Dr. Igor Siwanowicz, Institut [popupbiographie id=1853]Max Planck[/popupbiographie] de Neurobiologie, Martinsried, AllemagnePortrait d'une [popupdefinition id=2119]larve[/popupdefinition] de chrysope (Chrysopa sp.). Les chrysopes sont des [popupdefinition id=2305]insectes[/popupdefinition] de l'ordre des Neuropt&egrave;res. Les larves sont particuli&egrave;rement appr&eacute;ci&eacute;es en verger puisqu'elles sont pr&eacute;datrices et se nourrissent notamment d'aphides ([popupdefinition id=18654]pucerons[/popupdefinition]). L'assemblage de leurs [popupdefinition id=2120]mandibules[/popupdefinition] et [popupdefinition id=11373]maxilles[/popupdefinition], bien visible sur la photo, forme un croc suceur qui permet d'aspirer les [popupdefinition id=15334]liquides[/popupdefinition] corporels de leurs proies. [popupdefinition id=7777]Microscope confocal[/popupdefinition]. Grossissement 20x.

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Portrait d’une larve de chrysope

Avec notamment l’état solide et l’état gazeux, l’état liquide fait partie des différents états de la matière. Dans l’état liquide, ions, atomes ou molécules sont faiblement liés les uns aux autres. De quoi rendre la matière facilement déformable. Toutefois, les atomes d’un liquide restent liés et ne peuvent pas s’éloigner à volonté les uns des autres.
Différence entre état liquide et état gazeux
À l'échelle microscopique, l’état liquide possède une cohésion que ne présente pas l’état gazeux. La proximité entre les atomes de liquide fait également que, comme pour les solides, celui-ci reste difficilement compressible.
Différence entre état liquide et état solide
À l'échelle macroscopique, un liquide ne présente pas de forme propre et ne peut pas être saisi, à la différence d'un solide. C’est un fluide qui s’adapte à la forme du récipient dans lequel il est placé. Transvasé dans un autre récipient, un liquide conserve tout de même son volume. Un liquide possède donc bien un volume propre. Au repos, la surface libre d’un liquide est plane et horizontale.
La viscosité d'un liquide
La viscosité est l’une des caractéristiques essentielles d’un liquide. Elle rend compte de l’attachement des atomes entre eux. Plus sa viscosité est grande, plus un liquide résiste à un corps qui voudrait le traverser.

Liquide

Chez les insectes, la maxille est une des pièces buccales. On lui donne également le nom de mâchoire. Son rôle est essentiellement lié à la mastication.La maxille porte les palpes maxillaires.Chez les oiseaux, la maxille est la partie supérieure du bec (ou mandibule supérieure).Structure et fonction de la maxille chez les différents organismesLa maxille, bien que communément associée aux arthropodes comme les insectes et aux oiseaux, joue un rôle crucial chez de nombreux autres organismes. Chaque espèce présente une adaptation unique de cette structure selon son régime alimentaire et son habitat.Anatomie de la maxille chez les insectesChez les insectes, la maxille est composée de plusieurs parties, dont le cardo qui s'attache à la tête, le stipe qui supporte les palpes maxillaires et d'autres structures secondaires aidant à manipuler la nourriture. Les palpes maxillaires, mentionnés précédemment, sont des organes sensoriels cruciaux qui permettent aux insectes de goûter leurs aliments avant de commencer la mastication.La maxille dans le contexte aviaireConcernant les oiseaux, la maxille n'est pas seulement la partie supérieure du bec mais également un outil polyvalent qui aide à de nombreuses fonctions telles que la préhension de nourriture, la construction de nids, la lutte contre les prédateurs ou la séduction lors des parades nuptiales. Grâce à son adaptation, le bec des oiseaux est capable de réaliser des tâches spécifiques à chaque espèce, comme filtrer l'eau chez les flamants ou casser des coquilles chez les perroquets.Importance écologique et évolutive de la maxilleLa diversité des formes et des fonctions de la maxille à travers le monde animal illustre son importance évolutionnaire. Cet organe a permis à de nombreuses espèces de s'adapter à des niches écologiques spécifiques, influençant directement la survie et la reproduction.Les adaptations de la maxille chez les insectes pollinisateurs, par exemple, ont contribué à l'efficacité de la pollinisation, un rôle crucial dans le maintien de la biodiversité et des écosystèmes. De même, chez les oiseaux, l'évolution de la maxille en becs spécialisés a permis une exploitation plus efficace des ressources alimentaires disponibles, entraînant une diversification des espèces.La maxille : un sujet d'étude aux applications prometteusesÉtudier la maxille offre des insights précieux non seulement sur l'évolution biologique mais aussi sur des applications pratiques telles que la conception biomimétique. En s'inspirant de la nature, les ingénieurs peuvent développer de nouveaux matériaux et structures plus efficaces et durables. L'étude de la maxille chez les insectes, particulièrement, a inspiré la création de robots plus agiles et moins coûteux en énergie pour la manipulation d'objets délicats.La maxille est un exemple remarquable de la manière dont une simple structure anatomique peut se diversifier pour remplir une multitude de fonctions à travers le règne animal. Sa complexité et son adaptation illustrent les incroyables trajectoires évolutives empruntées par les espèces pour survivre et prospérer dans une variété d'environnements.

Maxille

1.) MEDECINE
La mandibule est un os impair formant la mâchoire inférieure.
Localisation de la mandibule
La mandibule est étroitement associée au crâne, avec lequel elle s’articule.
Structure de la mandibule
La mandibule est constituée d’un corps et de deux branches. Le corps est en forme de fer à cheval et sert de support à l’implantation des dents inférieures. Les branches permettent quant à elles les deux articulations temporo-mandibulaires avec les os temporaux du crâne, permettant la mobilité de la mandibule.
Fonction de la mandibule
La mandibule forme, avec le maxillaire, les deux os de la mâchoire. Son mouvement permet la mastication, première étape dans le processus de digestion des aliments.
2.) ZOOLOGIE
Les mandibules sont deux pièces buccales dures servant, chez certains insectes, à saisir et broyer la nourriture. Elles servent également, selon les espèces, de pinces, d'outils, d'armes (comme chez les lucanes)...

Mandibule

Le puceron est un insecte piqueur-suceur de la famille des Aphidoidés — il est d’ailleurs aussi appelé aphide. Il en existe plus de 5.000 espèces dans le monde dont 250 sont connues pour être des ravageurs. En France, environ 100 espèces sont comptabilisées.Les nuisances causées par les puceronsGrâce à leurs pièces buccales, les pucerons prélèvent la sève des végétaux sur le feuillage, la tige, les racines ou les bourgeons. Ce faisant, ils affaiblissent la plante et peuvent causer d’importants dommages : dessèchement, décoloration, rabougrissement, chute prématurée des feuilles et des aiguilles, formation de galles, etc. Les pucerons peuvent également transmettre des virus et produisent du miellat, un liquide visqueux et collant issu de la digestion des sucres de la sève. Ce miellat attire les fourmis et les abeilles, mais entrave la photosynthèse et favorise le développement de champignons comme la fumagine.Les pucerons s’attaquent à tous types de plantes (ornementales, arbres fruitiers et forestiers, légumes, fleurs, etc). Dans les régions tempérées, on estime qu’une plante sur quatre est un hôte. Certains pucerons sont polyphages mais la plupart restent fidèles à un seul type de plante.Les principales espèces de pucerons en Francepuceron noir de la fève (Aphis fabae) ;puceron du cotonnier et du melon (Aphis gossypii) ;puceron lanigère des racines (Pemphigus bursarius) ;puceron vert et rose de la pomme de terre (Macrosiphum euphorbiae) ;puceron cendré du chou (Brevicoryne brassicae) ;puceron vert du rosier (Macrosiphum rosae) ;puceron noir du cerisier (Myzus cerasi) ;puceron vert du pêcher (Myzus persicae).Anatomie du puceronLe puceron mesure entre 1 et 4 mm de long, avec un corps mou en forme de poire. Une grande variabilité morphologique s'observe entre les espèces et les individus au sein d’une espèce : certains sont ailés et d’autres aptères ; certains sont translucides avec un corps noir, brun, rose ou jaune et d’autres, qualifiés de lanigères, sont recouverts d’une sorte de cire blanchâtre semblable à l’ouate.Le cycle de vie des aphides © Céline Deluzarche d’après Julie Jaquiéry et al, PLOS Genetics, 2015Reproduction du puceronLe puceron possède un mode de reproduction extrêmement rare au sein du règne animal, appelé parthénogenèse cyclique. Durant l’été, tous les individus sont des femelles qui se reproduisent par parthénogenèse, ce qui donne lieu à une multiplication très rapide. Entre 12 et 20 générations peuvent ainsi se succéder au cours de l’été, chaque femelle donnant naissance à environ 60 larves. À la fin de l’automne, les pucerons donnent des formes ailées de mâles et femelles, qui migrent vers l’hôte d’hiver et s’accouplent. Avant de mourir, les femelles pondent des œufs qui restent en terre tout l’hiver pour éclore au printemps. La durée de vie dépend étroitement de la température : entre 15 à 20 jours à 20 °C, jusqu’à deux mois à 10 °C.Le puceron vert de la pomme de terre (Macrosiphum euphorbiae) s’attaque à ce tubercule, mais aussi à la betterave, au chou, au concombre, à la laitue, au dahlia, au glaïeul, ou la rose trémière. © glmory, iNaturalistRemèdes naturels contre le puceronHormis les traitements chimiques, il existe de nombreux remèdes naturels contre les pucerons, comme le savon noir, le purin d’ortie ou le vinaigre blanc. De nombreux insectes prédateurs du puceron (coccinelle, syrphe, chrysope, cécidomyie, hyménoptères parasitoïdes…) peuvent servir pour s’en débarrasser. On utilise pour cela des larves que l’on trouve en jardinerie. Enfin, certaines plantes dites auxiliaires sont connues pour attirer les pucerons qui épargnent ainsi les cultures potagères ou horticoles (capucine, rumex…) ou qui ont au contraire un effet répulsif (lavande, sarrette, souci, oeillet d’Inde…). 

Puceron

Max Planck était un physicien allemand. Considéré comme le créateur de la théorie de la physique quantique. Il a reçu le prix Nobel de physique en 1918.
JeunesseMax Planck est né dans la ville de Kiel, un port de la mer Baltique dans le nord de l’Allemagne, le 23 avril 1858. Fils du juriste et professeur d’université Johann Julius Wilhelm Planck, il descend d’une famille allemande traditionnelle dans laquelle on trouve de nombreux juges, scientifiques et théologiens.Lorsque Max a neuf ans, la famille déménage à Munich pour que son père puisse enseigner à l’université. À Munich, Max a fréquenté le Maximilian Gymnasium, une école secondaire où il a étudié avec un professeur de physique compétent. Il a étudié la musique et est devenu un excellent pianiste.
Études et début dans l’enseignementEn 1874, Max Planck entre à l’université de Munich, où il commence ses études de physique. En 1877, il se rend à Berlin, où il étudie avec de grands physiciens tels que Hermann Helmholtz et Gustav Kirchhof.Il obtient son doctorat en 1879 avec une thèse portant sur une expérience sur la diffusion de l’hydrogène à travers le platine chauffé. On dit que c’est la seule expérience qu’il a réalisée. Il était un scientifique mathématique plutôt qu’expérimental.En 1880, Max Planck retourne à l’université de Munich où il est nommé professeur adjoint. En 1885, il retourne dans sa ville natale, où il enseigne la physique à l’université de Kiel.En 1886, il a épousé Marie Merck. En 1889, à l’âge de trente et un an, il est nommé à la chaire de physique de l’université de Berlin. Après deux ans, il est nommé professeur de physique théorique, en remplacement du professeur Gustav Kirchhof.
Théorie thermodynamiquePlanck était un expert de la théorie de la thermodynamique, qui est la branche de la physique qui étudie les relations entre la chaleur, la température, le travail et l’énergie. La lumière et la chaleur sont liées l’une à l’autre, comme on peut le constater en touchant une ampoule électrique allumée. Et il est bien connu que la couleur de la lumière sert de base pour mesurer des températures plus élevées que celles enregistrées dans les thermomètres.Plus la couleur est proche du blanc, plus la température est élevée. À basse température, le rayonnement est constitué de rayons infrarouges, invisibles. À 540 degrés, le rouge devient visible. À environ 1 400, un bleu brillant apparaît. La température du filament d’une ampoule électrique est d’environ 2 800 degrés.Cette façon d’étudier et de comprendre la lumière expliquait de nombreux phénomènes, comme le mode de sa propagation. Cependant, lorsqu’il a essayé de calculer ce qui se passait, à partir des théories connues, il a constaté que même un tout petit peu de chaleur devait produire une lumière vive.Cependant, dans le cas d’objets qui se trouvent à des températures extrêmement élevées, ils ne reflètent pas une partie de la lumière qui tombe sur eux. Comme tout renferme un peu de chaleur, quelque chose doit clocher, car le calcul a montré que le corps humain, à une température de 37°C, devrait briller dans le noir.
La théorie quantique de PlanckMax Planck a tenté de trouver une explication aux caractéristiques particulières de la lumière émise par des corps chauffés (ou ce que les physiciens appellent le rayonnement du corps noir). L’explication est venue en 1900, lorsque Planck a déclaré que l’énergie n’était pas continue, comme on le pensait.Sa théorie stipulait que le rayonnement est absorbé ou émis par un corps chauffé non pas sous forme d’ondes, mais au moyen de « petits paquets » d’énergie. À ces paquets d’énergie, Max Planck a donné le nom de « quantum », passant l’idée d’une unité minimale, indivisible, puisqu’il s’agirait d’une unité définie d’énergie proportionnelle à la fréquence du rayonnement.Max Planck a présenté cette idée de « quantum » à l’Académie allemande des sciences, mais les scientifiques n’y étaient pas préparés, car la théorie des ondes fonctionnait dans la plupart des cas connus. Lentement, le monde scientifique a commencé à découvrir l’idée de particules d’énergie, c’est-à-dire la théorie quantique de Planck.En 1913, Einstein, qui avait beaucoup contribué à faire avancer la théorie de Planck, se rend à Berlin et ils partagent un intérêt pour les mathématiques. En 1918, Planck a reçu la reconnaissance du monde entier en remportant le prix Nobel de physique.
Planck et le nazismePendant le régime nazi en Allemagne, ses amis Einstein et Schroedinger ont été contraints de quitter l’Allemagne. Planck a refusé à deux reprises de signer un serment d’allégeance au parti nazi. En 1944, en pleine guerre mondiale, son fils est accusé de conspirer contre Hitler et est finalement exécuté. Sa maison et sa bibliothèque ont été détruites par les bombardiers de guerre.Max Planck est mort à Gottingen, en Allemagne, le 4 octobre 1947. En son honneur, l’Académie des sciences Kaiser Wilhelm a été baptisée du nom de Max Planck. La plus haute distinction scientifique allemande est désormais la « médaille Planck ».

Max Planck

Chez les animaux, une larve est une forme jeune dont la morphologie, et souvent le mode de vie, sont très différents de l'adulte. Le début de la vie de la larve commence par l’éclosion de l’œuf. Les larves existent chez les espèces d’animaux au développement indirect, chez qui de grandes transformations (métamorphoses) doivent avoir lieu pour obtenir un adulte. Lors de ces changements, l’animal peut changer de milieu de vie (par exemple le têtard et la grenouille), et/ou de régime alimentaire (par exemple la chenille et le papillon). 
Chez les animaux à développement direct, le jeune à la naissance est un juvénile qui ressemble à l’adulte. De manière générale, seul l’adulte est capable de se reproduire, et non les larves et juvéniles.
Exemple de larves d'insectes
Chez les insectes, la larve subit plusieurs mues avant de devenir un adulte. Comme les arthropodes possèdent un exosquelette peu extensible, leur croissance se fait par étapes. À chaque mue, la larve abandonne une exuvie. La métamorphose permettra l’apparition des caractères sexuels secondaires et des ailes pour les espèces ailées. 
On distingue plusieurs types d’insectes en fonction de leur développement larvaire :
les insectes hétérométaboles : le changement est progressif, la taille augmente progressivement au fil des stades larvaires. Une mue larvaire donne naissance à l’adulte ou imago. C’est le cas des phasmes, sauterelles, criquets, blattes, mantes, termites, psoques, cigales, grillons… ;les insectes holométaboles : un état intermédiaire au repos, la nymphe, sépare la larve de l’adulte. C’est le cas du papillon. Beaucoup de chenilles sont phytophages et se nourrissent de végétaux, d’autres sont entomophages et mangent d’autres insectes (pucerons…) ; les xylophages s'attaquent au bois. Les adultes papillons se nourrissent de liquides comme le nectar des fleurs.

Larve

Les insectes sont des arthropodes dont le corps est divisé en trois segments (tête avec une seule paire d'antennes, thorax et abdomen de 11 segments au maximum). Par ailleurs, ils possèdent trois paires de pattes à l’état adulte, ce qui signifie que ce sont également des hexapodes.
Plus de 830.000 espèces sont connues, mais certains spécialistes estiment qu'il doit en exister entre 10 et 30 millions. Parmi elles, plus de 9.000 espèces de fourmis ont été dénombrées.
Les insectes et leurs modalités de mue
Durant leur développement, les insectes réalisent toute une série de mues, selon trois modalités :
 les amétaboles : aucun changement de forme n'a lieu durant la croissance des insectes de ce groupe, autrement dit les larves sont semblables aux adultes ; les hémimétaboles : il survient une métamorphose imparfaite lors de la dernière mue, ce qui signifie que les larves ressemblent beaucoup aux adultes (exemple : les grillons) ;les holométaboles : ces insectes ont une métamorphose parfaite, les larves étant fort différentes des adultes (ou imagos), notamment du point de vue de leur écologie (cas de l'asticot et de la mouche).

Insecte

Un microscope confocal est un microscope optique ayant pour mission de réaliser des images de très faibles profondeurs de champ, appelées coupes optiques. 
Technique du microscope confocal
Avec un microscope optique classique, si un objet est épais, il n’est possible d’obtenir une image nette que d’une partie de l’objet qui est dans le plan focal. Les plans focaux situés dessous ou dessus rendent l’image floue.
Le principe du microscope confocal est d’éliminer la lumière provenant de coupes optiques supérieures et inférieures, à l’aide de trous d’épingles situés à la source de la lumière et avant le détecteur. Pour ce faire, on place un diaphragme devant le détecteur, dans le plan focal conjugué au plan focal de l'objectif (d'où l'attribut « confocal »). Ainsi, seule la lumière provenant du plan focal atteint le détecteur.
La source lumineuse est un laser, qui balaye point par point l'objet à analyser. Dans sa configuration « réflexion », il utilise un miroir semi-réfléchissant, qui réfléchit le rayon provenant de l'objet vers un détecteur. Ce dernier peut ainsi mesurer l'intensité lumineuse de chaque point et la stocker dans un ordinateur.
Une fois que le balayage selon les abscisses et les ordonnées est effectué, et qu'une image à deux dimensions est obtenue, le plateau contenant l'objet est déplacé d'un incrément dz, et le balayage recommence. Ainsi, on mémorise des « tranches », qui peuvent par la suite être traitées informatiquement pour obtenir des images à trois dimensions de l'objet.
Utilisation du microscope confocal
La résolution est meilleure qu'avec un microscope optique classique (180 nanomètres en largeur et 400 à 600 nanomètres en profondeur). Les images sont aussi beaucoup plus nettes.
Le microscope confocal est beaucoup utilisé en biologie moléculaire pour déterminer l’interaction entre deux protéines (FRET) ou la localisation subcellulaire de certaines protéines.

Microscope confocal

4737_portrait-d-une-larve-de-chrysope

Dr. Donna Stolz, Universit&eacute; de Pittsburg, Pennsylvanie, &Eacute;tats-UnisBrin d'herbe. Image r&eacute;alis&eacute;e gr&acirc;ce &agrave; une superposition de plusieurs clich&eacute;s effectu&eacute;s &agrave; l'aide d'un [popupdefinition id=7777]microscope confocal[/popupdefinition] et par autofluorescence. C'est un ph&eacute;nom&egrave;ne visible lorsque les &eacute;chantillons observ&eacute;s sont compos&eacute;s de [popupdefinition id=783]mol&eacute;cules[/popupdefinition] [popupdefinition id=4110]aromatiques[/popupdefinition] (comme la [popupdefinition id=112]chlorophylle[/popupdefinition]). Ici, les [popupdefinition id=13330]trichomes[/popupdefinition] (petits poils) du brin d'herbe fluorescent dans l'[popupdefinition id=1003]ultraviolet[/popupdefinition] tandis que le reste du brin d'herbe fluoresce dans les [popupdefinition id=4575]longueurs d'onde[/popupdefinition] de l'orange et du vert. Les [popupdefinition id=4126]couleurs[/popupdefinition] sur la photo r&eacute;sultent de la superposition des clich&eacute;s. Grossissement 200x.

Brin d’herbe en autofluorescence

Une molécule est un ensemble d’atomes (au moins deux) identiques ou non, unis les uns aux autres par le biais de liaisons chimiques. Ces dernières sont les résultats de la mise en commun d’un certain nombre d’électrons gravitant sur la couche externe des atomes.
La liaison dite covalente simple est la plus simple des liaisons que l’on puisse rencontrer entre deux atomes lorsque ceux-ci mettent en commun un unique électron de leur couche externe chacun. Les deux électrons en question forment ainsi un doublet liant.
La structure d'une molécule est déterminée par le nombre de doublets d'électrons, liants ou non. Une molécule qui compte quatre liaisons covalentes simples, comme le méthane (CH4), présente une forme tétraédrique. En revanche, une molécule qui présente quatre liaisons covalentes dont une triple, comme l'acétylène (C2H2), sera de forme linéaire. L'objectif étant de minimiser les forces de répulsions entre doublets.
Composition chimique et représentation des molécules
La formule chimique d’une molécule renseigne sur sa composition chimique. La molécule d’eau, de formule H2O, par exemple, est constituée de deux atomes d’hydrogène, H, et d’un atome d’oxygène, O.
D’autres représentations peuvent renseigner sur la structure de la molécule comme par exemple les représentations suivantes : 
La formule développée fait apparaître les doublets d'électrons liants. Pour la molécule d’eau, on obtient : H – O – H ;La formule de Lewis figure les liaisons entre les atomes ainsi que les électrons de valence qui ne participent pas aux liaisons. C'est en quelque sorte, une formule développée plus complète ;La représentation de Cram met en évidence la structure de la molécule dans l'espace mais elle ne distingue pas les liaisons chimiques simples des liaisons doubles.
Une formule unique mais des molécules différentes
Ces différentes représentations peuvent être très utiles pour distinguer des molécules que l'on nomme isomères. Celles-ci possèdent une même formule brute mais des formules développées ou des représentations différentes. Elles peuvent donc avoir des propriétés différentes.
C'est par exemple le cas du butane et du méthylpropane (ou isobutane) : ils sont tous deux représentés par la formule brute C4H10 mais se distinguent par la configuration de leurs chaînes carbonées.

Molécule

La physique des ondes étudie les déformations qui se propagent dans un milieu, que celui-ci soit matériel ou non. Il existe trois grandes catégories d’ondes : les ondes gravitationnelles, les ondes mécaniques et les ondes électromagnétiques.Les trois types d'ondesLes ondes sont catégorisées en 3 grandes familles :Les ondes gravitationnelles qui sont liées à la notion de relativité et de l'espace-temps. La rédaction de Futura a consacré un dossier entier à ces ondes gravitationnelles qui transportent l'énergie à la vitesse de la lumière. Elles sont notamment au coeur de l'étude des trous noirs en astrophysique.Les ondes mécaniques sont celles qui se propagent dans un milieu matériel qu'il soit liquide, gazeux ou solide. On y retrouve par exemple la houle qui se forme dans l'eau, les ondes sismiques qui sont dans la croûte terrestre ou encore les ondes sonores qui sont invisibles à l'oeil nu mais qui se diffusent grâce à l'air.Les ondes électromagnétiques comprennent à la fois la lumière mais aussi les ondes radios. Ce qui les différencie des deux autres catégories sont leurs capacités à transporter de l'énergie mais aussi de l'information. C'est la raison pour laquelle elles sont au centre des progrès technologiques en matière de télécommunications.La longueur d’onde est l’une des caractéristiques propres à chaque onde, quelle que soit sa nature. Elle se note à l’aide de la lettre grecque lambda : λ. Elle représente la périodicité spatiale des oscillations, c’est-à-dire la distance entre deux maximas de l’oscillation, par exemple. La longueur d’onde est aussi la distance parcourue par l’onde pendant une période d’oscillation. Ainsi, elle est inversement proportionnelle à la fréquence et s’exprime en mètre.La longueur d’onde représente la distance parcourue par l’onde pendant une période d’oscillation. © Schlurcher, Wikipedia, CC by-sa 3.0À chaque onde, sa longueur d’ondeNotez que la longueur d’onde dépend de la vitesse à laquelle l’onde se propage dans le milieu. Ainsi, lorsqu’une onde passe d’un milieu à un autre en changeant de vitesse, sa longueur d’onde varie, même si sa fréquence reste la même. Le tout selon la relation suivante : λ = c.T = c/f, où c correspond à la célérité de l’onde, T à sa période temporelle et f à sa fréquence.Les noms donnés aux ondes électromagnétiques permettent de les situer sur l’échelle des longueurs d’onde. Les ondes radio présentent des longueurs d’onde supérieures à 30 centimètres. Les longueurs d’onde de la lumière visible se situent entre 400 et 700 nanomètres. Et chaque couleur de la lumière visible est caractérisée par un intervalle de longueur d’onde. Ainsi, le vert se situe autour des 510 nanomètres et le rouge, autour des 650 nanomètres.Rappelons également que plus la longueur d’onde d’une onde électromagnétique est courte, plus l’énergie qu’elle transporte est grande. Les rayons X par exemple présentent une longueur d’onde comprise entre 10-11 et 10-8 mètres. Ils transportent ainsi plus d’énergie que les micro-ondes dont la longueur d’onde se situe entre 3 millimètres et 30 centimètres.

Longueur d'onde

En chimie organique, un composé aromatique est une molécule présentant un ou plusieurs cycles, c’est-à-dire que les atomes sont arrangés de façon à former une structure cyclique plane. Par ailleurs, le cycle comporte 4n+2 électrons délocalisés sur l’ensemble du cycle, ce qui confère à la molécule une très grande stabilité. Souvent, ces substances présentent une odeur forte, d’où leur nom, et sont donc beaucoup utilisées en parfumerie.
Le plus connu de ces composés est le benzène – il s’agit plus précisément d’un hydrocarbure aromatique. D’autres composés aromatiques sont les dérivés du benzène, tels les hydrocarbures aromatiques monocycliques, le phénol, l’acide benzoïque, le chlorobenzène, le paracétamol, etc. Ils ont en commun de posséder un unique cycle, constitué de six atomes de carbone. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques comportent quant à eux plusieurs cycles accolés, comme le naphtalène (2 cycles) ou l’anthracène (3 cycles).
Les hétérocycles aromatiques se caractérisent par la présence d’un ou plusieurs éléments différents du carbone à l’intérieur du cycle, par exemple de l’oxygène (comme le furane), de l’azote (comme la pyridine), etc.
L’acide benzoïque (à gauche) et le furane (à droite) sont des composés aromatiques. © Wikimedia Commons
Réactivité et synthèse des composés aromatiques
Grâce à leur structure cyclique, les composés aromatiques sont très stables. Les réactions susceptibles d’entraîner une perte d’aromaticité, autrement dit une rupture du cycle, telles les réactions d’oxydation ou d’addition, sont très difficiles à réaliser.
À l’inverse, ils sont impliqués dans des réactions de substitution électrophile, qui d’une part préservent le cycle et qui, d’autre part, sont faciles à réaliser car les composés aromatiques possèdent beaucoup d’électrons : ils réagissent donc volontiers avec des composés électrophiles.
Ces réactions ont de l’intérêt pour l’industrie chimique et la recherche, puisqu’elles permettent de synthétiser une grande variété de substances aromatiques. Par exemple, le nitrobenzène, utilisé dans la fabrication des vernis et des cirages, est produit lors d’une réaction de substitution entre le benzène et l’acide nitrique.

Aromatique

Nom féminin du grec khloros = vert et phullon = feuille. Pigment vert des végétaux permettant la photosynthèse composé d'un anneau porphyrine avec un atome de magnésium lié au complexe. Cette molécule est fondamentale dans le processus de photo-oxydation , processus par lequel la lumière est transformée en énergie chimique disponible pour la cellule. Il y a plusieurs sortes de cholophylle nommées a, b, c, d dont les longueurs d'onde d'activation ne sont pas tout à fait les mêmes.

Chlorophylle

Les trichomes sont des poils qui tapissent la surface d’un organe végétal (en densité variable selon les espèces et les organes considérés). En d’autres mots, ce sont les poils d’une plante.
Fonctions des trichomes
Excroissances unicellulaires ou multicellulaires, les trichomes peuvent avoir différentes fonctions. Certains servent à augmenter la surface d’absorption d’une racine, tandis que d’autres réfléchissent la lumière solaire pour limiter l’évapotranspiration, retiennent l’eau de pluie ou fournissent une protection à leur hôte. Cette liste n’est pas exhaustive.

Trichome

On qualifie de rayonnement ultraviolet (UV), un rayonnement électromagnétique de même nature que la lumière visible. Toutefois ses longueurs d’onde, comprises entre 20 nm et 400 nm, sont trop courtes pour être perceptibles par l’œil humain. L’énergie que ce rayonnement transporte, en revanche, est d’autant plus importante que la longueur d’onde est faible. Elle peut provoquer des dommages au corps humain.Des ultraviolets peuvent être produits par des sources artificielles comme des lasers ou des lampes à bronzage. Cependant ils nous arrivent essentiellement du Soleil. C’est 5 % du rayonnement que nous recevons au niveau de la mer — car la quantité de rayonnement UV reçu augmente avec l’altitude — qui est ainsi composé d’UV, majoritairement d’UVA (98 %), mais aussi de quelques UVB (2 %).À 1.500 mètres d’altitude, le rayonnement UV est environ de 20 % plus intense qu’au niveau de la mer. © danfador, Pixabay, CC0 Creative CommonsRayons ultraviolets et santéLe rayonnement ultraviolet se divise en trois grandes catégories :Les UVA se situent aux longueurs d’onde comprises entre 320 et 400 nm. Ce sont les moins énergétiques, mais aussi les plus pénétrants. On les qualifie d’« agents du bronzage », car ils sont à l’origine d’une pigmentation immédiate de la peau. Ils contribuent aussi au vieillissement de la peau et du cristallin et peuvent entraîner des modifications génétiques à l’origine de cancers cutanés ;Les UVB, dont la longueur d’onde oscille entre 290 et 320 nm, sont un peu plus énergétiques et partiellement arrêtés par la couche d’ozone et totalement par le verre et les nuages. En cas de surexposition, ils peuvent provoquer des réactions inflammatoires, des coups de soleil voire des brûlures. Ils altèrent également le patrimoine génétique des cellules ;Les UVC, qui se trouvent entre 100 et 290 nm, sont très énergétiques et extrêmement dangereux pour la santé. Heureusement, ils sont totalement arrêtés par la couche d’ozone.Mais le rayonnement UV a aussi des effets positifs sur notre santé. S’exposer quelques minutes par jour aux UVB du Soleil permet de synthétiser de la vitamine D qui facilite l’absorption du calcium et du phosphore par l’organisme. Et les UVB aident aussi à traiter des maladies telles que le psoriasis ou l’eczéma. Les UVC peuvent être utilisés par les hôpitaux par exemple comme agents stérilisants. Ils sont en effet germicides. Les UVA, quant à eux, aideraient à limiter le développement de la myopie.L’indice UV permet d’évaluer le risque encouru et s’accompagne de conseils pour le limiter. Sous un indice 1, par exemple, le risque est faible, mais le port de lunettes est recommandé si la journée est ensoleillée. Avec un indice 6, le risque est élevé. Il est conseillé de porter lunettes et chapeau, de rester à l’ombre et d’utiliser un écran solaire haute protection. Lorsque l’indice dépasse le 11, le risque est extrême. La peau peut brûler en quelques minutes seulement.

Ultraviolet

La couleur, c'est ce qui permet de différencier deux objets de formes et de structures identiques, par exemple le drapeau italien du drapeau français. C'est aussi ce qui n'est ni blanc, ni gris, ni noir. Le blanc et le noir étant les bornes de la gamme des gris neutres.
Quelquefois, la couleur est utilisée pour désigner un objet, comme dans le cas d’un tube de rouge pour parler du rouge à lèvres, par exemple. La couleur est aussi parfois confondue avec la tonalité. Par exemple dans un ton vert, il y a plusieurs couleurs vertes, plus ou moins claires ou foncées. Une couleur est unique.
Il existe deux systèmes trichromatiques (trois couleurs primaires) :
par synthèse additive, dont les couleurs primaires sont rouge, vert et bleu (RVB) ;et par synthèse soustractive, dont les couleurs primaires sont cyan, magenta et jaune (CMJ).
La couleur du physicien
La couleur, c’est aussi la sensation produite par un rayonnement physiquement défini appelé stimulus. Celui-ci pénètre dans l'œil et est capté par des millions de cônes répartis dans la rétine mais surtout concentrés dans sa partie centrale, la fovéa, siège de la vision la plus distincte.
Pour le physicien, le terme de couleur renvoie donc à la couleur spectrale, c’est-à-dire à la perception sensorielle de l’œil humain en fonction de la longueur d’onde de la lumière qu’il reçoit. Ainsi, une lumière de longueur d’onde 550 nm est perçue comme étant de couleur verte. Le spectre visible est composé des sept couleurs de l’arc-en-ciel, soit rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Le vert étant la couleur à laquelle l’œil humain est le plus sensible.
 L’œil humain peut différencier près de huit millions de nuances de couleurs. Pourtant, cet organe si avancé ne donne que peu d’informations à notre cortex pour créer une image. Alors que se passe-t-il exactement lorsque nous voyons ? Unisciel et l’université de Lille 1 nous expliquent, avec le programme Kézako, le fonctionnement de ce surprenant organe. © Unisciel
La production des couleurs
C’est en interagissant (absorption, diffusion, réfraction, interférences ou diffraction) avec la matière que la lumière produit des couleurs. La couleur bleue du ciel est ainsi le résultat d'une combinaison de plusieurs de ces phénomènes.
L’absorption de lumière est l’un des principaux mécanismes qui entrent dans le jeu des couleurs dans la vie courante. En effet, la plupart des matériaux ont pour particularité d’absorber certaines longueurs d’ondes de la lumière. Si, par exemple, les carottes nous apparaissent orange, c’est qu’elles contiennent du bêtacarotène qui absorbe les longueurs d’ondes comprises entre le violet et le vert et réfléchit la partie du spectre allant du rouge au vert.
La couleur du physicien des particules
Le physicien des particules utilise le terme « couleur » pour désigner un nombre quantique attribué aux quarks et aux gluons. Ainsi, les quarks existent en trois couleurs : rouge, bleu et vert. Les hadrons, quant à eux, sont de couleur neutre, c’est-à-dire blancs. Cependant, aucun rapport ici avec une perception visuelle que nous pourrions en avoir.
La notion de charge de couleur a été introduite pour expliquer la coexistence des quarks au sein des hadrons, tout en satisfaisant le principe d’exclusion de Pauli. Aujourd’hui, la chromodynamique quantique joue un rôle important dans le modèle standard de la physique des particules.

Couleur

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Frank Fox, Fachhochschule Trier, Rheinland-Pfalz, AllemagneSp&eacute;cimen vivant de la microalgue Melosira moniliformis, une [popupdefinition id=12607]diatom&eacute;e[/popupdefinition]. Les cellules de ces organismes mesurent entre 8 et 80 [popupdefinition id=5146]microns[/popupdefinition]. Ici, l'&eacute;chantillon d'eau contenant la microalgue a &eacute;t&eacute; pr&eacute;lev&eacute; dans la [popupdefinition id=21173]mer Baltique[/popupdefinition], dans une zone [popupdefinition id=6598]saum&acirc;tre[/popupdefinition]. Microscopie &agrave; [popupdefinition id=1975]contraste[/popupdefinition] interf&eacute;rentiel. Grossissement 320x.

Microalgue de la Baltique

Une eau saumâtre est une eau légèrement à moyennement salée. Sa teneur en sel est comprise entre 1 et 10 g/l, contre 35 g/l en moyenne pour l'eau de mer. Il s'agit donc d'eaux oligohalines à mésohalines.

Formation et sources de l'eau saumâtre
L'eau saumâtre peut apparaître à la suite de la rencontre de masses d'eau douce et salée. Elle peut être observée dans l'estuaire d'un fleuve, lors de la fonte de la banquise en Arctique ou par la dissolution de roches sédimentaires riches en sels.
Elle peut aussi prendre vie avec des activités humaines, comme le salage des routes en hiver.

Importance écologique des eaux saumâtres
Les eaux saumâtres jouent un rôle crucial dans les écosystèmes côtiers. Elles servent de zones tampons, réduisant l'impact des marées et des inondations. De plus, elles sont souvent des habitats de reproduction et de nurserie pour de nombreuses espèces de poissons et d'oiseaux migrateurs.

Adaptations des organismes
Les espèces vivant dans des environnements saumâtres ont développé des adaptations fascinantes pour réguler la salinité interne. Par exemple, beaucoup de poissons de ces habitats sont capables de modifier leur osmorégulation selon les fluctuations de salinité. Cette capacité les aide à survivre dans des conditions qui seraient autrement létales pour d'autres espèces.

Défis environnementaux et gestion de l'eau saumâtre
Les zones d'eau saumâtre sont souvent vulnérables aux activités humaines. L'urbanisation et la pollution peuvent altérer significativement ces écosystèmes. La gestion durable des eaux saumâtres est donc essentielle pour maintenir la biodiversité et les services écosystémiques qu'elles fournissent.

Surveillance de la qualité de l'eau
Restauration des habitats naturels
Education et sensibilisation du public


Impacts du changement climatique sur les eaux saumâtres
Le changement climatique pose également des défis majeurs pour les écosystèmes d'eau saumâtre. L'élévation du niveau de la mer, l'augmentation de la température de l'eau et les changements dans les précipitations peuvent tous influencer la salinité et la qualité de ces habitats. Ces modifications ont le potentiel de perturber les espèces qui dépendent de ces environnements.

Applications pratiques et économiques de l'eau saumâtre
Outre son importance écologique, l'eau saumâtre a également des applications pratiques. Dans certaines régions, elle est utilisée pour l'aquaculture, offrant un milieu adapté pour l'élevage de certaines espèces de poissons et de crustacés qui préfèrent ou tolèrent des salinités intermédiaires. De plus, des initiatives de dessalement de l'eau saumâtre sont en cours pour contribuer à répondre aux besoins en eau douce. 

L'eau saumâtre n'est pas seulement un phénomène naturel intéressant, mais elle est aussi vitale pour de nombreux écosystèmes et a des implications significatives pour les activités humaines. Sa gestion et sa préservation exigent une attention considérable pour maintenir la santé écologique et la durabilité des ressources naturelles associées.

Eau saumâtre

La mer Baltique, située au cœur de l'Europe du Nord, est une mer intérieure fascinante qui relie plusieurs nations à travers ses eaux tranquilles. En plus de son rôle écologique crucial, elle joue un rôle significatif dans l'histoire, la culture et l'économie des pays qui la bordent. Pour explorer les mystères de la mer Baltique, plongeons dans la cartographie de ses côtes, la particularité de sa couleur, et la profondeur qui réside sous sa surface.Quels sont les pays qui bordent la mer Baltique ?La mer Baltique baigne les rivages de neuf pays, créant une région maritime diversifiée. Les nations qui bordent la mer Baltique comprennent la Suède, la Finlande, l'Estonie, la Lettonie, la Lituanie, la Pologne, l'Allemagne, le Danemark, et la Russie. Chacun de ces pays contribue à la richesse culturelle et économique de la mer Baltique, avec des ports animés, des zones côtières pittoresques, et une variété d'écosystèmes marins. Paysage d'une plage en mer Baltique, située sur la jetée à Ahlbeck Pier, sur l'île d'Usedom en Allemagne. © fotowunsch, Adobe StockPourquoi la mer Baltique est-elle noire ?La couleur de la mer Baltique, souvent qualifiée de « noire » par contraste avec d'autres mers, résulte de plusieurs facteurs. L'une des principales raisons est la faible salinité de l'eau due à la contribution significative des eaux douces des rivières et des précipitations. Cette faible salinité réduit la capacité de la mer à réfléchir la lumière du soleil, donnant à ses eaux une teinte plus sombre. De plus, la présence d'algues et de matière organique peut également influencer la couleur de la mer, créant des nuances de vert et de brun qui contribuent à sa teinte distinctive.Quelle est la profondeur de la mer Baltique ?La profondeur de la mer Baltique varie considérablement d'une région à l'autre. La partie centrale de la mer Baltique est relativement peu profonde, avec des fonds marins qui atteignent généralement entre 50 et 100 mètres. Cependant, certaines parties, comme la fosse Gotland au large des côtes suédoises, atteignent des profondeurs de plus de 450 mètres. La mer Baltique est également parsemée d'îles, de bancs de sable et d'estuaires, ajoutant une complexité géographique à ses fonds marins.

Mer Baltique

Le contraste est l'écart de luminosité entre les hautes et les basses lumières.

Contraste

Les diatomées sont des algues brunes vivant en eaux douces comme en eaux salées et présentes dans toutes les mers du monde. Elles peuvent être libres ou fixées sur d'autres algues, à des plantes submergées ou des rochers.

Les diatomées, qui mesurent entre 0,02 et 0,3 mm, sont les organismes les plus représentés du plancton.

Structure et caractéristiques biologiques des diatomées
Les diatomées sont célèbres pour leurs frustules uniques, qui sont des enveloppes externes silicieuses composées de deux valves emboîtées. Ces frustules présentent une grande variété de formes et de motifs géométriques, qui sont souvent utilisés pour identifier les différentes espèces.

Contribution écologique et applications scientifiques
Sur le plan écologique, les diatomées jouent un rôle crucial dans les cycles aquatiques de la matière et de l'énergie. Elles sont une composante majeure de la base de la chaîne alimentaire aquatique, fournissant une source de nourriture essentielle pour de nombreux animaux marins et d'eau douce.

De plus, les diatomées sont impliquées dans la régulation des cycles biogéochimiques, notamment en participant activement à la fixation du carbone et à la production d'oxygène par photosynthèse. On estime que ces algues produisent environ 20% de l'oxygène sur Terre, ce qui souligne leur importance pour l'environnement et pour la vie sur la planète.

Utilisation des diatomées dans l'industrie et la recherche
En dehors de leur rôle écologique, les diatomées ont des applications pratiques significatives. Dans l'industrie, les propriétés de leurs frustules en silice les rendent utiles dans la fabrication de filtres, isolants et abrasifs. Les qualités filtrantes de la silice diatomique sont exploitées pour clarifier les liquides, mais aussi dans la production de bière et de vin où elles aident à éliminer les impuretés.

Sur le plan scientifique, les diatomées sont souvent utilisées comme bio-indicateurs pour évaluer la qualité de l'environnement aquatique. Leur sensibilité aux changements de leur environnement, tels que les niveaux de pH, les toxines et les nutriments, fait des populations de diatomées un excellent reflet de la santé écologique des systèmes d'eau

Malgré leur abondance et leur importance, les diatomées font face à plusieurs menaces dues à des activités humaines, notamment la pollution et le changement climatique. L'acidification des océans, en particulier, pourrait affecter la capacité des diatomées à former leurs frustules siliceuses, impactant ainsi leur survie et, par extension, celle de nombreux écosystèmes aquatiques.

Les recherches futures dans le domaine des diatomées pourraient se concentrer sur l'amélioration des méthodes de monitoring environnemental et sur l'exploitation de leur potentiel biotechnologique. La génétique des diatomées, notamment, offre des possibilités fascinantes pour développer de nouvelles solutions biotechnologiques pour l'environnement et pour l'industrie.

Les diatomées sont des organismes incroyablement influents malgré leur petite taille. Elles jouent un rôle crucial non seulement dans l'écologie aquatique mais aussi dans des applications industrielles et scientifiques. Les études et innovations autour des diatomées continueront d'être vitales pour notre environnement et pour le développement scientifique et technologique futur.

Diatomée

Un micromètre, de symbole µm, vaut 10-6 m soit 0, 000 001 mètre. L'utilisation du mot micron a été retirée du Système Internationale en 1968.

Micron

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Dr. Robin Young, universit&eacute; de Colombie Britanique, Vancouver, CanadaLepidozia reptans est une plante [popupdefinition id=14460]embryophyte[/popupdefinition] terrestre appartenant &agrave; l'[popupdefinition id=9066]embranchement[/popupdefinition] des hepaticophytes. Les plantes de cet embranchement ont conserv&eacute; des caract&egrave;res tr&egrave;s archa&iuml;ques et sont assez proches des [popupdefinition id=5908]mousses[/popupdefinition]. Comme elles, on les retrouve dans des milieux sombres et humides. Microscopie confocale avec fluorescence intrins&egrave;que. Grossissement 20x.

Lepidozia reptans, une plante à la loupe

Les bryophytes, groupe diversifié de plantes non vasculaires, représentent l'une des premières étapes de l'évolution végétale sur terre. Composées de mousses, d'hépatiques et anthocérotes, ces plantes primitives ont prospéré dans une variété d'habitats, des régions humides aux environnements arctiques, contribuant à la formation des sols et jouant un rôle essentiel dans les cycles biogéochimiques. Cet article explore en détail la définition, la diversité et l'importance écologique des bryophytes.Diversité des bryophytesLes bryophytes comprennent trois groupes principaux : les mousses (Bryophyta), les hépatiques (Hepatophyta) et les anthocérotes (Anthocerotophyta). Ces plantes partagent certaines caractéristiques communes, notamment l'absence de vaisseaux conducteurs de sève, la reproduction via des spores et une alternance de générations entre une phase gamétophytique dominante et une phase sporophytique réduite.Les mousses, souvent trouvées dans des environnements humides, forment des tapis verts caractéristiques. Les hépatiques, quant à elles, se présentent sous une variété de formes, certaines ressemblant à des feuilles plates, tandis que d'autres ont une apparence plus complexe. Les anthocérotes, moins connues, se distinguent par la forme de leurs thalles en forme de cornes.Les bryophytes, comme les mousses, sont des plantes non vasculaires, plutôt petites et qui poussent dans des habitats humides. © ArtushFoto, Adobe StockCycle de vie et reproductionLe cycle de vie des bryophytes est caractérisé par une alternance de générations entre le gamétophyte, produisant des gamètes, et le sporophyte, produisant des spores. La phase gamétophytique, généralement dominante, se présente sous la forme d'un thalle vert et aplati chez les mousses et les hépatiques. Les anthocérotes ont une structure thalloïde semblable mais avec des thalles plus simples.La reproduction des bryophytes se fait généralement par la libération de spores à partir du sporophyte. Ces spores se dispersent dans l'environnement, germent, et donnent naissance à de nouveaux gamétophytes, fermant ainsi le cycle de vie. Les bryophytes se développent sur de nombreux supports : sur le sol, sur des troncs d’arbres, du bois mort, des rochers...Bloc "Le saviez-vous ?"Importance écologique des bryophytesBien que souvent négligées en raison de leur taille modeste, les bryophytes jouent un rôle crucial dans les écosystèmes terrestres. Leurs tapis denses contribuent à la stabilisation des sols, prévenant l'érosion et facilitant la colonisation d'autres plantes. En absorbant l'eau et en contribuant à la formation de litière, les bryophytes créent des microclimats favorables à d'autres organismes.Les mousses sont également capables de fixer l'azote atmosphérique, enrichissant ainsi les sols en nutriments. En tant qu'indicateurs environnementaux sensibles, les bryophytes peuvent également être utilisées pour évaluer la qualité écologique des habitats, reflétant les changements dans les niveaux d'humidité, d'acidité et de pollution atmosphérique.Champ lexical : plante non vasculaire | mousse

Bryophyte

Les embryophytes constituent un sous-règne du monde végétal, comprenant l'ensemble des plantes terrestres. Cet ensemble monophylétique se caractérise par la présence d'un embryon végétal, d'une cuticule, de spores, de sporanges ou de gamétanges. Ces végétaux se composent de racines, de tiges et de feuilles. Les embryophytes se distinguent des chlorophytes, intégrant les algues vertes. Ensemble, ces deux groupes forment le règne végétal.

Classification des embryophytes

De manière classique, on subdivisait les embryophytes en trois :

les bryophytes (les mousses);
les ptéridophytes (les fougères);
les spermatophytes (plantes à graines).

Néanmoins, cette classification semble erronée, puisque mousses et fougères forment des ensembles paraphylétiques.

Adaptations des embryophytes à la vie terrestre

Les embryophytes ont dû développer de multiples adaptations physiologiques et structurales pour survivre en milieu terrestre. Parmi les plus importantes, on compte:

L’évolution d’une cuticule imperméable, réduisant la perte d'eau.
Des structures de support telles que les tiges lignifiées et des racines bien développées pour l’ancrage et l’absorption d’eau et de nutriments.
L’apparition des stomates, permettant les échanges gazeux tout en minimisant la perte d'eau.


Importance écologique des embryophytes

Les embryophytes jouent un rôle crucial en fournissant une base pour la majorité des écosystèmes terrestres. Ils contribuent à:

La formation du sol à travers la décomposition de leurs tissus morts et d'autres matières organiques.
La régulation du cycle hydrologique en retenant l'eau dans leurs tissus et relâchant de la vapeur d'eau dans l’atmosphère par transpiration.
La séquestration du dioxyde de carbone, contribuant ainsi à la régulation du climat terrestre.


Diversité morphologique et fonctionnelle

Le sous-règne des embryophytes affiche une richesse en formes qui varient des simples mousses aux complexes angiospermes. Cette diversité est liée à l’évolution de structures spécialisées favorisant la reproduction et la survie dans divers habitats:

Les bryophytes, comme les mousses, sont généralement non vasculaires et se trouvent en milieux humides et ombragés.
Les ptéridophytes, regroupant principalement les fougères, disposent de frondes et sont capables de croître dans des environnements aussi variés que les forêts tropicales et les zones tempérées.
Les spermatophytes se divisent en gymnospermes et angiospermes, ces derniers étant particulièrement diversifiés avec des fleurs et des fruits facilitant la dispersion des graines.


Importance économique des embryophytes

Outre leur rôle écologique, les embryophytes ont une grande importance économique pour les humains:

Les cultures alimentaires, majoritairement composées de plantes angiospermes, sont essentielles à l'alimentation humaine.
Les plantes sont utilisées dans de nombreux secteurs industriels, notamment dans la pharmacie, la cosmétique et l’énergie.
La foresterie emploie des arbres provenant des embryophytes pour le bois, le papier et les biocarburants.


Les embryophytes, avec leur large éventail de formes et de fonctions, sont essentiels non seulement pour l'intégrité écologique de la planète mais aussi pour les industries humaines et la survie. À travers une meilleure compréhension de leur biologie et de leur écologie, on peut optimiser leur gestion pour un avenir durable.

Embryophyte

Un embranchement (ou phylum ou division), correspond au deuxième rang de la classification des êtres vivants, juste sous le règne (animaux, végétaux,
champignons, protiste, bactérie, 
archée), et juste au-dessus de la classe. Il existe également des sous-embranchements (ou sous-phylums ou sous-divisions).

Nomenclature des embranchements

Chez les plantes et les 
champignons, les noms des embranchements possèdent un suffixe particulier, respectivement -phyta et -mycota. Les embranchements animaux quant à eux ne possèdent pas de suffixe particulier : ceux-ci ne sont utilisés qu'à partir du rang des superfamilles.

Classification et importance des embranchements
La classification des êtres vivants en différents embranchements aide les scientifiques à comprendre les relations évolutives et les caractéristiques communes entre les organismes. Cette organisation est fondamentale pour l'étude de la biologie et offre un cadre pour le regroupement des espèces selon des traits distincts et significatifs.

Caractéristiques des principaux embranchements
Dans le règne animal, quelques embranchements se distinguent par leur diversité et leur complexité. Par exemple, l'embranchement des Chordés, qui inclut tous les vertébrés ainsi que certaines espèces plus primitives comme les tuniciers et les amphioxus. Les Arthropodes, qui comprennent les insectes, les arachnides, les crustacés et les myriapodes, représentent également un embranchement d'une immense diversité biologique.
Du côté des plantes, le groupe des Angiospermes, appartenant à l'embranchement des Magnoliophyta, domine en termes de nombre d'espèces et d'impact écologique et économique. Quant aux Fungi, l'embranchement des Basidiomycota ainsi que celui des Ascomycota sont cruciaux pour leur rôle de décomposeurs dans les écosystèmes et leur utilisation en pharmacologie et alimentation.

Rôle écologique et économique
Les embranchements ne jouent pas seulement un rôle crucial dans la classification biologique, mais également dans l'économie et l'écologie mondiale. Par exemple, les membres de l'embranchement des Cyanobactéries sont essentiels pour la fixation du dioxyde de carbone et la production d'oxygène par photosynthèse. Dans le domaine agricole, certaines espèces de l'embranchement des Nematoda, ou nématodes, peuvent être nuisibles aux cultures tandis que d'autres sont utilisées pour le contrôle biologique des pestes.
De même, l'embranchement des Cnidaires, qui inclut les coraux, joue un rôle vital dans la maintenance de la biodiversité marine et la protection des côtes. La destruction ou les menaces pesant sur cet embranchement peuvent avoir des répercussions graves sur les écosystèmes marins et les économies qui en dépendent.

Challenges et enjeux de la classification moderne
La classification en embranchements face aux avancées de la génétique moléculaire présente des défis. Le séquençage génomique a révélé des liens inattendus entre les organismes, remettant en question certains groupements traditionnels et suggérant de nouveaux regroupements basés sur des données génétiques plutôt que sur des caractéristiques morphologiques ou anatomiques seules.
Ce renouveau taxonomique, bien que controversé, est essentiel pour affiner nos connaissances sur l'origine et l'évolution des espèces. Il souligne l'importance d'une approche flexible et adaptative en taxonomie, capable d'intégrer de nouvelles informations scientifiques tout en préservant l'utilité pratique de ces classifications pour l'enseignement, la recherche et la conservation.

Embranchement

4740_lepidozia-reptans--une-plante-a-la-loupe

Alfred Pasieka, AllemagneReconstruction en trois dimensions de [popupdefinition id=1875]circuits int&eacute;gr&eacute;s[/popupdefinition]. Microscopie &agrave; [popupdefinition id=1975]contraste[/popupdefinition] interf&eacute;rentiel Nomarski. Grossissement 500x.

Circuits intégrés en 3D - Photos Futura

Qu'est-ce qu'un circuit intégré ?
Circuit électronique miniaturisé à l'extrême, dont les milliers ou les millions de composants sont regroupés dans un boîtier. Un microprocesseur est par exemple un ci...

Circuit intégré

Circuits intégrés en 3D

4741_circuits-integres-en-3d

Dennis CallahanCalTech, Pasadena, Californie, &Eacute;tats-UnisFilms de [popupdefinition id=4462]cellules photovolta&iuml;ques[/popupdefinition] en ars&eacute;niure de [popupdefinition id=14803]gallium[/popupdefinition]. Ce compos&eacute; chimique est un [popupdefinition id=3875]semi-conducteur[/popupdefinition] de type III-V (compos&eacute; d'un &eacute;l&eacute;ment de troisi&egrave;me colonne du [popupdefinition id=4425]tableau p&eacute;riodique[/popupdefinition], le gallium, et d'un autre se trouvant dans la cinqui&egrave;me, l'[popupdefinition id=5956]arsenic[/popupdefinition]). Il est souvent utilis&eacute; pour fabriquer des cellules photovolta&iuml;ques. Microscopie en champ clair. Grossissement 50x.

Cellules photovoltaïques en noir et blanc

Comme le mercure, le gallium peut exister à température ambiante ou presque (30 °C). De plus, il possède la plage d’état liquide (la différence entre point de fusion et point d’ébullition) la plus importante de tous les éléments.
Généralités
Symbole : GaNuméro atomique : 31Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 18, 3Masse atomique : 69,723 uIsotopes les plus stables : 69Ga, stable avec 38 neutrons (60,1 %), 71Ga avec une durée de vie supérieure à 2,4 x 1026 années (39,9 %)Série : métaux pauvresGroupe, période, bloc : 13 (IIIA), 4, pDensité : 5,9 (solide à 29,6 °C), 6,1 (liquide à 29,6 °C)Point de fusion : 29,76 °CPoint d’ébullition : 2.204 °C
Historique du gallium
Le gallium a été découvert en 1875 et son nom lui a été donné par son découvreur, le chimiste français Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran.
Propriétés du gallium
D'aspect argenté, le gallium se brise comme le verre quand il est solide. Le volume du gallium augmente lors de la solidification. Il peut corroder les autres métaux par diffusion dans leur réseau métallique.
Utilisation du gallium
Le gallium est principalement utilisé en alliage avec l'arsenic dans l'arséniure de gallium GaAs, un semi-conducteur très utilisé en optoélectronique. Cet élément permet également d'obtenir des images de sites d'inflammation par scintigraphie, en imagerie médicale.
Effets du gallium sur la santé et toxicité
Le gallium semble corrosif pour la peau et les muqueuses mais il est considéré comme faiblement toxique aux doses habituellement rencontrées. L'arséniure de gallium est peut-être reprotoxique (altération de la spermatogénèse chez le rat). Cependant, cet élément ne semble pas avoir fait l'objet d'études poussées sur sa toxicologie.

Gallium

L’arsenic est probablement l’un des poisons les plus célèbres, au point qu’on le surnommait « poudre de succession » sous Louis XIV. Il fait partie de la famille des pnictogènes, présentant des propriétés intermédiaires entre celles des métaux et des métalloïdes. Aujourd’hui, cet élément est notamment utilisé dans les semi-conducteurs.
Généralités
Symbole : AsNuméro atomique : 33Électrons par niveau d’énergie : 2, 8, 18, 5Masse atomique : 74,92 uIsotopes les plus stables : 75As stable avec 42 neutrons (100 %)Série : métalloïdesGroupe, période, bloc : 15, 4, pDensité : 5,72 (gris), 1,97 (jaune), 4,7–5,1 (noir)Point de fusion : 817 °C (28 bar)Point d’ébullition : 613,85 °C (sublimation)
Historique de l’arsenic
Son origine latine « arsenicum » est tirée du grec « arsenikon » (« qui dompte le mâle ») en raison de sa forte toxicité. Utilisé comme poison dans des composés depuis l’Antiquité, l’arsenic a probablement été isolé vers 1250 par Albert le Grand.
Propriétés de l’arsenic
L'arsenic se présente ordinairement sous la forme d'un solide gris. Il possède également trois formes allotropiques : gris, jaune et noir. Ses propriétés sont très proches de celles du phosphore, élément situé dans la case au-dessus de l'arsenic dans le tableau périodique des éléments.
Utilisation de l’arsenic
L'arsenic est utilisé pour l'arsenicage, c'est-à-dire le fait de plonger un objet dans une solution d'arséniate de soude pour le débarrasser des parasites. L’arsenic sert ainsi à des fins commerciales, principalement dans les alliages et les conservateurs du bois. L'arséniate de plomb est un insecticide. Allié au gallium ou à l'indium, il est utilisé dans l'industrie des semi-conducteurs pour les diodes, les transistors ou encore l'optoélectronique. On l'utilise également ces derniers temps dans les tambours des imprimantes laser.
Napoléon a-t-il été empoisonné à l’arsenic ?
Certains chercheurs supposent que Napoléon Ier aurait été empoisonné à l’arsenic à cause de la forte concentration en arsenic présente dans ses cheveux. Une étude dément cependant cette hypothèse.
Présence d’arsenic dans l’eau
La présence d'arsenic dans l’eau provient de la dissolution de roches et de minerais ; dans certaines régions, les eaux souterraines en contiennent parfois des quantités importantes en raison de l’érosion. L’arsenic est en effet largement répandu dans toute la croûte terrestre. Les effluents industriels contribuent également à la présence d’arsenic dans l’eau dans certaines régions.
On peut trouver de l’arsenic inorganique dans l’environnement sous plusieurs formes mais, dans les eaux naturelles, et donc dans l’eau de boisson, il se présente la plupart du temps sous forme d’arsénite trivalent, As(III), ou d’arséniate pentavalent, AS(V). Les formes d’arsenic organique, abondantes dans les poissons et les coquillages, sont beaucoup moins dangereuses pour la santé et facilement éliminées par l’organisme.
L’eau de boisson contenant de l’arsenic représente le plus grand danger pour la santé publique. Par ailleurs, l’exposition au travail ainsi que les effluents miniers et industriels peuvent être importants sur le plan local.
Effets de l’arsenic sur la santé et toxicité
L’intoxication chronique par l’arsenic due à une exposition prolongée par le biais de l’eau de boisson est très différente de l’intoxication aiguë. Les symptômes immédiats caractéristiques d’une intoxication aiguë comprennent vomissements, douleurs oesophagiennes et abdominales et diarrhées sanguinolentes en « eau de riz ». Le traitement par chélation peut être efficace en cas d’intoxication aiguë mais ne doit pas être appliqué en cas d’intoxication due à une exposition prolongée.
La symptomatologie provoquée par l’arsenic semble être différente selon les individus, les groupes de population et les zones géographiques. Il n’y a donc pas de définition universelle de l’arsénicisme (l'effet de l'intoxication par l'arsenic), ce qui complique l’évaluation de la charge de morbidité. De même, aucune méthode ne permet de distinguer les cancers internes dus à l’arsenic des cancers induits par d’autres facteurs.
L’exposition prolongée à l’arsenic présent dans l’eau de boisson est à l’origine de cancers de la peau, du poumon, de la vessie et du rein ainsi que d’autres changements cutanés tels que modifications de pigmentation ou hyperkératose. On a relevé, pour des concentrations d’arsenic dans l’eau de boisson inférieures à 0,05 mg/litre, un risque accru de cancer du poumon et de la vessie ainsi que de lésions cutanées liées à l’arsenic.
L’absorption d’arsenic par la peau est minimale de sorte que se laver les mains, se baigner, faire la lessive, etc. dans de l’eau contenant de l’arsenic ne comporte pas de risque pour la santé.

Arsenic

Corps cristallin dont les propriétés de conductibilité électrique sont intermédiaires entre celle des métaux et celle des isolants.
Un semi-conducteur serait isolant à une température de zéro kelvin (zéro absolu), contrairement à un métal. 
Les semi-conducteurs sont largement utilisés en électronique pour réaliser des composants tels que des diodes, des transistors, des thyristors, des circuits intégrés ainsi que des lasers à semi-conducteur.
Phys. La conductivité intrinsèque d'un cristal semi-conducteur est liée à son nombre de porteurs de charge intrinsèques (électrons et trous). La libération d'un électron de conduction, c'est-dire son passage de la bande de valence à la bande de conduction laisse un trou dans la bande de valence, qui participe à la conduction électrique comme un électron de charge électrique positive. 
La formation d'une paire électron-trou est d'autant plus facile que le gap, différence d'énergie entre la bande de conduction et la bande de valence, est faible. 
Les semi-conducteurs intrinsèques ont cette propriété caractéristique : l'agitation thermique suffit à fournir l'énergie nécessaire au passage d'un électron de la bande de valence à la bande de conduction. La conductivité intrinsèque qui en résulte augmente avec la température, contrairement à ce qui se passe pour un conducteur métallique. Un rayonnement électromagnétique peut également provoquer le passage d'un électron dans la bande de conduction (photoconduction). 
La semi-conduction extrinsèque est obtenue grâce à l'introduction d'impuretés, par dopage n (pour négatif) ou p (pour positif), ce qui augmente de beaucoup la conductivité des semi-conducteurs intrinsèques. 
Les porteurs libres introduisent une bande d'énergie supplémentaire dans la bande interdite du semi-conducteur (à un niveau accepteur ou donneur selon le type de dopage p ou n).

Semi-conducteur

Les cellules photovoltaïques ont la particularité de produire un courant électrique lorsqu’elles sont exposées aux rayonnements du Soleil. Elles sont constituées de semi-conducteurs à base, par exemple, de silicium, de sulfure de cadmium, ou de tellure de cadmium.
Fonctionnement simplifié d’une cellule photovoltaïque
Les semi-conducteurs sont assemblés en deux couches, l’une dopée positivement (p) et l’autre négativement (n), qui forment une jonction p-n à leur interface.
En présence de lumière, les photons interagissent avec leurs atomes, au point d’exciter des électrons qui vont alors se diriger vers une électrode. Ils laissent derrière eux des trous qui se comportent, de manière extrêmement simplifiée, comme des charges positives. Ils sont donc eux aussi récoltés par une électrode, ce qui donne naissance à une différence de potentiel entre les deux bornes de chaque entité électronique (que l’on mesure en volts). Une cellule photovoltaïque produit ainsi du courant électrique continu.

Cellule photovoltaïque

Le tableau périodique des éléments, ou tableau de Mendeleïev, a été créé en 1869 par le Russe Dmitri Mendeleïev. Ce tableau regroupe tous les éléments chimiques connus, classés en fonction de leur nombre de protons, ou numéro atomique. Le tableau est nommé tableau périodique (qui revient régulièrement) car on retrouve les éléments avec même propriétés à des intervalles réguliers (donc en colonne).Les éléments présents dans une même colonne ont des propriétés chimiques semblables. On distinguer également plusieurs familles :Les métaux vrais regroupant les métaux alcalins et les métaux alcalino-terreux ;Les métaux de transition ;Les métalloïdes ;Les non-métaux ;Les halogènes ;Les gaz nobles ;Les lanthanides ;Les actinides ;Les transuraniens.le tableau périodique Mendeleïev. © Guillaume Le Bloas, fotoliaDécouverte du tableau périodique de MendeleïevL’écriture de la première version du tableau périodique, celle qui est publiée en 1869, s’est déroulée en une seule journée. Cette journée a été minutieusement reconstituée et l’on sait que ce matin du 17 février 1869 (1 mars de notre calendrier), Mendeleïev reçut deux lettres de A. I. Khodnev à propos de la visite d’une laiterie. Il est probable que Mendeleïev les reçues pendant son petit déjeuner comme l’atteste la tache en forme de tasse sur l’une d’elles. Mendeleïev essaya d’arranger le tableau des éléments, en vain. Il alla alors inspecter une laiterie, reportant son problème de classement à plus tard. Sur un deuxième papier daté de cette même journée, Mendeleïev fit deux autres tentatives infructueuses de classement. Il reçu ensuite son ami A. A. Inostrantsev qui plus tard, se rappela avoir trouvé Mendeleïev pensif, expliquant qu’il avait en tête une idée de classement qu’il n’arrivait pas à mettre en forme.Après cette visite, Mendeleïev écrivit la liste des masses atomiques exactes dans la marge de son ouvrage « fondement de la chimie ». A partir de cette liste, il recopia sur des fiches séparées les 63 éléments chimiques connus, leur masse atomique et leurs propriétés chimiques essentielles. Puis il essaya de disposer les cartes pendant plusieurs heures. Il recopia finalement l’arrangement sur un bout de papier qui porte de nombreuses retouches. Mendeleïev alla se reposer ; à son réveil, il écrivit d’une traite la classification telle qu’elle est publiée dans sa première communication. La légende dit qu’il aurait vu sa classification en rêve.De son vivant, Mendeleïev eu le plaisir de savoir que trois des éléments dont il avait prévu l’existence furent découverts (gallium, scandium et germanium), et que les propriétés tant physiques que chimiques qu’il avait annoncées pour le corps simple et certain de ces composés était les bonnes. Il avait même, dans certains cas, prédit par quelle méthode ces éléments seraient découverts, et cela fut vérifié.Champ lexical : tableau périodique | tableau périodique de Mendeleïev | tableau périodique des éléments

Tableau de Mendeleïev

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Gabriel LunaUC Santa Barbara, Institut de recherche en Neurosciences, Santa Barbara, Californie, &Eacute;tats-UnisCouche nerveuse de [popupdefinition id=4322]r&eacute;tine[/popupdefinition] de souris, compos&eacute;e de cellules ganglionnaires ([popupdefinition id=209]neurones[/popupdefinition]) qui re&ccedil;oivent les informations visuelles en provenance des photor&eacute;cepteurs (neurone sensible &agrave; la [popupdefinition id=326]lumi&egrave;re[/popupdefinition]). Microscopie confocale &agrave; balayage [popupdefinition id=1989]laser[/popupdefinition]. Grossissement 40x.

Cellules ganglionnaires de souris

Un neurone est l'un des éléments de base du système nerveux et du cerveau. Cette cellule est spécialisée dans le traitement, la réception et la transmission des informations électrochimiques vers d'autres cellules nerveuses du cerveau central ou périphérique.Structure des neuronesChaque neurone est composé :
d'un corps cellulaire ou péricaryon comportant le noyau ;
de très nombreuses ramifications de type dendritiques (d’où proviennent les informations) ;
et d’un axone (par où sont diffusées les informations) dont la longueur peut atteindre 1 mètre pour seulement 1 à 15 micromètres de diamètre. Il est entouré par des cellules de Schwann (séparées par les nœuds de Ranvier) qui confèrent une gaine de myéline protectrice tout le long de l’axone.
Axones et dendrites de neurones différents entrent en contact et transmettent l’information sous forme d'excitations électriques, de cellule à cellule via des structures spécialisées : les synapses. Les neurones sont des cellules avec de nombreux prolongements. © Selket, Wikimedia, CC by-sa 3.0Fonction des neuronesLes neurones ont pour rôle de faire circuler les informations entre l'environnement et l'organisme, ou au sein de l'organisme. Ils communiquent entre-eux et forment un maillage dense et complexe, qui active les fonctions du système nerveux. Ils sont impliqués dans la cognition et l'apprentissage : mémoire, compréhension, concentration…Les neurones sont au nombre de 100 milliards dans le cerveau humain et sont donc capables de créer un réseau incroyablement complexe, avec parfois plus de 100 000 synapses par neurone.Un neurone est une cellule excitable, c'est-à-dire qu’un stimulus peut entraîner la formation dans la cellule d’un signal bioélectrique ou influx nerveux, qui pourra être transmis par la synapse à d’autres neurones ou à d’autres tissus pour les activer (des muscles, des glandes sécrétrices…).Les neurones permettent de :
de contrôler la motricité, c'est-à-dire les mouvements volontaires et involontaires des muscles ;
de recevoir et de traiter de l'information transmise par les organes sensoriels, les yeux, les oreilles, le nez, la peau, etc. ;
de réguler les fonctions automatiques du corps, telles que la respiration, la digestion, la fréquence cardiaque, la pression artérielle, etc.

Neurone

Dispositif qui amplifie la lumière et la rassemble en un étroit faisceau, dit cohérent, où ondes et photons associés se propagent en phase, au lieu d'être arbitrairement distribués. Cette propriété rend la lumière laser extrêmement directionnelle et d'une grande pureté spectrale.
Appareil fournissant un rayonnement lumineux directif et quasiment monochromatique grâce à une émission stimulée de radiation. 
Le mot « laser » est l'acronyme de l'anglais Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (« amplification de la lumière par émission stimulée de radiations »). Les lasers couvrent aujourd'hui toute la gamme des rayonnements électromagnétiques, des rayons X et ultraviolets aux ondes infrarouges et micrométriques (voir maser).
Principe de fonctionnement
Opt. Le laser consiste en un milieu amplificateur placé dans une cavité résonante qui fournit un rayonnement d'ondes cohérentes et monochromatiques par émission stimulée. 
L'excitation du milieu permet d'obtenir l'inversion de population, occupation anormale de niveaux d'énergie élevés, qui favorise l'émission stimulée par rapport à l'émission aléatoire spontanée (dans des proportions décrites par les coefficients d'Einstein). 
La cavité permet, en effet, de réfléchir au sein du milieu les photons émis, de manière à ce qu'ils provoquent à leur tour une émission stimulée (production de photons de même fréquence, de même phase et de même direction de propagation que ceux du rayonnement stimulateur). La longueur d'onde d'émission doit correspondre à un mode propre de la cavité (résonateur) pour que puisse s'y installer un système d'ondes stationnaires. Le gain de l'ensemble milieu amplificateur-cavité doit être supérieur à ses pertes (dues entre autres aux réflexions). 
schémas d'un dispositif laser (crédit : laboratoire Kastler Brosel )
L'excitation ou pompage s'obtient notamment grâce à des photons d'énergie adéquate (pompage optique dû à Kastler), par des courants ou décharges électriques (cas entre autres des diodes laser), ou par des réactions chimiques. 
Le rendement d'un laser, rapport de la puissance optique délivrable sur la puissance fournie à l'amplificateur est de l'ordre de 0,01 à 30% (50 % dans le meilleur des cas).
Les lasers à impulsion font intervenir plusieurs modes qui interfèrent (battements).
Familles de laser
Les lasers sont classés en cinq grandes familles, selon la nature du milieu excité : lasers à solide, lasers à gaz, lasers à semi-conducteurs, lasers à liquide et lasers à électrons libres.

Laser

On désigne par le terme de « lumière visible » le spectre du rayonnement électromagnétique perceptible par l’œil humain.
La lumière blanche
Les longueurs d’ondes de la lumière visible s’échelonnent d’environ 380 nm (violet) à 780 nm (rouge). Le spectre visible est obtenu par décomposition de la lumière blanche par un prisme. Les caractéristiques et les propriétés de la lumière sont étudiées dans le cadre de l'optique.
Vitesse de la lumière
La lumière se propage dans le vide ainsi que dans la matière ; sa vitesse de propagation dépendant du milieu dans lequel elle se déplace. Dans le vide, la lumière se propage à la vitesse c de 3.108 m.s-1., c'est-à-dire 300.000.000 mètres par seconde, ou encore 300.000 kilomètres par seconde. La vitesse de la lumière dans le vide est l’une des constantes fondamentales de la physique.
Lumière, longueur d'onde et couleur
Autre caractéristique importante : sa longueur d’onde. Dans un milieu dispersif, celle-ci peut d’ailleurs influer sur la vitesse de propagation de la lumière. La longueur d’onde influe aussi sur la perception sensorielle de l’œil et donne ainsi à la lumière sa couleur.
Ondes électromagnétiques et photons : la dualité onde-corpuscule
D’un point de vue théorique, la lumière peut être représentée soit par des ondes électromagnétiques, soit par des photons. C’est ce que les physiciens appellent la dualité onde-corpuscule. Ainsi, certains phénomènes optiques (rayonnement du corps noir et loi de Planck, etc.) s’expliquent bien à l’aide de la théorie ondulatoire qui suppose que la lumière est une onde électromagnétique. Pour d’autres (effet photoélectrique, effet Compton, etc.), il faut supposer que la lumière est composée de corpuscules d’énergie nommés « photons ».
Physique : optique quantique et photons intriqués
La théorie quantique a formalisé cette surprenante dualité. Les photons possèdent à la fois les propriétés de particules – on peut les compter, par exemple – et celles d’ondes : ils peuvent interférer.
Les physiciens sont capables de manipuler des photons uniques ou des paires de photons dits intriqués. Ils étudient les phénomènes qui en découlent dans le cadre de l’optique quantique. Les applications potentielles sont prometteuses : cryptographie inviolable, calculs basés sur le qubit, etc.

Lumière

La rétine est une fine membrane tapissant le globe oculaire. Par analogie avec un appareil photo, elle est en quelque sorte la « pellicule » de l’œil, chargée de capter les rayons lumineux pour les transmettre au système nerveux central. D’une épaisseur comprise comprise entre 0,1 et 0,4 mm, elle est constituée de 10 couches : quatre de cellules photoréceptrices à l’extérieur et six de cellules nerveuses à l’intérieur.Anatomie de la rétineLa rétine est divisée en deux grandes zones :la rétine centrale, située au centre, comprend la macula et la fovéa. De 5 à 6 millimètres de diamètre, elle est constituée de cellules photoréceptrices appelées cônes, spécialisés dans l’interprétation des formes et des couleurs en vision diurne. On en dénombre environ 7 millions ;la rétine périphérique, qui s’étend sur environ 17 millimètres, est plus particulièrement constituée de bâtonnets, les cellules chargées d’analyser la luminosité. Au nombre de 110 à 130 millions, ils ne distinguent pas les couleurs mais permettent la vision de nuit.La rétine est constituée de couches de cellules photoréceptrices chargées de capter la lumière et de cellules nerveuses chargées de transmettre l’information au cerveau. © C. Deluzarche, Futura, d’après designua, FotoliaL’œil humain est ainsi capable de distinguer deux millions de nuances de couleur et 750 niveaux de luminosité. Une fois l’information captée, elle est transformée en signal électrique via un neurostransmetteur et transmise aux cellules ganglionnaires qui vont la faire remonter au cerveau par le nerf optique.Maladies de la rétinePlusieurs pathologies peuvent affecter la rétine et entraîner une altération de la vue :la DMLA (Dégénérescence maculaire liée à l’âge), un vieillissement prématuré de la rétine qui se traduit par une perte de vision centrale ;la rétinopathie diabétique, conséquence du diabète et l’une des premières causes de cécité ;le décollement de la rétine, qui est en fait un dédoublement intrarétinien et constitue une urgence médicale. 

Rétine

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Dr. Bernardo CesareD&eacute;partement de g&eacute;osciences, Padoue, Italie[popupdefinition id=1508]Granulite[/popupdefinition] comportant du [popupdefinition id=3870]graphite[/popupdefinition]. La granulite est une [popupdefinition id=1100]roche m&eacute;tamorphique[/popupdefinition] compos&eacute;e de [popupdefinition id=3836]quartz[/popupdefinition] et de feldspath. L'&eacute;chantillon provient de l'&Eacute;tat de Kerala, au sud ouest de l'Inde. Image r&eacute;alis&eacute;e en [popupdefinition id=326]lumi&egrave;re[/popupdefinition] polaris&eacute;e. Grossissement 2,5x.

Granulite et graphite

Une roche métamorphique est une roche qui a subi une transformation minéralogique et structurale à la suite de l’élévation de la température et de la pression. Il y a trois formes de métamorphisme :
le métamorphisme de contact ;
le métamorphisme général ;
le métamorphisme dynamique.
Généralement, une roche métamorphique présente une structure bien cristallisée avec apparition de nouveaux minéraux (minéraux néoformés) et une texture foliée.Qu'est-ce qu'une roche métamorphiqueLes roches métamorphiques sont des formations géologiques résultant de la transformation de roches existantes, appelées roches-mères, sous des conditions extrêmes de chaleur et de pression. Ce processus, connu sous le nom de métamorphisme, altère la texture, la minéralogie et souvent la structure des roches initiales, créant ainsi de nouvelles caractéristiques distinctives. Les roches métamorphiques offrent un regard captivant sur les forces dynamiques à l'œuvre sous la surface de la Terre.Formation des roches métamorphiquesLe métamorphisme, processus fondamental dans la genèse des roches métamorphiques, peut être déclenché par la collision de plaques tectoniques, l'enfouissement profond d'une région sous les strates terrestres ou l'activité magmatique à proximité. À mesure que la roche-mère subit des changements de température et de pression, les minéraux se réorganisent et se transforment pour donner naissance à une nouvelle composition. Ce processus peut également impliquer des réactions chimiques complexes, influençant la couleur, la texture et la structure de la roche résultante.Types de roches métamorphiquesLa diversité des roches métamorphiques est vaste, avec des catégories qui incluent le schiste, la schistosité, le gneiss, le marbre et l'ardoise, entre autres. Chacune de ces variétés révèle des caractéristiques uniques, offrant des indices précieux sur les conditions géologiques spécifiques ayant prévalu pendant leur formation. L'identification de ces roches peut souvent fournir des informations cruciales sur l'histoire géologique d'une région donnée.Utilisations et importanceAu-delà de leur fascinante histoire géologique, les roches métamorphiques revêtent une grande importance pratique. Le marbre, par exemple, est prisé pour sa beauté esthétique et sa facilité à être poli, tandis que le schiste métamorphique peut être exploité comme matériau de construction résistant. Leur diversité et leur utilité en font des éléments clés de notre compréhension géologique et de l'exploitation des ressources naturelles. En examinant les roches métamorphiques, nous pouvons non seulement déchiffrer le passé de la Terre, mais aussi exploiter ses richesses de manière durable.

Roche métamorphique

Le quartz est un minéral composé de dioxyde de silicium, de formule chimique SiO2, appartenant à la famille des silicates et se présentant sous différentes formes et couleurs. Le quartz est connu depuis l'Antiquité et son nom vient du mot allemand « quarz », qui signifie « dur ». Les anciens Grecs pensaient que le quartz était de la glace permanente, d'où son nom grec « krystallos », qui signifie glace. Les gisements de quartz sont nombreux dans le monde, notamment au Brésil, aux États-Unis, en Russie, en France et à Madagascar. Le quartz est extrait de mines à ciel ouvert ou souterraines, puis traité pour être utilisé dans diverses applications.Description du quartzLe quartz est l'un des minéraux les plus courants sur Terre. Il se caractérise par sa dureté (7 sur l'échelle de Mohs) et sa résistance à l'usure. Il peut être transparent, translucide ou opaque, avec une variété de couleurs allant du blanc laiteux au rose, en passant par le violet, le jaune, le vert, le bleu et le noir. Le quartz peut être identifié par sa dureté, sa cassure conchoïdale (en forme de coquille), sa fracture irrégulière et sa luminescence sous les rayons ultraviolets.Formation du quartzLe quartz se forme dans divers environnements géologiques, notamment dans les roches magmatiques, métamorphiques et sédimentaires, à partir de différents processus. Les différents environnements géologiques dans lesquels le quartz se forme peuvent donner lieu à des variétés de quartz différentes, avec des couleurs et des propriétés uniques.Quartz venant de Jessieville aux États-Unis, trouvé en 1973, conservé au Naturmuseum de Dortmund en Allemagne. © Tuxyso, Wikimedia Commons, CC-BY-SA-4.0Le quartz peut se former à partir de magma en refroidissement. Lorsque le magma se refroidit lentement sous la surface de la Terre, les minéraux qu'il contient commencent à cristalliser. Le quartz est l'un des derniers minéraux à se former à partir du magma, car il nécessite des températures relativement basses pour cristalliser. Le quartz peut donc se trouver dans les roches ignées telles que le granite et la rhyolite.Le quartz peut également se former lorsque des roches sont soumises à des pressions et des températures élevées dans la croûte terrestre. Lorsque les roches sont soumises à un métamorphisme, les minéraux qu'elles contiennent peuvent se transformer en nouveaux minéraux, y compris le quartz. Le quartz peut donc se trouver dans les roches métamorphiques telles que le gneiss et le schiste.Le quartz peut se former à partir de sédiments riches en silice. Lorsque les roches ignées et métamorphiques sont érodées, les minéraux qu'elles contiennent sont libérés et transportés par les rivières et les cours d'eau. Les minéraux les plus durs, tels que le quartz, peuvent résister à l'érosion et être transportés sur de longues distances. Lorsque les sédiments riches en quartz s'accumulent et se compactent, ils peuvent former des roches sédimentaires telles que le grès.Enfin, le quartz peut également se former à partir de fluides hydrothermaux chauds et riches en minéraux. Ces fluides peuvent circuler dans les fissures et les espaces vides des roches au fond des océans, où ils peuvent précipiter des minéraux tels que le quartz. Le quartz peut donc se trouver dans les veines et les filons de quartz, ainsi que dans les dépôts minéraux associés aux sources chaudes et aux geysers.Différentes variétés de quartzIl existe de nombreuses variétés de quartz, dont les plus connues sont :le quartz rose : de couleur rose pâle à rose foncé, il est souvent utilisé en bijouterie ;l'améthyste : de couleur violette, c'est l'une des pierres précieuses les plus prisées ;le quartz fumé : de couleur brun foncé à noir, il est souvent utilisé en bijouterie et en décoration ;le quartz citrine : de couleur jaune à orange, il est souvent utilisé en bijouterie ;le quartz laiteux : de couleur blanche laiteuse, il est souvent utilisé en décoration.Propriétés physiques du quartzLe quartz est largement utilisé dans l'industrie pour sa dureté et sa résistance à la chaleur. Il a une densité de 2,65 g/cm3 et un point de fusion de 1 713 °C. Également piézoélectrique, le quartz peut générer de l'électricité lorsqu'il est soumis à une contrainte mécanique, telle qu'une pression ou une déformation : les charges électriques à l'intérieur du cristal sont déplacées, créant une différence de potentiel électrique entre les faces opposées du cristal.Cette propriété piézoélectrique du quartz est largement utilisée dans de nombreuses applications, notamment dans les capteurs de pression, les microbalances à quartz, les oscillateurs à quartz et les filtres à quartz. Les capteurs de pression à base de quartz sont utilisés dans les avions, les voitures et les équipements industriels pour mesurer la pression avec une grande précision. Les microbalances à quartz sont utilisées pour mesurer de très petites masses, telles que les couches minces de matériaux dans les semi-conducteurs. Les oscillateurs à quartz sont utilisés dans les horloges, les montres et les équipements électroniques pour fournir une fréquence de référence précise. Les filtres à quartz sont utilisés dans les systèmes de communication pour filtrer le signal électrique avec une grande précision.Le quartz a la propriété d'être transparent aux ultraviolets à cause de la structure cristalline. © 11afotografie, Adobe StockPropriétés optiques du quartzCe minéral a la propriété d'être transparent aux ultraviolets, ce qui n'est pas le cas du verre ordinaire. Le quartz est souvent utilisé dans les applications où la transparence aux UV est importante, telles que les lampes UV pour le bronzage, les systèmes de stérilisation UV pour l'eau et l'air, et les instruments scientifiques pour la spectroscopie UV-Visible. Dans ces applications, le quartz est préféré aux autres matériaux en raison de sa transparence élevée aux UV et de sa résistance à la dégradation par les rayons UV.Le quartz est biréfringent, ce qui signifie qu'il décompose la lumière en deux rayons polarisés se propageant à des vitesses différentes. Il a également un indice de réfraction élevé, ce qui lui donne un éclat vitreux. Sa biréfringence est causée par la structure cristalline hexagonale du minéral. Les atomes de silicium et d'oxygène dans le quartz sont disposés de manière régulière dans l'espace, formant une structure tridimensionnelle avec des axes cristallins distincts. Lorsqu'un faisceau lumineux traverse le cristal de quartz, il est divisé en deux rayons polarisés, chacun se propageant dans une direction différente le long des axes cristallins, à des vitesses différentes à travers le cristal. Cela se traduit par une double réfraction, où l'image observée à travers le cristal apparaît dédoublée. La biréfringence du quartz peut être observée en plaçant une tranche mince de quartz sur un fond noir et blanc et en observant l'image à travers un microscope polarisant. Les couleurs observées dans l'image sont le résultat de l'interférence entre les deux rayons polarisés, qui ont subi des déphasages différents en traversant le cristal.La biréfringence est une propriété importante du quartz et a de nombreuses applications pratiques, telles que dans les dispositifs optiques, les capteurs et les instruments de mesure. Elle est également utilisée dans l'étude des propriétés optiques des cristaux et dans la détermination de la structure cristalline des minéraux.

Quartz

Une granulite est une roche métamorphique formée dans des conditions de moyenne pression et de haute température. Les granulites servent d’ailleurs à définir un faciès métamorphique de fort degré. Le métamorphisme du faciès granulite se situe dans la gamme de températures de 700 à plus de 1.000 °C et de 2 à 15 kbars de pression.Granulite avec grenats (taches rouges) © Mineraly.sk, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0Les granulites sont principalement composées de quartz et de feldspaths (orthoses et plagioclases). On peut y trouver des grenats et des pyroxènes (hypersthène). Cette composition minéralogique en fait des roches de couleur plutôt claire, assez proche du gneiss. Les grains sont cependant plus fins, la roche est moins foliée et est plus souvent composée de grenats. La composition minéralogique d’une granulite va cependant varier en fonction de la composition de la roche d’origine (le protolithe), mais également en fonction des conditions de pression et température subies durant le métamorphisme. Au niveau microscopique, les cristaux ne sont jamais parfaitement cristallisés.Des témoins des conditions qui règnent à la base de la croûte continentaleLes granulites intéressent particulièrement les géologues car ce sont des roches typiques de la base de la croûte continentale. Leur observation sur le terrain permet d’étudier de manière indirecte une région très profonde de la croûte que l’on ne peut atteindre par les méthodes de forage. Elles sont donc les témoins des conditions de pression et de température qui peuvent régner en profondeur. On les retrouve à l’affleurement grâce aux processus tectoniques qui ont la capacité, lors des événements de collision, d’empiler des unités géologiques profondes. L’érosion se charge ensuite de les exhumer.Les très hautes températures nécessaires à la formation des granulites ne sont d’ailleurs pas communes pour la base de la croûte continentale. Ces conditions de températures ne peuvent être expliquées que par une anomalie de température et un gradient thermique de plus de 30 °C/km, causés par la remontée du manteau asthénosphérique. Cette architecture thermique en déséquilibre, associée à cette remontée du manteau, s’observe en particulier au niveau des zones de rift continentaux.Diagramme des champs de pression et température des différents faciès métamorphiques dont le faciès à granulite. © Woudloper, Jur@astro, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0Les zones de rifts sont les régions du globe où la croûte continentale commence à s’ouvrir, pour mener à la séparation d’un continent en deux. L’analyse des granulites permet ainsi de reconstruire certaines parties de l’histoire tectonique de la Terre.Auparavant, le terme de granulite était utilisé en France également pour désigner certains granites riches en micas. Cette utilisation n’est cependant plus en vigueur.

Granulite

Le graphite est un minéral noir friable utilisé depuis des siècles pour l'écriture (encre de Chine, crayon à mine).

La structure du graphite est constituée d'un empilement de plans, chacun étant constitué d'un pavage régulier d'hexagones en nid d'abeilles.

Chaque atome de carbone est relié dans le plan des hexagones à trois atomes voisins par des liaisons faisant entre elles des angles de 120°. Ces liaisons planes sont fortes et caractérisées par une distance entre atomes de 0,142 nm.

Les atomes sont au contraire faiblement reliés aux atomes des plans voisins, et la distance entre plans d'hexagones est de 0,34 nm.

Cette structure a une densité d'un tiers plus faible que celle du diamant et définit le graphite comme un solide très anisotrope, quasi-bidimensionnel car les plans faiblement reliés glissent facilement les uns par rapport aux autres.

Propriétés et utilisations du graphite
Le graphite est un conducteur de l'électricité, ce qui en fait un matériau de choix pour des applications comme les batteries au lithium-ion et les électrodes. Sa structure particulière permet également une excellente lubrification en raison du faible frottement entre les couches de carbone. Cela le rend idéal pour les applications nécessitant des propriétés de lubrification comme dans les moteurs ou les machines.

Applications technologiques et industrielles
En plus de son utilisation traditionnelle dans les crayons, le graphite est crucial dans la production d'acier comme un agent de carburisation pour renforcer le métal. Il joue également un rôle vital dans les freins à disque pour avions, où il améliore la résistance à la chaleur. Avec l'avènement de la technologie moderne, le graphite est également utilisé dans les écrans tactiles, les panneaux solaires et comme un substrat pour la croissance de semiconducteurs.

Le graphite dans la recherche avancée
La recherche scientifique profite également des propriétés uniques du graphite. Par exemple, il est utilisé dans les expériences de physique pour étudier les propriétés des électrons dans des structures bi-dimensionnelles. Sa capacité à former des composés intercalaires, où des molécules ou atomes sont insérés entre les plans de carbone, ouvre de nouvelles voies pour la création de matériaux avec des propriétés électriques, thermiques ou chimiques modifiées.

Impact environnemental
Le graphite est considéré comme relativement respectueux de l'environnement car il est naturel, abondant, non-toxique, et recyclable. Toutefois, son extraction peut être associée à des problèmes environnementaux significatifs tels que la dégradation des habitats, la pollution de l'air et de l'eau. Des efforts sont donc nécessaires pour réduire les impacts de l'extraction du graphite et promouvoir des pratiques minières plus durables.

Pour plus d'informations sur les propriétés physiques et chimiques du graphite, des études récentes sont disponibles sur des plateformes comme arXiv.org, où les chercheurs partagent leurs dernières découvertes.

Sources scientifiques pour approfondir vos recherches sur le graphite :

 Recherche sur les propriétés électroniques du graphite
 Exploration des matériaux à base de graphite

Graphite

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Dr. Jan MichelsChristian-Albrechts-Universit&auml;t de Kiel, AllemagneTemora longicornis est un cop&eacute;pode marin. Ces animaux forment notamment le [popupdefinition id=3831]plancton[/popupdefinition], nourriture principale des [popupdefinition id=10415]poissons[/popupdefinition]. Sur cette vue de la face ventrale, on peut voir tr&egrave;s clairement les pattes natatoires de l'animal (sur la partie post&eacute;rieure du corps, le m&eacute;tasome) ainsi que ses pi&egrave;ces buccales (sur le c&eacute;phalosome). Microscopie confocale avec autofluorescence et fluorescence au rouge Congo. Grossissement 10x.

Un copépode vu de près

Du grec ancien plagtós (« errant »), le terme plancton désigne l’ensemble des espèces aquatiques (en eau douce ou dans l’océan) qui sont entraînées par le courant. Il est générique : on dit « le plancton » ou « un organisme planctonique » mais jamais « un plancton » ni « des planctons ». Cette définition ne fait intervenir ni principe taxonomique ni taille. Ainsi, il existe des organismes planctoniques animaux et végétaux et le plancton comporte aussi des bactéries et des virus. De même, les grandes méduses, comme Nemopilema nomurai, atteignant deux mètres de diamètre, font partie du plancton car elles ne peuvent se mouvoir que dans le plan vertical. Les organismes nageurs, par opposition, font partie du necton.
On distingue, notamment, le phyloplancton, végétal, et le zooplancton, animal. Le phytoplancton se compose d’algues microscopiques. Ce sont, principalement, en nombre et en masse, des diatomées et des dinoflagellés. Les premières, également appelées bacillariophytes, sont des algues unicellulaires protégées dans une structure vitreuse en silice (la frustule). Les dinoflagellés sont des organismes unicellulaires, dont la cellule est protégée par une plaque de cellulose. Le groupe est très diversifié et en quelque sorte posé entre les animaux et les végétaux puisque la moitié des espèces ne sont pas photosynthétiques et se nourrissent d’autres organismes planctoniques. Les espèces des genres Dinophysis et Alexandrium, comme certaines diatomées, sont responsables, en cas de proliférations locales, de la production de toxines qui peuvent s’accumuler dans les grands animaux.
Plancton bioluminescent à Krabi, en Thaïlande. © Ilya Sviridenko, fotolia
Le plancton, un écosystème mondial et essentiel
Le zooplancton est diversifié. Certaines espèces ne sont planctoniques que lors de leur vie larvaire, comme les grands crustacés (crabes, crevettes benthiques, homards, langoustes...), les mollusques (poulpes, seiches, calmars, coquillages, gastéropodes) et les échinodermes (oursins, étoiles et holothuries). Cette phase planctonique est donc aussi pélagique (elle se déroule dans l’eau libre, loin du fond) et sert à la dissémination des populations benthiques (liées au fond). Le zooplancton est aussi constitué d’organismes de petite taille voire unicellulaires (les protozoaires). En masse, l’essentiel du zooplancton (environ 80 %) est constitué de copépodes, des petits crustacés.
Par la production d’oxygène du phytoplancton marin (les deux tiers du total émis par tous les végétaux du monde), le plancton est un rouage essentiel de tous les écosystèmes terrestres. Il constitue aussi une source de nourriture pour de nombreuses espèces animales marines ou d’eau douce, formant le début de la chaîne alimentaire. Sa densité varie beaucoup avec la température, l’ensoleillement et l’apport de nutriments, donc avec les saisons et les courants. Ces fluctuations peuvent conduire, par exemple, à des « blooms phytoplanctoniques », lesquels enclenchent une prolifération d’animaux comme les petits poissons (sardines et anchois notamment) ou les méduses. Le phénomène El Niño, qui se manifeste notamment par un réchauffement des eaux côtières le long des côtes péruviennes, fait chuter la production phytoplanctonique par affaiblissement des remontées d’eau profonde riche en nutriments.

Plancton

Les poissons sont des animaux qui ont colonisé la quasi-totalité des écosystèmes aquatiques : océans jusqu'à des profondeurs extrêmes (des soles ont été aperçues dans la fosse des Mariannes, à plus de 10.000 m de profondeur), lacs et rivières parfois à des altitudes très élevées et dans des zones où les températures sont très différentes.
Les poissons sont pourvus de branchies, qui permettent la respiration aquatique et de nageoires dont le nombre et la forme diffèrent selon les groupes.
Phylogénie des poissons
Les poissons forment un groupe polyphylétique (donc, non monophylétique). À ce titre, le terme « poissons » n'est en théorie pas correct en phylogénie.
Cependant, il est très largement utilisé, et il représente tout de même des notions bien précises. 
 Les poissons comportent : 
les agnathes (lamproies et myxines) qui est un groupe paraphylétique ;les chondrichtyens (requins et raies) ;les actinistiens (coelacanthes) ;les dipneustes ;les actinoptérygiens (plus de 95 % des poissons).
Ce qui veut dire que :
tous les poissons sont des crâniates ;tous les poissons ne sont pas des vertébrés (les myxines n'ont pas de vertèbres).
On compte, en tout, un peu plus de 24.000 espèces de poissons.

Poisson

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Joan R&ouml;hlInstitut de [popupdefinition id=15215]biochimie[/popupdefinition] et biologie, Potsdam, AllemagneLes daphnies, Daphnia magna, sont des [popupdefinition id=2241]crustac&eacute;s[/popupdefinition] zooplanctoniques. On les appelle aussi &laquo; puce d'eau &raquo;. Ces organismes sont beaucoup utilis&eacute;s dans la recherche scientifique puisqu'ils sont de tr&egrave;s bons indicateurs de qualit&eacute; de l'eau. Microscopie &agrave; [popupdefinition id=1975]contraste[/popupdefinition] interf&eacute;rentiel. Grossissement 100x.

Daphnia, la puce d’eau bio-indicatrice

Le terme de biochimie renvoie à l'étude de la structure et de la composition de la matière vivante ainsi qu'à celle des réactions chimiques qui ont lieu dans l'organisme des êtres vivants. Associée à la biologie moléculaire et à la biologie cellulaire, cette discipline scientifique permet de mieux appréhender le fonctionnement du vivant.

Les molécules biochimiques : glucides, lipides...

Le principal objectif de la biochimie est de comprendre comment les molécules biochimiques (glucides, lipides, protéines et acides nucléiques essentiellement) et leurs interactions fabriquent des structures (anabolisme) et initient les processus biologiques (métabolisme) observés au cœur des cellules.

Applications de la biochimie : médecine, diététique et agronomie

La biochimie trouve des applications dans différents domaines. En médecine, elle permet d'éclairer les causes des maladies et de proposer par conséquent des traitements innovants. Du côté de la diététique, la biochimie apporte une meilleure compréhension des effets des carences alimentaires ; elle aide également à concevoir des régimes alimentaires plus sains. Dans le secteur de l'agronomie, c'est grâce à la biochimie qu'on est capable d'optimiser le rendement des cultures ou de développer des engrais ciblés.

Processus biochimiques essentiels

La biochimie étudie les processus fondamentaux tels que la photosynthèse, la respiration cellulaire et la fermentation. Ces processus convertissent les substances chimiques d'une forme à une autre et sont essentiels pour le maintien de la vie. Par exemple, la photosynthèse permet aux plantes de convertir l'énergie lumineuse en énergie chimique sous forme de glucose, ce qui est crucial pour la chaîne alimentaire.

Rôle de la biochimie dans la compréhension génétique

La biochimie joue également un rôle crucial dans le domaine de la génétique. En étudiant l'ADN et l'ARN, les biochimistes peuvent comprendre comment les informations génétiques sont transmises de génération en génération. Cette compréhension a conduit à des avancées dans les techniques de modification génétique et la thérapie génique, qui peuvent potentiellement traiter ou éradiquer des maladies génétiques.

Les techniques biochimiques modernes

Le développement de techniques modernes telles que la chromatographie, la spectroscopie de masse et la résonance magnétique nucléaire (RMN) a considérablement amélioré notre capacité à identifier et à quantifier les biomolécules. Ces techniques permettent des analyses précises des métabolites présents dans divers échantillons biologiques, ouvrant la voie à des diagnostics plus précis et à des traitements plus ciblés.

Biochimie

Une classe d'animaux articulés ayant la peau du corps généralement plus ou moins durcie par un dépôt de matière calcaire, et qui respirent au moyen de branchies. (Exemples : le crabe, le homard, la crevette.)

Crustacé

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Dr. Jan MichelsChristian-Albrechts-Universit&auml;t de Kiel, AllemagneT&ecirc;te de [popupdefinition id=15969]fourmi[/popupdefinition] couverte de poils sensoriels, en vue frontale. On distingue bien les [popupdefinition id=14131]yeux[/popupdefinition] compos&eacute;s (en bleu), l'insertion des antennes (entre les yeux), les deux [popupdefinition id=2120]mandibules[/popupdefinition] (au premier plan) reli&eacute;es par le clypeus. Entre les mandibules, on peut voir les palpes labiaux et &agrave; l'ext&eacute;rieur, les palpes [popupdefinition id=15053]maxillaires[/popupdefinition]. Microscopie confocale avec autofluorescence. Grossissement 10x.

Tête de fourmi

Les maxillaires, aussi appelés os maxillaires, sont deux os pairs soudés par le milieu pour former la mâchoire supérieure. Le terme de maxillaire provient de maxilla, « mâchoire » en latin. Par extension, l’os de la mâchoire inférieure (mandibule) est appelé maxillaire inférieur.
L'Homme possède deux os maxillaires. Ici, un schéma du maxillaire droit. © Berichard, Wikipedia, CC by-sa 3.0
Place des maxillaires dans le squelette de la face
Les maxillaires représentent les os les plus volumineux du massif facial. Ils sont situés au-dessus de la cavité buccale, sous les orbites et sur les côtés des fosses nasales, donc près du nez. 
Les os maxillaires s’articulent avec les os zygomatiques grâce aux processus zygomatiques. Près du nez, l’os maxillaire participe à la formation de la paroi latérale des fosses nasales. Au niveau de l’orbite, le foramen infra-orbitaire (un trou dans l'os) permet le passage du nerf et de l’artère infra-orbitaire. 
Les os maxillaires portent aussi des dents : les dents supérieures sont maintenues sur l’arcade alvéolaire des maxillaires ; derrière les dents, se trouve une ouverture : le foramen incisif, par lequel passent des vaisseaux sanguins et des nerfs.

Maxillaire

L'œil, également appelé globe oculaire, correspond à l’organe de la vue, captant le signal lumineux avant que l’information ne soit réinterprétée par le cerveau et transformée en formes et en couleurs. Il se compose de différentes régions lui permettant d’assurer sa fonction, de la cornée jusqu’à la rétine. Il est inséré dans une orbite, et on en retrouve une ou plusieurs paires chez bon nombre d’espèces animales, aussi bien chez les arthropodes, les mollusques ou les vertébrés.
Anatomie de l’œil humain
L’œil humain correspond grossièrement à une petite boule de 2,5 cm de diamètre, pesant sept à huit grammes. Comme chez beaucoup de mammifères, le globe oculaire se compose de différentes couches. La plus externe correspond à la sclère, membrane résistante qui donne sa couleur blanche à l’œil en le recouvrant à 80 %, sur laquelle s’insèrent les muscles oculomoteurs. Au centre se trouve la cornée, qui permet de capter les premiers rayons de lumière et de commencer la réfraction.
Sous la sclère, on trouve la choroïde, couche fine irriguée de vaisseaux sanguins et assurant la nutrition de la rétine et de l’iris.
La rétine, située dans le fond du globe oculaire, au contact de la choroïde, correspond à la région directement sensible à la lumière, polarisée principalement par la cornée et le cristallin. Elle est composée de cellules en cônes et en bâtonnets, sensibles aux détails de l’environnement et à la luminosité. C’est à ce niveau que le signal lumineux va être traduit en message nerveux, et être envoyé au cerveau par le nerf optique.
Au centre de l’œil, derrière la cornée, on trouve l’iris, région qui confère sa couleur particulière au globe oculaire. En son centre, on trouve la pupille, région sombre qui, sous l’action de muscles, se contracte ou se dilate pour laisser passer plus ou moins de lumière, à l’instar d’un diaphragme sur un appareil photo.
L’essentiel du volume de l’œil (90 %) est dû à l’humeur vitrée, liquide gélatineux situé en arrière du cristallin, qui donne au globe oculaire sa consistance. Il contribue également à la réfraction de la lumière.
Les yeux composés
Si l’Homme, les autres vertébrés et d’autres groupes possèdent deux yeux simples, ce n’est pas le cas chez tous les animaux. Ainsi, de nombreux arthropodes, comme les mouches, les libellules ou les crabes possèdent des yeux composés, c’est-à-dire un ensemble de photorécepteurs appelés ommatidies. Certains de ces animaux peuvent posséder jusqu’à cinq yeux composés.Champ lexical : yeux | globe oculaire

Œil

La fourmi est un insecte hyménoptère, qui vit en société dans une fourmilière dans laquelle se trouvent mâles, femelles... et ouvrières. Les fourmis ouvrières ne peuvent pas se reproduire ; elles n'ont pas d'appareil reproducteur.

Genres de fourmis : fourmis légionnaires et fourmis Atta

Les fourmis peuvent élever d'autres espèces comme les pucerons dont elles tirent un liquide sucré : le miellat. Certaines fourmis sont nomades (du genre Eciton, ou fourmis légionnaires), d'autres font leur nid dans les arbres. Les fourmis du genre Atta élèvent des champignons : ce sont des fourmis champignonnistes.

Fourmis, phéromones et acide formique

Les fourmis possèdent des glandes spécialisées qui produisent des phéromones, des composés volatils qui permettent la communication entre les individus. Par exemple, les phéromones servent à recruter d'autres fourmis sur un parcours donné ou à alerter d'un danger ; les phéromones sexuelles favorisent la reproduction.

La fourmi possède une glande à venin qui produit de l'acide formique (ou acide méthanoïque) servant à la défense.

Diversité et classification des fourmis
Les fourmis appartiennent à la famille des Formicidae, qui comprend plus de 12 000 espèces réparties à travers le monde. Cette diversité incroyable permet aux fourmis de s'adapter à de nombreux écosystèmes, des forêts tropicales aux déserts arides. Chaque espèce a des caractéristiques uniques en termes de comportement, de physiologie et d'habitat.

Structure sociale et organisation
La complexité de la société des fourmis est fascinante. La structure sociale d'une fourmilière est généralement divisée en classes, incluant la reine, les ouvrières, et parfois les soldats. La reine est la seule à pondre des œufs, tandis que les ouvrières sont chargées de nourrir la colonie, de maintenir la fourmilière et de protéger la communauté. Cette division du travail est un exemple saisissant de ce que l'on appelle l'eusocialité, une hiérarchie comportementale qui favorise la survie du groupe sur celle de l'individu.

Communication et comportement collectif
Les fourmis communiquent principalement au moyen de phéromones, mais elles utilisent aussi le toucher et le son. Ces signaux permettent de coordonner des activités complexes, comme la recherche de nourriture ou la défense de la fourmilière. L'intelligence collective des fourmis est telle qu'elles peuvent résoudre des problèmes complexes, souvent comparés à des algorithmes utilisés en informatique et en robotique.

Les fourmis utilisent également le comportement de "tandem running" où une fourmi guide une autre à une source de nourriture, démontrant ainsi un niveau avancé d'apprentissage et de mémoire collective. L'efficacité avec laquelle les fourmis parviennent à localiser et exploiter les ressources alimentaires est un sujet d'étude important en éthologie et en écologie.

Impact écologique et interactions avec l'homme
Les fourmis jouent des rôles écologiques essentiels tels que la dispersion des graines, l'aération du sol et le contrôle des populations d'insectes. Cependant, certaines espèces sont considérées comme nuisibles, notamment lorsqu'elles infestent les habitations humaines ou perturbent les écosystèmes locaux. La gestion des populations de fourmis dans les zones urbaines et agricoles est donc cruciale.

Les études sur les fourmis continuent de révéler des aspects surprenants de leur biologie et de leur comportement, offrant des perspectives pour de nouvelles technologies et méthodes de gestion environnementale basées sur leur comportement naturel. Les fourmis ne sont pas seulement des insectes fascinants à étudier, mais elles sont également un modèle important pour la science et l'ingénierie.

Fourmi

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Thomas DeerinckCentre national pour la recherche en microscopie et imagerie, La Jolla, Californie, &Eacute;tats-Unis.Cellules canc&eacute;reuses HeLa. Le nom de ces cellules canc&eacute;reuses vient de la femme qui les portrait. Henrietta Lacks est morte en 1951 d'un [popupdefinition id=16207]cancer du col de l'ut&eacute;rus[/popupdefinition]. Cette lign&eacute;e de cellules est d&eacute;sormais couramment utilis&eacute;e dans la recherche biologique. C'est la premi&egrave;re lign&eacute;e de cellules immortelles. Image r&eacute;alis&eacute;e en photonfluorescence. Grossissement 300x.

HeLa, cellules cancéreuses

Le cancer du col de l'utérus est un cancer qui touche la muqueuse située à l'entrée de l'utérus.
Il existe deux formes de cancers du col de l'utérus :
le carcinome malpighien (ou carcinome épidermoïde), le plus fréquent, qui se développe à partir de l’épithélium malpighien de l’exocol ;l'adénocarcinome, un cancer glandulaire qui se développe au niveau de l’endocol.
Symptômes du cancer du col de l'utérus
Les symptômes du cancer du col de l'utérus peuvent être :

des saignements, souvent peu abondants, en-dehors des règles, lors des relations sexuelles ;des pertes blanches ; des douleurs.
Toutefois, le cancer peut aussi se développer sans symptômes.
Traitement du cancer du col de l'utérus
Le traitement du cancer du col de l’utérus dépend de l’étendue de la tumeur. Il peut impliquer :

une chirurgie ;une radiothérapie ;une chimiothérapie.

Causes et facteurs de risque : le papillomavirus humain (HPV)
Le principal facteur de risque du cancer du col de l’utérus est l’infection par le papillomavirus humain (HPV). Il existe différents types de virus HPV ; 13 sont cancérogènes.
Les virus HPV16 et HPV18 seraient associés à 70 % des cas de cancers du col de l’utérus.
Vaccin et dépistage du cancer du col de l’utérus
Il existe un vaccin contre certains virus HPV. La vaccination est proposée aux jeunes filles à partir de l'âge de 11 ans.
Le cancer du col de l’utérus est dépisté par le frottis cervical qui est effectué lors d’une consultation gynécologique. Les femmes vaccinées doivent tout de même se faire dépister régulièrement par frottis, comme les femmes non vaccinées. Le frottis cervico-vaginal permet un dépistage précoce et efficace des lésions précancéreuses. Il est recommandé tous les trois ans pour les femmes de 25 à 65 ans.

Cancer du col de l'utérus

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Dr. Stephen S. NagyMontana Diatoms, Helena, Montana, &Eacute;tats-UnisChondrodendron tomentosum est une des plantes, avec Strychnos toxifera dont est extrait le [popupdefinition id=9295]curare[/popupdefinition]. C. tomentosum est une liane de la famille des Menispermac&eacute;s que l'on trouve dans la [popupdefinition id=5895]canop&eacute;e[/popupdefinition] des for&ecirc;ts d'Am&eacute;rique du Sud. Le curare est un poison qui provoque la paralysie des muscles. Vue en coupe transversale, microscopie en champ clair avec inversion des [popupdefinition id=4126]couleurs[/popupdefinition]. Grossissement 45x.

La plante empoisonnée au curare

Les curares sont une famille de médicaments anesthésiques administrés dans le cadre d’anesthésies générales. Les médecins anesthésistes-réanimateurs les utilisent sous forme intraveineuse.
Quel est le mode d’action des curares?
Ces médicaments agissent en bloquant la transmission de messages entre les nerfs et les muscles. Ils sont ainsi utilisés pour paralyser les muscles des cordes vocales par exemple, afin de simplifier l’intubation d’un opéré. Ils permettent également d’obtenir le relâchement musculaire nécessaire pour certaines interventions sur l’abdomen.
Des contrindications ou précautions ?
Le principal effet secondaire des curares réside dans leur potentiel allergisant. Les accidents d’anesthésie rapportés avec ces produits sont généralement dus à cette propriété.
Source : Interview du Dr Véronique Bazin, anesthésiste au CHU de Nantes, 16 juin 2011

Curare

La canopée est l'étage supérieur de la forêt, en contact direct avec l'atmosphère libre. Emprunté à l’anglais « canopy » signifiant littéralement « dais » - un ouvrage de bois étendu au-dessus d’un autel ou d’un lit -, le terme est issu du grec κωνωπεῖον, de κώνωψ, kônôps, que l'on peut traduire par « moustique ».La canopée se compose de la cime des arbres, d'épiphytes - des organismes qui se servent d’autres plantes pour pousser, comme le lichen par exemple -, de lianes et d'animaux arboricoles. Elle offre une protection contre les vents, intercepte la lumière et les précipitations.Une canopée correspond à la partie supérieure de la forêt et est parfois considérée comme un écosystème à elle seule. © Piotr Krzeslak, Adobe StockLe dernier étage d'une structure forestière complexeC’est le dernier « étage » d’une forêt. Aux niveaux inférieurs se trouvent :Les arbres émergents : ces arbres sont souvent les plus grands de la forêt. Leur hauteur leur permet d'émerger au-dessus de la canopée, recevant ainsi davantage de lumière du soleil. Ils peuvent jouer un rôle important dans la structure de la canopée en fournissant un support pour les lianes et les épiphytes.Le sous-étage : Situé en dessous de la canopée et des arbres émergents, le sous-étage est caractérisé par une luminosité réduite en raison du feuillage dense des arbres supérieurs. Les plantes y sont adaptées à des niveaux plus faibles de lumière. Cette zone abrite également une variété d'animaux comme des insectes, des amphibiens et des petits mammifères.Le tapis forestier : il s'agit de la couche la plus basse de la forêt, composée de sol et de matière organique en décomposition. Le tapis forestier est colonisé par une variété de plantes herbacées, de mousses, de fougères et de champignons. Il joue un rôle important dans la régulation de l'humidité du sol, la décomposition des débris végétaux et la fourniture de nutriments pour les plantes supérieures.Elle est le dernier étage d'une structure forestière composée, en tout, de quatre « étages » différents. © Rok, Adobe StockUn vivier de biodiversitéLa canopée abrite une large variété d'espèces végétales et animales, notamment dans les régions tropicales, où l’on y trouve 70 à 90 % de la vie forestière.En tant que couche supérieure de la forêt, elle est responsable d'une grande partie de la productivité biologique de l'écosystème forestier - la quantité de matière organique produite par les organismes vivants au sein d'un écosystème. C'est au cœur de la canopée que se trouvent les arbres matures qui ont recours à la photosynthèse et produisent de la biomasse.La canopée abrite de nombreuses espèces animales et végétales, et permet à la forêt d'ass© KrumpyOne, Adobe StockIncontournable... et menacéeLa canopée joue un rôle crucial dans la régulation du climat en régulant les flux d'eau, de carbone et d'énergie entre la biosphère et l'atmosphère. En capturant le CO2 de l'atmosphère grâce à la photosynthèse et en stockant le carbone dans la biomasse végétale et les sols, elle agit comme un puits de carbone crucial, aidant à maintenir des températures modérées, à réguler l'humidité atmosphérique et à atténuer les effets des phénomènes météorologiques extrêmes.En interceptant les précipitations et en réduisant la force du vent, elle aide également à prévenir l'érosion des sols et à maintenir sa stabilité, protégeant ainsi les écosystèmes forestiers et les bassins versants.Elle est pourtant menacée par le réchauffement climatique et les activités humaines : incendies, coupes rases, sécheresse, déforestation… La canopée est plus vulnérable que jamais et nécessite des stratégies de conservation et de gestion durables pour préserver ses fonctions écologiques vitales et assurer la santé à long terme des écosystèmes forestiers.

Canopée

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Yanping Wang, Plan&eacute;tarium de P&eacute;kin, Chine[popupdefinition id=6009]Sable[/popupdefinition]. Image prise en [popupdefinition id=1602]lumi&egrave;re r&eacute;fl&eacute;chie[/popupdefinition]. Grossissement 4x.

Sur le sable, au bord de l’eau

Le sable est un matériau granulaire composé de particules (quartz, micas, feldspaths) issues de la dégradation de roches. La dimension des grains de sable est comprise entre 1/16e de millimètre et 2 millimètres.
Sable artificiel
Le sable peut également être obtenu de façon artificielle, par découpage et/ou broyage mécanique de roches. Ses grains sont généralement plus anguleux que ceux du sable naturel qui ont été soumis au lissage du vent et de l’eau.
Propriétés physiques du sable
Les matériaux granulaires comme le sable, notamment lorsqu’ils sont secs, présentent des propriétés physiques tout à fait particulières. Des propriétés qui se situent à mi-chemin entre celles des fluides et celles des solides. Ainsi, par exemple, le sable épouse-t-il parfaitement la forme du récipient dans lequel on va le verser, tout comme le ferait l’eau. En revanche, il peut s’écouler par avalanches successives si la pente dépasse un angle de 30 degrés.
Économie du sable
Le sable est l’un des matériaux les plus utilisés au monde. Il sert entre autres de matière première pour la fabrication du verre. Il est également utilisé comme abrasif dans le processus de nettoyage industriel de pièces métalliques. D’un point de vue touristique, il réjouit les vacanciers qui se dorent sur les plages de sable fin et les enfants qui se régalent à construire des châteaux de sable.

Sable

La lumière réfléchie est un concept présent dans divers domaines, comme l'optique ou la minéralogie. Généralement, la lumière peut être réfléchie, réfractée ou absorbée.
Optique
En optique, la lumière réfléchie peut être spéculaire ou diffuse. La réflexion spéculaire désigne la création d'un rayon réfléchi à partir d'un rayon incident. 
Minéralogie
En minéralogie, la lumière réfléchie est la lumière utilisée pour la reconnaissance des minéraux opaques au microscope métallographique. Ce dernier diffère du microscope optique par le fait que les échantillons à étudier sont d'abord polis puis illuminés perpendiculairement à la surface polie. Le faisceau lumineux est partiellement absorbé et partiellement réfléchi par le minéral, avec des intensités variant selon les espèces.

Lumière réfléchie

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James H. NicholsonCoral Culture and Collaborative Research Facility, [popupdefinition id=3643]NOAA[/popupdefinition]/NOS/NCCOS/CCEHBR &amp; HML, Charleston, Caroline du Sud, &Eacute;tats-UnisPorites lobata est une [popupdefinition id=2261]esp&egrave;ce[/popupdefinition] de [popupdefinition id=15718]corail[/popupdefinition] de la famille des Poritid&eacute;s (porites). On la trouve dans l'oc&eacute;an Pacifique et quelques sp&eacute;cimens dans les Cara&iuml;bes. Le sp&eacute;cimen photographi&eacute; est vivant. Les diff&eacute;rentes teintes sont dues &agrave; une [popupdefinition id=2810]pigmentation[/popupdefinition] mise en valeur par fluorescence. Microscopie avec &eacute;pifluorescence. Grossissement 12x.

Corail en épifluorescence

Coloration due à l'accumulation (normale ou non) de pigments dans une famille de cellules.

La pigmentation de la peau est un phénomène biologique complexe et essentiel, résultant de l'accumulation de pigments dans les cellules spécialisées appelées mélanocytes. Ces pigments, principalement la mélanine, jouent un rôle crucial dans la protection de la peau contre les radiations ultraviolettes (UV) du soleil. La quantité et le type de mélanine déterminent la couleur de la peau, des cheveux et des yeux.

Types de mélanine et leurs fonctions
Il existe deux types principaux de mélanine :

Eumélanine : responsable des teintes foncées de la peau et des cheveux, elle offre une protection efficace contre les dommages liés aux UV.
Phéomélanine : responsable des teintes claires et rousses, elle offre une protection moindre contre les UV.

La proportion de ces deux types de mélanine varie selon les individus et est largement influencée par la génétique, expliquant la diversité des couleurs de peau observée à l'échelle mondiale.

Facteurs influençant la pigmentation
La pigmentation peut être influencée par divers facteurs, tant internes qu'externes. Voici quelques-uns des facteurs principaux :

Exposition solaire : L'exposition aux UV stimule la production de mélanine, un phénomène communément appelé bronzage.
Facteurs génétiques : Ils déterminent les niveaux de base de mélanine ainsi que la réactivité de la peau à la lumière solaire.
Hormones : Certaines hormones, comme les hormones stimulantes des mélanocytes (MSH), peuvent augmenter la production de mélanine.
Âge : Avec l'âge, la production de mélanine peut fluctuer, entraînant des changements dans la pigmentation.


Pathologies liées à la pigmentation
Des variations anormales de la pigmentation peuvent indiquer des conditions pathologiques sous-jacentes. Parmi les troubles les plus courants, on trouve :

Hyperpigmentation : Augmentation de la production de mélanine, qui peut être causée par des facteurs tels que des dommages solaires, des inflammations ou certaines maladies endocriniennes.
Hypopigmentation : Réduction de la production de mélanine, qui peut survenir à la suite de conditions génétiques comme l'albinisme, ou après des lésions cutanées telles que des brûlures ou des infections.
Vitiligo : Trouble caractérisé par la perte de cellules productrices de pigments, conduisant à l'apparition de taches décolorées sur la peau.
Mélasma : Hyperpigmentation souvent associée aux changements hormonaux, fréquemment observée chez les femmes enceintes.

Chacun de ces troubles peut avoir un impact significatif sur l'esthétique et le bien-être psychologique des individus. Il est donc important de consulter un dermatologue pour un diagnostic et un traitement appropriés en cas de changements anormaux de la pigmentation.

Avancées et traitements en dermatologie
Le domaine de la dermatologie a connu des avancées significatives dans le traitement des troubles de la pigmentation. Les options de traitement incluent des topiques comme les crèmes éclaircissantes et les rétinoïdes, les traitements laser, ou encore des procédures cosmétiques comme le peeling chimique. En outre, la prévention joue un rôle crucial, notamment par l'utilisation régulière de protection solaire pour prévenir les dommages UV et le contrôle des facteurs de risque modifiables.

La pigmentation de la peau est une caractéristique biologique vitale qui ne se limite pas à un simple aspect esthétique. Elle reflète des processus biologiques complexes et peut être indicatrice de l'état de santé général. Un entretien régulier et une attention aux changements peuvent aider à maintenir la santé de la peau et à prévenir des complications potentielles liées à des anomalies de pigmentation.

Pigmentation

La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) a été créée en 1970, sous la direction du Department of Commerce. La NOAA fournit et assure un accès en temps opportun à des données environnementales mondiales et des services d'information à partir de satellites et d'autres sources dans le but de promouvoir, de protéger et d'améliorer l'économie, la sécurité, l'environnement et la qualité de vie de la nation.
Cette mission comprend la protection de la vie et de la propriété contre des dangers naturels et technologiques en mettant l'accent sur les prévisions, la préparation, les réactions, le rétablissement et les mesures d'atténuation.
La NOAA exploite deux programmes de satellites : les satellites opérationnels environnementaux sur orbite polaire (POES) et les satellites environnementaux opérationnels sur orbite géostationnaire (GOES). Les données provenant de ces satellites et d'autres qui n'appartiennent pas à la NOAA sont utilisées pour fournir des produits opérationnels en continu. Bon nombre de ces produits appuient l gestion des catastrophes causées par les cyclones tropicaux et autres tempêtes, les inondations, les sécheresses, les nuages de cendres volcaniques présentant un danger pour l'aviation, les incendies, les glaces de mer et les icebergs présentant un danger pour la navigation maritime, les dangers côtiers et les éruptions solaires. 
Les satellites n'appartenant pas à la NOAA, mais que celle-ci utilise, comprennent les satellites du Programme de satellites météorologiques pour la Défense (DMSP), d'autres satellites géostationnaires, le QuickSCAT et le Total Ozone Monitor Satellite (TOMS) de la National Aeronautical and Space Administration (NASA), RADARSAT-1 de l'ASC et ERS-2 de l'ESA. La NOAA utilise également des données provenant de satellites commerciaux.
La NOAA compte plusieurs départements, chacun spécialisé dans une tâche : 
Le National Ocean Service a pour mission d'étudier les océans ;Le National Weather Service est chargé des prévisions météorologiques ;Le Satellite and Information Service, en charge de la flotte de satellites météorologiques ;Le NOAA Fisheries Service, qui étudie les ressources marines et promeut la conservation des écosystèmes ;Le département chargé des recherches ;L'Office of Marine and Aviation Operations, qui gère la flotte de navires et la flotille d'avions météorologiques de l'agence.

NOAA

Le corail est un animal de la famille des cnidaires qui vit souvent en colonie dans des mers chaudes. Il possède un orifice entouré de tentacules qui permettent de capturer des proies pour se nourrir.
Corail, récif corallien et corail rouge
Le corail fabrique un squelette externe calcaire et dur qui participe à la construction d’un récif corallien. La structure arborescente créée par les coraux s’appelle « polypier ». 
Aujourd’hui, le corail est menacé dans le monde, en raison du réchauffement du climat. Lorsque le corail blanchit, cela signifie qu’il perd son algue symbiotique.
Le corail peut être de différentes couleurs. Il existe notamment le corail rouge.
Biologie du corail et reproduction
Le corail se nourrit d’organismes microscopiques et de débris organiques. Il vit en symbiose avec une algue unicellulaire (zooxanthelle) qui réalise la photosynthèse et lui donne donc sa couleur. Le corail se reproduit :
soit sexuellement : des gamètes mâles et femelles sont libérées dans le milieu ; suite à la fécondation, le petit polype se fait emporter par le courant et peut créer une nouvelle colonie plus loin après s’être fixé sur un substrat solide (rocher…) ;soit par bourgeonnement : les polypes restent alors liés entre eux.

Corail

Chez les espèces eucaryotes : Groupe d'êtres vivants pouvant se reproduire entre eux (interfécondité) et dont la descendance est fertile.L'espèce est l'entité fondamentale des classifications, qui réunit les êtres vivants présentant un ensemble de caractéristiques morphologiques, anatomiques, physiologiques, biochimiques et génétiques, communes.Espèce, un ensemble d'individusLes espèces sont regroupées en genres et divisées en sous-ensembles dénommés variétés, races, souches ou populations. Le recensement des espèces et de leur biodiversité relève de la systématique, leur nomenclature de la taxinomie.Chez les procaryotes, il n'y a pas de notion d'inter fécondité, et l'espèce n'est pas définie de cette manière mais à partir de critères d'identité ou de proximité des génomes ou de certaines séquences d'ADN.

Espèce

4751_corail-en-epifluorescence

Dr. Christopher Gu&eacute;rinVIB (Flanders Institute of Biotechnology), Gand, BelgiqueCellules en culture au sein d'un [popupdefinition id=803]polym&egrave;re[/popupdefinition]. Microscopie confocale. Grossissement 63x.

Silence, les cellules poussent

Le terme polymère désigne une molécule de masse moléculaire élevée généralement organique ou semi-organique. Une macromolécule constituée d’un enchaînement d’un grand nombre d’unités de répétition, d’un ou de plusieurs monomères, unis les uns aux autres par des liaisons covalentes.Ainsi l’amidon ou les protéines sont-ils des polymères, au même titre que la soie ou le bois sont constitués de polymères. Les matériaux thermoplastiques, thermodurcissables et élastomères comptent également parmi les polymères. Et les matrices polymères sont beaucoup utilisées dans les matériaux composites.Les fibres organiques (aramide) sont constituées de polymères linéaires, les fibres de carbone. Certaines fibres de carbure de silicium sont fabriquées à partir de précurseurs organiques.Le coton est composé de quelque 90 % de cellulose, un polymère naturel. © Engin_Akyurt, Pixabay, CC0 Creative CommonsLes propriétés des polymèresÀ température ambiante, les polymères peuvent être liquides ou solides. De manière générale, les polymères sont légers. Ils sont aussi souples et ne sont stables qu’à des températures modérées. Sauf exception, ce sont des isolants électriques et thermiques.De manière plus précise, les propriétés des polymères dépendent :du type d'assemblage (liaisons et formes) et de la nature chimique des monomères qui les constituent ;du degré de polymérisation ;de la formulation, c’est-à-dire de la nature et du taux des ingrédients que l’on introduit.On distingue par ailleurs :les homopolymères (linéaires, branchés ou étoilés), comme le polystyrène, qui sont des polymères constitués par l'association de molécules provenant d'un seul motif monomère ;les copolymères lorsque la polymérisation s'effectue sur deux ou plusieurs monomères différents ;les polymères réticulés pour lesquels les macromolécules s'enchaînent dans les trois directions de l'espace (macromolécules réticulées).

Polymère

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Dr. Witold KilarskiEPFL-Laboratory of Lymphatic and [popupdefinition id=108]Cancer[/popupdefinition] Bioengineering, Lausanne, SuisseLitomosoides sigmodontis est une [popupdefinition id=2261]esp&egrave;ce[/popupdefinition] de ver [popupdefinition id=2441]n&eacute;matode[/popupdefinition] de la famille des Onchocercid&eacute;s. Les vers responsables des filarioses, des maladies parasitaires qui touchent les humains, appartiennent &eacute;galement &agrave; cette famille. Ici, ces [popupdefinition id=2126]parasites[/popupdefinition] ont &eacute;t&eacute; photographi&eacute;s au sein du [popupdefinition id=13636]syst&egrave;me lymphatique[/popupdefinition] d'une souris, au niveau des vaisseaux de l'oreille. Microscopie confocale avec fluorescence. Grossissement 150x.

Les nématodes parasitent la souris

Certains organismes vivent au dépend d'autres organismes. On dit qu'ils sont des parasites. Par exemple, le pou est un parasite de l'homme puisqu'il se nourrit de son sang.

Parasite

Un cancer est une pathologie caractérisée par la présence d'une (ou de plusieurs) tumeur maligne formée à partir de la transformation par mutations ou instabilité génétique (anomalies cytogénétiques), d'une cellule initialement normale.Comment le cancer se forme, se développe et se propage ?Le processus de formation du cancer, appelé carcinogenèse, commence généralement par des mutations génétiques ou des altérations de l'ADN dans les cellules normales. Ces mutations peuvent être causées par divers facteurs, notamment l'exposition à des agents cancérigènes tels que le tabac, les rayonnements ionisants, les produits chimiques toxiques, ou des facteurs génétiques hérités.Une fois que les cellules acquièrent des altérations génétiques, elles peuvent commencer à se diviser de manière incontrôlée, formant ainsi une masse de cellules anormales appelée tumeur. Les cellules cancéreuses ont la capacité de se propager à d'autres parties du corps, un processus connu sous le nom de métastase, ce qui rend le cancer difficile à traiter à un stade avancé.Évolution du cancerCertaines tumeurs primaires peuvent progresser vers un envahissement plus global de l'organisme par échappement de cellules tumorales issues de cette tumeur primaire : on parle alors de métastase.Pour en savoir plus sur les différents cancers, consultez les questions-réponses ciblées de Futura-Sciences, sur :
le cancer du poumon ;
le cancer du foie ;
le cancer du sein ;
le cancer de la peau ;
le cancer de la thyroïde ;
le cancer de la vessie ;
le cancer de la prostate ;
le cancer colorectal ;
le cancer de l'estomac ;
le cancer de l'œsophage ;
le cancer du rein ;
le cancer de la peau.
Toutes les tumeurs sont-elles cancéreuses ?Non, toutes les tumeurs ne sont pas nécessairement cancéreuses. Les tumeurs peuvent être classées en deux catégories principales : les tumeurs bénignes et les tumeurs malignes. Les tumeurs bénignes sont généralement non cancéreuses et ne se propagent pas à d'autres parties du corps. Elles ont tendance à être bien délimitées et à ne pas envahir les tissus environnants. En revanche, les tumeurs malignes, ou cancers, sont caractérisées par leur potentiel de croissance et de propagation incontrôlées. Elles peuvent envahir les tissus environnants et se propager à d'autres organes, ce qui les rend plus dangereuses et difficiles à traiter.Quels sont les stades d'un cancer ?Les cancers sont souvent classés en différents stades en fonction de l'étendue de la maladie. Le système de stadification permet aux médecins d'évaluer la taille de la tumeur, son emplacement et la présence de métastases afin de déterminer le meilleur plan de traitement pour le patient. Les stades du cancer vont généralement de 0 à IV, avec le stade 0 représentant une tumeur non invasive et le stade IV indiquant une maladie avancée avec propagation à d'autres organes. Le stade du cancer joue un rôle crucial dans le choix du traitement et dans les perspectives de survie du patient.

Cancer

Le système lymphatique regroupe à la fois le réseau lymphatique et les organes lymphatiques. Il a de nombreuses fonctions dont la principale est la circulation des cellules immunitaires dans tout le corps et l’activation de la réponse immunitaire lors d’une infection. Il contribue également à la circulation des hormones et des nutriments et permet le drainage des excès de liquide au niveau des tissus.
Le réseau lymphatique
Le réseau lymphatique est composé de tous les vaisseaux qui font circuler la lymphe, un liquide biologique comparable au sang, contenant des globules blancs, mais dépourvu de globules rouges. De ce fait, les Grecs l’avaient nommé « sang blanc ». Un Homme possède en moyenne un à deux litres de lymphe (contre cinq à six litres de sang). Le réseau lymphatique est présent dans tout l’organisme, à l’exception du système nerveux central, des muscles, du cartilage et de la moelle osseuse.
Le système lymphatique ne comporte pas de pompe, comme c’est le cas pour la circulation sanguine avec le cœur. Ce sont les mouvements du corps, les contractions des muscles et des fibres des parois des vaisseaux lymphatiques qui permettent la circulation de la lymphe.
Les organes lymphatiques
Les lymphocytes se développent dans les organes lymphatiques primaires que sont la moelle osseuse et le thymus (pour les lymphocytes T). Une fois produits, ils peuvent coloniser le réseau lymphatique et les organes lymphatiques secondaires (les ganglions, la rate et les tissus lymphoïdes associés aux muqueuses, ou Malt). Dans ceux-ci, les lymphocytes vont proliférer et se différencier pour cibler un antigène spécifique.

Système lymphatique

Les Nématodes (ou Némathelminthes) -les anciens "vers ronds"- forment un groupe zoologique homogène par leurs caractères anatomiques et morphologiques mais très diversifié par leurs modes de vie. 
Beaucoup vivent en parasites des animaux, en particulier les Strongles, Ankylostomes et autres Ascaris sont des ennemis de l'homme et des animaux domestiques. D'autres peuplent le sol. Parmi eux certains sont phytophages.
Animaux vermiformes, très simples, constitués grosso modo d'un tube externe (cuticule) enveloppant 2 tubes internes superposés : le tube digestif et le tractus génital (mâle ou femelle).
Les Nématodes parasites des plantes possèdent, à la partie antérieure du tube digestif, un stylet perforant suivi d'un canal oesophagien aboutissant à un bulbe musculeux, pompe aspirante et refoulante. Une fois la plante perforée par le stylet, des enzymes digestifs produits par les glandes salivaires y sont injectés par cette pompe, laquelle, ensuite, aspire le produit de la digestion et le déverse dans l'intestin.
Les dégâts directs sont avant tout un affaiblissement de la plante, parfois des déformations, décolorations, galles, etc. ; les dégâts indirects consistent en l'aggravation de maladies à champignons et à virus.

Nématode

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Benjamin Blonder, David ElliottUniversit&eacute; d'Arizona, Tucson, &Eacute;tats-UnisFeuille de peuplier faux-[popupdefinition id=8370]tremble[/popupdefinition] (Populus tremuloides), [popupdefinition id=14137]arbre[/popupdefinition] de la famille des Salicac&eacute;es. Cet arbre est pr&eacute;sent dans les r&eacute;gions froides de l'Am&eacute;rique du Nord. La photo fait appara&icirc;tre le r&eacute;seau des nervures de la feuille qui permet d'irriguer cette derni&egrave;re. Ici, la nervation est r&eacute;ticul&eacute;e. Microscopie en champ clair avec coloration &agrave; la safranine. Grossissement 4x.

Feuille de peuplier faux-tremble

Le tremble est un arbre pouvant atteindre une hauteur de 20 à 30 mètres. Il se distingue notamment par ses feuilles qui frissonnent au moindre souffle de vent, d’où son nom ! De croissance rapide lorsqu’il est jeune, il drageonne facilement à partir de ses racines. Son feuillage est splendide en automne, cela grâce à sa couleur rouge et or. Il s’agit en fait d’une espèce de peuplier. 
Le tremble. © Jordi's/Flickr, Licence Creative Common (by-nc-sa 2.0)
Appellations 
Le tremble (Populus tremula) appartient à la famille des Salicacées. On le surnomme parfois « trémolin », « trémol » ou « trémou ».
Description botanique 
Le tronc comprend quelques branches latérales, espacées et finement ramifiées. Son houppier est ovale et étroit. Son écorce lisse, parsemée de lenticelles en losange, se crevassant avec l'âge. 
Populus tremula. © Hugo arg. GNU Free Documentation License version 1.2 
Ses feuilles sont petites, alternes, arrondies, crénelées et à pétiole allongé, aplati et très souple. Ses bourgeons sont allongés, aigus et visqueux. Il s’agit d’une espèce dioïque, aux fleurs groupées en chatons mâles et femelles sur des pieds séparés, apparaissant à la fin du mois de mars et en avril. 
Origines 
Cet arbre se développe essentiellement dans les plaines, pratiquement dans toute l'Europe, en Asie du Nord (Russie, Chine, Mongolie, Caucase) et en Amérique du Nord. Il peut toutefois vivre en montagne, jusqu'à 1.300 mètres d'altitude. 
Exigences culturales 
Cette espèce peut vivre en forêt, mais à condition de disposer de lumière, d’où sa préférence à vivre dans les clairières. 
Utilisation 
Le bois du tremble est tendre, homogène et permet de produire une excellente pâte à papier.
Auteur : Michel CaronChamp lexical : populus tremula | trémolin | trémol

Tremble

En biologie, un arbre peut désigner un végétal ou une représentation schématique d’une classification.L’arbre, végétal lignifiéUn arbre est un végétal supérieur terrestre, qu’il soit gymnosperme ou angiosperme, qui se rigidifie grâce à une croissance secondaire (celle qui produit du bois). Cette lignification lui permet ainsi de grandir en hauteur, au-delà de sept mètres, en étant soutenu par un tronc.Grâce à leur hauteur et à leur forte occupation spatiale, notamment à la suite de la présence de branches persistantes portant des feuilles, les arbres possèdent de grandes surfaces d’échange pour la photosynthèse. Précisons encore que ce sont des organismes pérennes, ce qui signifie qu’ils peuvent vivre des années, des décennies, des centenaires, voire des millénaires.Les arbres, qu’ils soient isolés ou rassemblés en forêt, jouent un rôle écologique majeur. Grâce à la photosynthèse, ils fixent du carbone atmosphérique. Par ailleurs, ils participent activement au cycle de l’eau, au travers de l’évapotranspiration. Enfin, ils constituent des écosystèmes complexes et servent de refuges de biodiversité.L’arbre en phylogénie et en généalogieDes arbres sont utilisés en généalogie et en phylogénie pour représenter schématiquement des filiations entre personnes ou taxons à partir d’un ancêtre commun.Quels arbres poussent le plus vite ?Pour qu'un arbre se développe du mieux que possible, une règle importante à suivre est de lui trouver un emplacement dans un environnement qui lui convient en fonction de son besoin en ensoleillement et du type de sol. L'entretien a également son importance, par exemple certains arbres ont besoin d'être taillé régulièrement et le besoin en eau peut varier. Il faut savoir que certains arbres poussent plus vite que d'autres ce qui peut être avantageux pour aménager son jardin : le tilleul, le mimosa, le laurier rose, le magnolia, la Palma trachycarpus fortunei, le cerisier japonais, l’eucalyptus gunnii...

Arbre

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Dr. Donna StolzUniversit&eacute; de Pittsburgh, Pennsylvanie, &Eacute;tats-UnisCollage et assemblage en couronne de plusieurs cellules de [popupdefinition id=2142]mammif&egrave;res[/popupdefinition] ayant subi diff&eacute;rentes colorations au niveau des [popupdefinition id=237]prot&eacute;ines[/popupdefinition] ou des [popupdefinition id=217]organites[/popupdefinition]. Dans cette mosa&iuml;que, on retrouve des cellules canc&eacute;reuses ([popupdefinition id=108]cancer[/popupdefinition] de l'[popupdefinition id=3861]ut&eacute;rus[/popupdefinition], du sein, [popupdefinition id=2748]leuc&eacute;mie[/popupdefinition]), des [popupdefinition id=149]fibroblastes[/popupdefinition] de souris et d'humains, et des cellules sanguines. Les &eacute;l&eacute;ments color&eacute;s sont les [popupdefinition id=197]mitochondries[/popupdefinition], l'[popupdefinition id=87]ADN[/popupdefinition] des noyaux et l'[popupdefinition id=2929]actine[/popupdefinition], avec des colorations diff&eacute;rentes. Grossissement 200-2000x.

Patchwork de cellules

La mitochondrie est un organite cellulaire eucaryote.Structure de la mitochondrieIl est actuellement admis que la mitochondrie serait apparue par endocytose d’une bactérie par une cellule ancestrale (théorie endosymbiotique). En effet, la mitochondrie possède un génome à ADN sur un chromosome circulaire, dont les gènes ressemblent à ceux portés par les bactéries.La mitochondrie est un organite de forme ovoïde, délimitée du cytoplasme par deux membranes superposées :une membrane externe où la présence de nombreuses porines (protéines en forme de canaux) permet le passage de molécules,une membrane interne, repliée de telle façon à créer de nombreuses invaginations qui augmentent la surface de la membrane sans accroître le volume de la mitochondrie. C’est sur cette membrane que sont localisées les usines de la respiration cellulaire.La matrice de la mitochondrie est délimitée par la membrane interne. Une mitochondrie mesure de 1 à 10 µm de long.Schéma descriptif de la structure mitochondriale : 1. : membrane interne ; 2. : membrane externe ; 3. : espace intermembranaire ; 4. : matrice. © Tatoute, Wikimedia, CC by-sa 3.0Rôle de la mitochondrieLa mitochondrie est le lieu de la respiration cellulaire. Celle-ci est un ensemble de réactions qui permettent de convertir le glucose en molécule énergétique, l’ATP. Ce processus comprend plusieurs étapes, dont le « cycle de Krebs », un ensemble de réactions métaboliques qui a lieu dans la matrice de la mitochondrie. L’enzyme qui produit l’ATP se trouve dans la membrane interne de la mitochondrie. Pour ces raisons, la mitochondrie est souvent qualifiée d’usine énergétique de la cellule.Symptômes des maladies mitochondrialesLes maladies mitochondriales sont un groupe de troubles génétiques rares qui affectent le fonctionnement normal des mitochondries. Les symptômes de ces affections peuvent varier considérablement en fonction du type de maladie mitochondriale et des cellules touchées. Les symptômes communs incluent une fatigue persistante, des problèmes musculaires, des troubles de la coordination, des problèmes neurologiques, et parfois des dysfonctionnements organiques. Ces symptômes résultent souvent du déficit en ATP, perturbant les processus cellulaires vitaux.Quelles sont les causes des maladies mitochondriales ?Les maladies mitochondriales sont généralement causées par des mutations génétiques dans l'ADN mitochondrial ou nucléaire. L'ADN mitochondrial est hérité de la mère, et toute mutation dans ces gènes peut entraîner des dysfonctionnements des mitochondries. Les causes peuvent être héréditaires ou survenir spontanément. Les mutations affectant les protéines impliquées dans la chaîne respiratoire mitochondriale sont courantes, compromettant ainsi la capacité des mitochondries à produire de l'ATP de manière efficace. Certaines maladies mitochondriales peuvent se manifester dès la petite enfance, tandis que d'autres peuvent apparaître à l'âge adulte.Comment traiter les maladies mitochondriales ?Actuellement, il n'existe pas de traitement curatif pour les maladies mitochondriales. Cependant, la gestion des symptômes et le soutien médical peuvent contribuer à améliorer la qualité de vie des personnes atteintes. Les approches thérapeutiques incluent souvent des stratégies visant à atténuer les symptômes spécifiques, telles que la supplémentation en vitamines et en cofacteurs, la thérapie génique, et la physiothérapie pour maintenir la fonction musculaire. La recherche dans le domaine des thérapies mitochondriales est en constante évolution, avec des efforts visant à développer des traitements plus ciblés pour corriger les défauts mitochondriaux.

Mitochondrie

Les protéines sont des molécules biologiques dont les activités peuvent être très variées.Rôles des protéinesLes protéines peuvent assurer des fonctions très diverses au sein de la cellule ou de l’organisme. Elles peuvent avoir :un rôle structural (comme l’actine ou la tubuline qui participent à l’architecture de la cellule, la kératine qui constitue les cheveux) ;un rôle enzymatique (comme l’ADN polymérase qui recopie l’ADN) ;un rôle hormonal (comme l’insuline qui régule la glycémie) ;un rôle moteur (comme la myosine qui transporte des molécules dans la cellule)…Fabrication des protéinesLes protéines sont codées par les gènes et synthétisées par le ribosome au cours du processus de traduction de l’ARN. Elles sont ainsi créées par l’incorporation successive d’acides aminés, maintenus entre eux grâce à la formation de liaisons peptidiques, selon l’ordre indiqué par la succession des codons sur l’ARN.Structure des protéinesSuivant l’ordre des acides aminés et leurs interactions entre eux, les protéines prennent des conformations particulières, qui sont essentielles pour leur fonctionnalité. Il existe des structures rencontrées très fréquemment :les hélices alpha, où les acides aminés forment une hélice grâce à des liaisons hydrogènes entre eux ;les feuillets beta, où les liaisons hydrogènes entre les acides aminés favorisent la formation de couches superposées.Des modifications chimiques post-traductionnelles peuvent aussi participer à leur fonction (des acétylations, des phosphorylations, des ponts disulfures...).Quels sont les aliments les plus riches en protéines ?Il est important de savoir quels sont les aliments possédant le plus de protéines car elles sont essentielles pour notre organisme. Leur rôle est également primordial dans la métabolisation et la circulation des éléments dans notre sang (fer, calcium, magnésium). Voici une liste non exhaustive d'aliments très riches en protéines :viande séchée (51 g pour 100 g) ;œufs (13 g pour 100 g) ;saumon fumé (23 g pour 100 g) ;fromage blanc allégé (10,6 g pour 100 g) ;farine de soja (45 g pour 100 g).

Protéine

L’ADN signifie acide désoxyribonucléique, et constitue la molécule support de l'information génétique héréditaire.

Structure de l’ADN

L’ADN est une molécule très longue, composée d’une succession de nucléotides accrochés les uns aux autres par des liaisons phosphodiester. Il existe quatre nucléotides différents : l’adénosine, la cytidine, la guanosine et la thymidine, dont l’ordre d’enchaînement est très précis et correspond à l’information génétique.


 !function (e, t) { var c, a; (c = t.createElement("script")).src = "https://podcasts.voxeus.com/v3/embed/aa3bca76080a7b4982e4a9eb012ec29691802a83.js", c.async = 1, (a = t.getElementsByTagName("script")[0]).parentNode.insertBefore(c, a) }(0, document); 

L'ADN a été découvert en 1953 par la chercheuse Rosalind Franklin, injustement oubliée pendant des décennies. Retracez son histoire dans Chasseurs de Science. © Futura

L’ADN est formé de deux brins complémentaires enroulés en hélice (double hélice). S’il peut prendre plusieurs formes (type Z et type A), l’ADN prend le plus souvent la forme B, où la double hélice possède les caractéristiques suivantes :

10,5 paires de bases par tour ;un pas de l’hélice (hauteur entre deux tours) de 0,34 nanomètres.

Schéma représentant l'ADN dans les chromosomes. © DP

 

La structure originale de l'ADN en double hélice lui permet de se dupliquer en deux molécules identiques entre elles et identiques à la molécule mère lors du phénomène de réplication qui a lieu avant la division cellulaire. L’information génétique n’est ainsi jamais perdue, et peut se transmettre aux nouvelles générations via les cellules germinales.

L'ADN chez les eucaryotes

À une échelle un peu plus grande, chez les organismes eucaryotes, l'ADN forme des pelotes, les nucléosomes, où l’ADN est associé à des protéines, les histones. Le tout est bien enroulé et compacté sous la forme de chromosomes qui sont localisés dans le noyau des cellules.

On en trouve également dans certains organites comme la mitochondrie et le chloroplaste.

L'ADN chez les procaryotes

L'ADN des procaryotes (bactéries, archées) est similaire à celui des eucaryotes, mais il n'est pas associé à des histones et baigne dans le cytoplasme. Il est aussi le plus souvent sous forme de chromosomes circulaires.

Rôle de l’ADN dans l’hérédité

Cette molécule en forme de double hélice contient l'information génétique et s'avère essentielle pour le développement, le fonctionnement et la transmission des caractères héréditaires d'un organisme. L'ADN est organisé en gènes, qui sont des segments spécifiques de cette molécule, et chaque gène code pour une protéine ou une fonction biologique particulière.

Lors de la reproduction, les parents transmettent leur ADN à leur progéniture, assurant ainsi la transmission des caractéristiques génétiques d'une génération à l'autre. L'étude de l'ADN permet de mieux comprendre les mécanismes de l'hérédité, de diagnostiquer des maladies génétiques et d'ouvrir des perspectives passionnantes dans le domaine de la médecine génomique.

ADN : comment survient une maladie génétique ?

Une maladie génétique se manifeste lorsque des anomalies ou des mutations se produisent dans l'ADN d'un individu, altérant ainsi le fonctionnement normal de certaines protéines ou de processus biologiques. Ces mutations peuvent être héritées des parents ou survenir spontanément lors de la formation des cellules reproductrices ou au cours du développement de l'individu. Ces altérations génétiques peuvent affecter la structure ou la régulation des gènes, entraînant des problèmes de santé variés.

Les maladies génétiques peuvent être héritées de manière autosomique dominante (lorsqu'un seul allèle muté suffit à causer la maladie) ou récessive (où les deux allèles doivent être mutés). L'ADN joue donc un rôle central dans le développement des maladies génétiques en dictant la composition génétique de chaque individu et en influençant leur prédisposition aux maladies héréditaires

L'importance de l'ADN dans la génétique

L’ADN est le support de l’information génétique, c'est-à-dire qu’il porte des milliers de gènes sous la forme de succession de nucléotides. Le code génétique permet d’associer chaque triplet de bases à un acide aminé particulier. Chez l’Homme, on estime le nombre de gène codant pour des protéines à 40.000, mais il existe aussi des morceaux d’ADN codant pour des ARN, pour des séquences régulatrices de l’expression des gènes…

L'ADN est composé de gènes, ces segments spécifiques qui renferment les instructions nécessaires à la synthèse des protéines et à la régulation de divers processus biologiques. Comprendre l'ADN permet ainsi de décoder les mécanismes de l'hérédité, d'identifier les mutations responsables de maladies génétiques, et d'explorer les relations entre les génomes et les caractéristiques physiques ou phénotypiques des individus. Cette connaissance a des implications majeures en médecine, en biologie évolutive, et dans le développement de traitements personnalisés. Ainsi, l'ADN est le fondement même de la génétique moderne, ouvrant des portes importantes pour la recherche scientifique et l'amélioration de la santé humaine.

L'actine est une protéine musculaire qui agit en synergie avec la myosine et qui intervient dans le processus de contraction musculaire.On trouve également de l'actine dans le cytosquelette de toutes les cellules, où elle assure une fonction voisine, servant à générer des mouvements internes (comme le déplacement des chromosomes lors de la division cellulaire) et des déformations de la membrane cellulaire (protubérances ou invaginations).L'actine est une protéine globulaire qui polymérise pour former des filaments longs et fins, appelés microfilaments ou filaments d'actine (F-actine). Chaque filament est constitué de monomères d'actine globulaire (G-actine) arrangés en hélice. Cette structure filamenteuse est dynamique, capable de polymériser et de dépolymériser en réponse à divers signaux cellulaires, ce qui permet à la cellule de modifier sa forme et de se déplacer.Rôle de l'actine dans la contraction musculaireDans les cellules musculaires, l'actine joue un rôle crucial dans la contraction musculaire. Les filaments d'actine interagissent avec les filaments de myosine pour créer des ponts croisés, qui génèrent la force nécessaire à la contraction. Ce processus est régulé par les ions calcium et des protéines associées comme la troponine et la tropomyosine. Lorsque le muscle est stimulé, les ions calcium se lient à la troponine, provoquant un changement de conformation qui déplace la tropomyosine et expose les sites de liaison sur l'actine pour la myosine, permettant ainsi la contraction musculaire.Importance de l'actine dans la biologie cellulaireL'actine ne se limite pas aux muscles ; elle est également cruciale dans de nombreuses autres fonctions cellulaires. Elle participe à la division cellulaire (cytocinèse), au mouvement des cellules (migration cellulaire), et au maintien de la forme cellulaire. L'actine forme le réseau sous-membranaire qui supporte la membrane plasmique et joue un rôle dans la signalisation cellulaire et le transport intracellulaire. Les dysfonctionnements du cytosquelette d'actine peuvent entraîner des maladies telles que des troubles musculaires et des cancers.Actine et pathologiesDes anomalies dans la structure ou la régulation de l'actine peuvent conduire à diverses pathologies. Par exemple, des mutations dans les gènes codant pour l'actine ou les protéines associées peuvent provoquer des myopathies, des maladies caractérisées par une faiblesse musculaire. De plus, le dysfonctionnement du cytosquelette d'actine est impliqué dans la progression de certaines formes de cancer, où il joue un rôle dans la migration et l'invasion des cellules tumorales.

Actine

Un fibroblaste est une cellule peu différenciée, précurseur du tissu conjonctif. Au cours du développement embryonnaire, les fibroblastes dérivent de cellules du mésenchyme. 
Les fibroblastes sont présents dans le derme où ils produisent les composants de la matrice extracellulaire comme les fibres de collagène et l’élastine. Il existe une douzaine de molécules de collagènes différentes (collagène I, II, III, IV, VII…) mais dans le derme se trouvent les collagènes I et III. Le collagène et l’élastine contribuent à la souplesse et la résistance de la peau. Les fibroblastes sécrètent aussi des facteurs de croissance et la substance fondamentale qui contient des glycosaminoglycanes (comme l’acide hyaluronique), des protéoglycanes et de la fibronectine. Les fibroblastes communiquent avec les éléments de la matrice extracellulaire grâce à des récepteurs : les intégrines.
Rôle des fibroblastes dans le vieillissement de la peau et la cicatrisation
Au cours du vieillissement de la peau, le nombre de fibroblastes a tendance à diminuer. Le rapport entre les fibres de collagènes III et I évolue. Les éléments de la matrice extracellulaire (collagène, fibres élastiques, glycosaminoglycanes) diminuent. La peau s’amincit, elle devient moins élastique, des plis (rides) apparaissent.
Les fibroblastes interviennent aussi dans la

Fibroblaste

Les mammifères forment une classe d’animaux homéothermes, regroupant une trentaine d’ordres, 150 familles, 1.200 genres et plus de 5.000 espèces. Ce taxon monophylétique se caractérise notamment par la présence de poils, de mamelles chez les femelles (à l’exception des monotrèmes) permettant l’allaitement des petits, mais aussi par l’articulation de la mandibule ou la présence d’un néocortex cérébral. Les fossiles de mammifères connus les plus anciens remontent au Trias, il y a 220 millions d’années, à l’époque où apparaissaient également les dinosaures.
Les différentes sous-classes de mammifères
Les mammifères comportent deux sous-classes bien distinctes, dont une qui se subdivise également en deux.
Les protothériens regroupent les monotrèmes, ainsi que deux ordres éteints. Ces mammifères possèdent la particularité d’être ovipares. Seuls les ornithorynques et les échidnés sont aujourd’hui concernés.
Le groupe des thériens comporte tous les autres mammifères, tous vivipares. Néanmoins, une subdivision importante sépare les métathériens (ou marsupiaux) des euthériens.
Les marsupiaux, composés des kangourous, des koalas ou encore des wombats, se caractérisent (sauf exception) par la présence d’une poche marsupiale chez les femelles, permettant au petit de terminer son développement fœtal. En effet, les spécialistes parlent de larve marsupiale, qui finit sa croissance au chaud, attaché à la mamelle de sa mère.
Les euthériens regroupent tous les autres mammifères, placentaires, qui ont colonisé tous les milieux. Parmi eux, on peut noter les rongeurs, les félidés, les canidés, les bovidés, les chiroptères, les cétacés ou encore les primates. Entre autres.

Mammifère

L’utérus est un organe appartenant au système reproducteur de la femme.
Fonction de l’utérus
L’utérus est une poche prévue pour accueillir un embryon et favoriser son développement. La muqueuse interne de la paroi, appelée endomètre, est sensible aux hormones sexuelles féminines (œstrogènes). Au cours du cycle menstruel, l’épaisseur de l’endomètre augmente pour favoriser l’implantation du futur embryon. Le col utérin est fermé par un bouchon de mucus épais qui devient mince et perméable au sperme uniquement au moment de l'ovulation. Si la fécondation n’a pas lieu, l’endomètre finit par se détruire, provoquant les menstruations.
À l’inverse, si la fécondation a lieu, l’œuf migre depuis les ovaires à travers les trompes de Fallope pour finalement effectuer la nidation dans l’utérus. L’utérus est alors capable de s’étendre jusqu’à 35 centimètres pour s’adapter à la taille du fœtus et au placenta. L’utérus subit des contractions musculaires du myomètre au moment de l’accouchement pour expulser le nouveau-né par le vagin.
Structure de l’utérus
L’utérus, situé dans le bas-ventre, a globalement une forme triangulaire. La pointe est dirigée vers le bas où se situe le col de l’utérus qui donne sur le vagin. Les cornes utérines situées sur les côtés se poursuivent en un conduit fin (les trompes de Fallope) jusqu’aux ovaires.
Le myomètre est constitué de muscles lisses. L'utérus est vascularisé par l'artère utérine.
Hors grossesse, la taille de l’utérus est d’environ 4 centimètres sur 8.

Utérus

La leucémie est une maladie maligne des globules blancs, généralement d’origine inconnue. Sa principale caractéristique est l’accumulation de cellules malades dans la moelle osseuse, qui viennent remplacer les cellules sanguines normales.La moelle osseuse est le site de fabrication des cellules sanguines. Elle occupe la cavité osseuse et est communément appelée moelle. Elle contient les cellules qui donnent naissance aux globules blancs, aux globules rouges et aux plaquettes.En cas de leucémie, une cellule sanguine qui n’a pas encore atteint sa maturité subit une mutation génétique qui la transforme en cellule cancéreuse. Cette cellule ne fonctionne alors pas correctement, elle se multiplie plus rapidement et meurt moins vite que les cellules normales. Ainsi, les cellules sanguines saines de la moelle osseuse sont remplacées par des cellules cancéreuses anormales.Quels sont les symptômes d’une leucémie ?Les principaux symptômes découlent de l’accumulation de cellules de moelle osseuse défectueuses, qui entravent ou empêchent la production de cellules sanguines saines. La baisse des globules rouges provoque une anémie, dont les symptômes sont : la fatigue, l’essoufflement, les palpitations et les maux de tête. La réduction des globules blancs entraîne une baisse de l’immunité, ce qui rend l’organisme plus vulnérable aux infections souvent graves ou récurrentes. La diminution des plaquettes engendre des saignements, les plus fréquents étant ceux des gencives et du nez et des taches violettes (ecchymoses) sur la peau.Le patient peut présenter un gonflement des ganglions lymphatiques, en particulier dans la région du cou et des aisselles, mais également de la fièvre ou des sueurs nocturnes, une perte de poids sans raison apparente, une gêne abdominale (causée par un gonflement de la rate ou du foie) ou encore des douleurs dans les os et les articulations. Une fois que la maladie est établie, elle progresse rapidement, ce qui nécessite de commencer le traitement peu après le diagnostic de la leucémie.Quels sont les traitements d'une leucémie ?Il est possible de guérir d'une leucémie puisqu'il existe plusieurs traitements employés et administrés pour prévenir et lutter contre la propagation d'une leucémie. Le traitement de la leucémie peut être effectué par une équipe de professionnels de la santé, notamment un oncologue, un hématologue ou encore un spécialiste de la radiothérapie.Les traitements couramment utilisés pour lutter contre la leucémie comprennent :Chimiothérapie : C'est un traitement médicamenteux qui tue les cellules cancéreuses en perturbant leur cycle de vie. La chimiothérapie peut être administrée par voie intraveineuse, orale ou intrathécale (dans le liquide céphalo-rachidien) ;Radiothérapie : C'est un traitement qui utilise des radiations pour tuer les cellules cancéreuses. Elle peut être administrée de manière externe ou interne ;Thérapie ciblée : C'est un traitement qui utilise des médicaments pour cibler des anomalies spécifiques dans les cellules cancéreuses, telles que des mutations génétiques. Les médicaments de thérapie ciblée peuvent être administrés par voie orale ou intraveineuse ;Immunothérapie : C'est un traitement qui stimule le système immunitaire à reconnaître et à tuer les cellules cancéreuses. L'immunothérapie peut être administrée par voie intraveineuse ;Thérapie combinée : Parfois, plusieurs traitements sont utilisés en combinaison pour augmenter leur efficacité ;Greffe de cellules souches : C'est un traitement qui implique la transplantation de cellules souches saines pour remplacer les cellules souches défectueuses ou détruites par le traitement de la leucémie.Il est important de noter que le traitement de la leucémie peut être difficile et entraîner des effets secondaires tels que la perte de cheveux, la fatigue, la nausée et la diarrhée. Il est important que les patients discutent avec leur équipe de soins de santé des effets secondaires potentiels du traitement et de la façon de les gérer. Les patients peuvent également bénéficier de soutien émotionnel et psychologique pendant leur traitement, ainsi que d'une alimentation équilibrée et d'un mode de vie sain pour aider à maintenir leur santé globale.

Leucémie

Un organite est un compartiment différencié contenu dans les cellules eucaryotes et qui a des fonctions bien précises. Les organites de la cellule baignent dans le cytoplasme et travaillent en coopération. Ils possèdent une membrane lipidique dans laquelle sont enchâssées des protéines. 
Diversité des organites des cellules animales et végétales
Les organites présents dans les cellules eucaryotes sont essentiellement les suivants :
le noyau qui contient l’ADN structuré en chromosomes. Le noyau est entouré d’une enveloppe formée de deux membranes ;le réticulum endoplasmique, un ensemble de sacs aplatis, comprenant le réticulum endoplasmique rugueux parcouru de ribosomes servant à la production de protéines, et le réticulum endoplasmique lisse. Le réticulum endoplasmique joue un rôle de production de membranes internes et de vésicules ; l’appareil de Golgi, un entassement de sacs, qui est le lieu de modification et de tri de molécules produites par la cellule ;les lysosomes, contenant des enzymes digestives, qui hydrolysent des molécules et des organites usagés ;les peroxysomes qui participent au métabolisme des lipides et des glucides, éliminent le peroxyde d’hydrogène, et jouent un rôle de détoxification ;les mitochondries qui servent à la respiration cellulaire et à la production d’ATP à partir de glucides.
Dans les cellules végétales, se trouvent également :
des plastes, comme les chloroplastes qui convertissent l’énergie lumineuse en énergie chimique ;une vacuole centrale : lieu de stockage de déchets et de nutriments, elle sert à la croissance de la cellule. La membrane de la vacuole est le tonoplaste.

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