomposition du plastique sont souvent énergivores, nocives pour l’environnement et inefficaces. Les chercheurs envisagent d’utiliser cette nouvelle découverte pour développer des techniques efficaces de recyclage du plastique afin de réduire la pollution.

Yuping Cheng et Siuan Huang

Professeur Yuping Cheng et étudiant diplômé Siyuan Huang. Image : Université du Texas à Austin

Les chercheurs ont utilisé une lumière à faible énergie pour rompre la liaison chimique du plastique et créer de nouvelles liaisons chimiques qui transforment le matériau en points de carbone lumineux. Les nanomatériaux à base de carbone sont très demandés en raison de leurs capacités polyvalentes, et ces points pourraient être utilisés comme dispositifs de stockage de mémoire dans les ordinateurs de nouvelle génération.

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« C’est passionnant de prendre du plastique qui ne se dégradera jamais tout seul et de le transformer en quelque chose d’utile pour de nombreuses industries différentes », a déclaré Jingang Li, étudiant postdoctoral à l’UC Berkeley qui a commencé la recherche à l’Université du Texas.

Potentiel d’applications plus larges

La réaction spécifique est appelée activation CH, où les liaisons carbone-hydrogène dans la molécule organique sont sélectivement rompues et converties en une nouvelle liaison chimique. Dans cette recherche, des matériaux 2D ont catalysé cette réaction qui a transformé les molécules d’hydrogène en gaz. Cela a ouvert la voie aux molécules de carbone pour se lier les unes aux autres pour former des points de stockage d’informations.

Des recherches et développements supplémentaires sont nécessaires pour améliorer le processus d’activation du méthane par la lumière et l’étendre aux applications industrielles. Cependant, cette étude représente une avancée importante dans la recherche de solutions durables pour la gestion des déchets plastiques.

Le processus d’activation du CH piloté par la lumière démontré dans cette étude peut être appliqué à de nombreux composés organiques à longue chaîne, notamment le polyéthylène et les tensioactifs couramment utilisés dans les systèmes de nanomatériaux.

Référence : « Activation C-H guidée par la lumière médiée par des dichalcogénures de métaux de transition 2D » par Jingang Li, Di Zhang, Zhongyuan Guo, Zhihan Chen, Xi Jiang, Jonathan M. Larson, Haoyue Zhu, Tianyi Zhang, Yuqian Gu, Brian W. Blankenship, Min Chen, Zilong Wu, Suichu Huang et Robert Kostecki Andrew M. Minor, Costas P. Grigoropoulos, Deji Akinwande, Mauricio Terrones, Joan M. Redwing, Hao Li et Yuebing Zheng, 2 juillet 2024, Communications naturelles.
DOI : 10.1038/s41467-024-49783-z

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La recherche a été financée par diverses institutions, notamment Instituts nationaux de la santéFondation nationale des sciences, Société japonaise pour la promotion de la science, Fondation Hirose et Fondation nationale des sciences naturelles de Chine.

L’équipe de recherche comprend Deji Akinwande et Yuqian Guo du Département de génie électrique et informatique de l’Université du Texas ; Qi Han Chen, Zilong Wu et Suizhou Huang du programme de science et d’ingénierie des matériaux de l’Université du Texas ; Hao Li, De Zhang et Zhongyuan Guo de l’Université du Tohoku, Japon ; Brian Blankenship, Min Chen et Costas B. Gregoropoulos de l’Université de Californie à Berkeley ; Shi Jiang, Robert Kostecki et Andrew M. Mineure du Laboratoire national Lawrence Berkeley ; et Jonathan M. Larson de l’Université Baylor ; Haoyu Zhou, Tianyi Zhang, Mauricio Terrones et Guan M. Redwing de l’Université d’État de Pennsylvanie.

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Des milliers de mondes ne répondent pas à la définition de « planète »

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Des milliers de mondes ne répondent pas à la définition de « planète »

Dans le monde en constante évolution de l’astronomie, les définitions planétaires doivent parfois suivre le rythme des nouvelles découvertes et concepts.

Le terme « planète » tel que défini dans Union Astronomique Internationaleest actuellement en cours d’audit.

L’ancienne définition décrit une planète comme un corps céleste en orbite autour du Soleil, avec une masse suffisante pour être forcé de prendre une forme sphérique par la gravité, éloignant ainsi les autres corps de son orbite.

Cependant, la définition de l’AIU ne s’applique qu’aux corps célestes de notre système solaire, ce qui a suscité une controverse parmi les scientifiques.

Élargir la définition des planètes

Nous vivons dans un vaste univers, où l’on découvre fréquemment des corps célestes en orbite en dehors de notre système solaire.

Cette réalité soulève une question qui fait réfléchir : la définition de planète ne devrait-elle pas s’étendre au-delà des limites de notre système solaire ?

Un article qui devrait être publié prochainement dans une revue scientifique de vulgarisation conforte cette opinion. Les auteurs de l’étude proposent une nouvelle définition de la planète, une définition qui n’est pas contrainte par les limites de notre système solaire et qui s’appuie sur des critères quantitatifs.

Ancienne définition des planètes

Les pionniers de cette proposition sont des scientifiques de Université de Californie à Los Angeles (UCLA)Ils prônent le remplacement de la définition de l’AIU, qu’ils considèrent comme héliocentrique et dépassée.

« La définition actuelle mentionne spécifiquement l’orbite autour de notre soleil. Elle ne s’applique qu’aux planètes de notre système solaire », a déclaré le professeur Jean-Luc Margot, auteur principal de l’étude. Il a ajouté que la proposition de l’équipe s’appliquerait aux corps célestes en orbite autour de n’importe quelle étoile, reste stellaire ou naine brune.

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Les chercheurs affirment que les exigences de l’Union astronomique internationale concernant une planète en orbite autour de notre soleil sont très spécifiques alors que les autres critères sont trop vagues.

Ils fournissent une définition claire, pleine de critères mesurables qui peuvent être appliqués aux planètes à l’intérieur et à l’extérieur de notre système solaire.

Propriétés planétaires

Selon la nouvelle proposition, une planète est un corps céleste en orbite autour d’une ou plusieurs étoiles, naines brunes ou restes stellaires. Sa masse dépasse 1023 kg, mais est inférieure à 13 fois la masse de Jupiter (2,5 x 1028 kg). Fournir de telles limites de blocs spécifiques est un élément essentiel de la proposition.

Les scientifiques ont utilisé un algorithme mathématique pour étudier les propriétés des objets de notre système solaire et identifier les caractéristiques distinctives partagées par nos planètes.

L’analyse a servi de base au développement d’une classification globale de ces corps célestes, introduisant des éléments de base tels que la dominance dynamique.

Masse et effet de la gravité

Un objet est dit hémodynamiquement dominant s’il possède une gravité suffisante pour se frayer un chemin en collectant ou en éjectant des objets plus petits à proximité.

Il est intéressant de noter que toutes les planètes de notre système solaire présentent cette caractéristique, mais pas d’autres planètes, telles que les planètes naines comme Pluton et de nombreux astéroïdes. Ainsi, cette caractéristique a été citée comme un ajout crucial à la définition de la planète.

Alors que la dominance dynamique fixe une limite inférieure à la masse, la masse agit également comme une limite supérieure, en particulier lorsque les corps célestes deviennent si massifs qu’ils déclenchent la fusion thermonucléaire du deutérium et se transforment en sous-étoiles appelées naines brunes.

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Il convient de noter que l’exigence selon laquelle la planète doit être sphérique est plus complexe à mettre en œuvre en raison de la difficulté d’observer les formes des planètes lointaines.

Par conséquent, les auteurs proposent des définitions de base de la masse, faciles à mesurer, évitant ainsi les discussions sur la question de savoir si un corps céleste répond ou non au critère de la sphère.

Planètes et planètes naines

Il ne sera peut-être pas possible de réviser la définition officielle de la planète donnée par l’AIU dans un avenir proche, mais les chercheurs espèrent que leurs travaux susciteront un débat qui mènera à une définition améliorée.

Selon cette proposition, la distinction entre les planètes et les planètes naines devient plus claire.

Les planètes naines, comme Pluton, qui manquent de dominance dynamique, font partie d’une catégorie distincte. Cela garantit que la définition inclut exclusivement les objets qui répondent à des critères stricts de masse et de dominance dynamique.

La compréhension des exoplanètes joue également un rôle crucial dans le débat. Les exoplanètes – planètes situées en dehors de notre système solaire – nécessitent une définition qui va au-delà des contraintes centrées sur le système solaire.

En se concentrant sur la masse et l’influence gravitationnelle, la nouvelle définition fournit un cadre robuste, rendant la classification plus facile et plus précise.

L’étude a été publiée dans Journal des sciences planétaires.

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