science
La manière dont les fourmis coupeuses de feuilles cultivent un jardin fongique pour décomposer les plantes pourrait donner un aperçu des futurs biocarburants.
Les scientifiques ont passé des décennies à rechercher des moyens propres et efficaces de décomposer les plantes afin de les utiliser comme biocarburants et autres bioproduits. Un type de fourmi travaille avec un type de champignon pour y parvenir naturellement. Christine Burnum-Johnson et son équipe ont entrepris d'étudier comment cela pourrait être réalisé au niveau moléculaire. Crédit : Mike Perkins et Nathan Johnson | Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique
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Les scientifiques ont passé des décennies à rechercher des moyens propres et efficaces de décomposer les plantes afin de les utiliser comme biocarburants et autres bioproduits. Un type de fourmi travaille avec un type de champignon pour y parvenir naturellement. Christine Burnum-Johnson et son équipe ont entrepris d'étudier comment cela pourrait être réalisé au niveau moléculaire. Crédit : Mike Perkins et Nathan Johnson | Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique
Les scientifiques ont passé des décennies à trouver des moyens de décomposer les matières végétales de manière efficace et abordable afin qu’elles puissent être transformées en bioproduits utiles qui profitent à la vie quotidienne.
Les biocarburants, les détergents, les compléments nutritionnels ou encore les plastiques sont le résultat de ce travail. Même si les scientifiques ont trouvé des moyens de dégrader les plantes dans la mesure nécessaire à la production d'une gamme de produits, certains polymères tels que la lignine, un composant essentiel des parois cellulaires des plantes, restent très difficiles à décomposer à moindre coût sans rejeter de polluants dans l'environnement. Ces polymères peuvent être laissés comme déchets sans autre utilisation.
On sait qu’une communauté microbienne spécialisée de champignons, de fourmis coupeuses de feuilles et de bactéries décompose naturellement les plantes, les convertissant en nutriments et autres composants qui sont absorbés et utilisés par les organismes et systèmes environnants. Mais l’identification de tous les composants biochimiques et réactions nécessaires à ce processus reste jusqu’à présent un défi majeur.
Christine Burnum-Johnson, responsable du groupe scientifique pour la biologie fonctionnelle et systémique au Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), et une équipe de collègues chercheurs du PNNL ont développé une méthode d'imagerie appelée imagerie fondée sur les protéines (MIPI). Cette méthode permet aux scientifiques d'approfondir jusqu'au niveau moléculaire et d'en apprendre davantage sur les composants essentiels qui font partie du processus de décomposition des plantes, ainsi que sur quoi, quand et où se produisent les réactions biochimiques importantes qui le rendent possible.
Grâce à cette méthode, l’équipe a découvert d’importants métabolites et enzymes qui catalysent diverses réactions biochimiques essentielles au processus de décomposition. Ils ont également révélé le but des bactéries résidentes du système : rendre le processus plus efficace. Ces idées peuvent être appliquées au développement futur des biocarburants et des bioproduits.
Les recherches de l'équipe étaient récentes publié dans Nature et biologie chimique.
La relation symbiotique entre les fourmis coupeuses de feuilles et les champignons révèle la clé du succès du déclin des plantes
Pour mener ses recherches, l’équipe a étudié un type de champignon connu pour sa relation symbiotique avec un type de fourmi coupeuse de feuilles, un champignon connu sous le nom de Leucoagaricus gongylophorus. Les fourmis utilisent des champignons pour cultiver un jardin fongique qui décompose les polymères végétaux et autres matériaux. Les composants restants de ce processus de décomposition sont utilisés et consommés par une variété d’organismes du jardin, permettant à tous de prospérer.
Les fourmis accomplissent ce processus en cultivant le champignon sur des feuilles fraîches dans des structures souterraines spécialisées. Ces structures finissent par devenir des jardins fongiques qui consomment la substance. Les organes bactériens résidents facilitent la décomposition en produisant des acides aminés et des vitamines qui soutiennent l'écosystème global du jardin.
« Les écosystèmes ont évolué sur des millions d'années pour devenir des systèmes symbiotiques parfaits », a déclaré Burnum-Johnson. « Comment pouvons-nous mieux apprendre de ces systèmes qu’en observant comment ces tâches sont naturellement accomplies ?
Mais ce qui rend l’étude de cette communauté fongique si difficile, c’est sa complexité. Bien que les plantes, les champignons, les fourmis et les bactéries soient tous des composants actifs du processus de décomposition des plantes, aucun d’entre eux n’est concentré sur une seule tâche ou ne réside dans un seul endroit. Considérez la petite échelle des réactions biochimiques qui se produisent au niveau moléculaire, et vous vous trouvez devant une énigme très difficile. Mais une nouvelle méthode d’imagerie MIPI développée au PNNL permet aux scientifiques de voir exactement ce qui se passe pendant le processus de décomposition.
« Nous disposons désormais des outils nécessaires pour comprendre pleinement la complexité de ces systèmes et les visualiser dans leur ensemble pour la première fois », a déclaré Burnum-Johnson.
Détecter les composants importants dans un système complexe
À l’aide d’un laser haute puissance, l’équipe a scanné des sections d’un jardin fongique de 12 microns d’épaisseur, soit la largeur approximative d’un film d’emballage en plastique. Ce processus a permis d'identifier l'emplacement des métabolites dans les échantillons, qui sont des vestiges de la dégradation des plantes. Cette technique a également permis de déterminer l’emplacement et l’abondance de polymères végétaux tels que la cellulose, le xylane et la lignine, ainsi que d’autres molécules dans des régions spécifiques. Les emplacements regroupés de ces composants indiquaient des points chauds où le matériel végétal était dégradé.
De là, l’équipe s’est dirigée vers ces zones pour observer les enzymes utilisées pour initier des réactions biochimiques dans un système vivant. Connaître le type et l'emplacement de ces enzymes leur a permis d'identifier quels microbes faisaient partie de ce processus.
Tous ces composants réunis ont permis de confirmer que le champignon était le principal décomposeur de matière végétale dans le système. De plus, l’équipe a déterminé que les bactéries présentes dans le système convertissaient les polymères végétaux prédigérés en métabolites utilisés comme vitamines et acides aminés dans le système. Ces vitamines et acides aminés profitent à l’ensemble de l’écosystème en accélérant la croissance fongique et le déclin des plantes.
Si les scientifiques utilisaient d'autres méthodes traditionnelles qui prennent des mesures globales des composants primaires d'un système, tels que les métabolites, les enzymes et d'autres molécules, ils feraient simplement la moyenne de ces substances, créant ainsi plus de bruit et masquant les informations, a déclaré Burnum-Johnson.
« Cela atténue les réactions chimiques importantes, rendant souvent ces processus indétectables », a-t-elle déclaré. « Pour analyser les écosystèmes écologiques complexes de ces communautés fongiques, nous devons connaître ces interactions précises et détaillées. Ces résultats peuvent ensuite être rapportés en laboratoire et utilisés pour créer des biocarburants et des bioproduits importants dans notre vie quotidienne. »
Utiliser la connaissance des systèmes complexes pour les futures recherches fongiques
Marija Veljkovic, chimiste et auteur principal de l'étude, a déclaré qu'elle s'était initialement intéressée à l'étude du jardin fongique et à la façon dont il décompose la lignine en fonction de la difficulté du projet.
« Les jardins fongiques sont les plus intéressants car ils constituent l'un des écosystèmes les plus complexes et sont constitués de plusieurs membres qui travaillent ensemble efficacement », a-t-elle déclaré. «Je voulais vraiment cartographier les activités au niveau microscopique pour mieux comprendre le rôle de chaque membre dans cet écosystème complexe.»
Veljković a réalisé toutes les expériences pratiques en laboratoire, collectant des matériaux pour les lames, numérisant des échantillons pour visualiser et identifier les métabolites dans chaque section et identifiant les points chauds de dégradation de la lignocellulose.
Velickovic et Burnam Johnson se sont déclarés satisfaits du succès de leur équipe.
« Nous avons déjà accompli ce que nous avions prévu de faire », a déclaré Burnum-Johnson. « Surtout en science, cela n'est pas garanti. »
L’équipe prévoit d’utiliser ses résultats pour des recherches plus approfondies, avec des plans spécifiques pour étudier la façon dont les communautés fongiques réagissent et se protègent face aux perturbations et autres perturbations.
« Nous comprenons désormais comment ces systèmes naturels décomposent très bien les matières végétales », a déclaré Burnum-Johnson. « En examinant les écosystèmes complexes à ce niveau, nous pouvons comprendre comment ils exercent cette activité et l'utilisent pour fabriquer des biocarburants et des bioproduits. »
Plus d'information:
Marija Veljković et al., Cartographie des microhabitats de dégradation de la lignocellulose par un consortium microbien, Nature et biologie chimique (2024). est ce que je: 10.1038/s41589-023-01536-7
29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
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La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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