Design de processus biologiques, ...


Exemple de l'étude de la reproduction des truffes noires

Ces recherches ont été menées par Marc-André Sélosse, Professeur et biologiste au MNHN, François Rousset, chercheur à l'ISEM et des associés. L'article expose le cycle de vie de la truffe noire qui comprend un accouplement avant la sporulation. Bien que l'espèce soit hermaphrodite, cet accouplement implique des parents présentant des caractéristiques très différentes, qui se comportent principalement comme des mâles ou des femelles, ce qui suggère que cette espèce subit un dioécisme forcé.

Le design à gauche de cet extrait d'article présente donc le cycle de vie de la truffe Tuber melanosporum. L'individu maternel est en rouge, le paternel en bleu. La partie comestible est un corps de fruit constitué de tissus stériles, nourrissants et protecteurs d’origine maternelle (le gleba) soutenant le développement des spores qui dérivent par la méiose d’un zygote virtuel, lui-même issu d’un événement de reproduction. Chaque groupe de spores issu d'une méiose est encastré par quatre dans un asque et les corps de fruits contiennent des milliers d'asques. L’autogamie est empêchée par les types sexuels, c’est-à-dire que l’individu maternel est MAT 1-1 (ou MAT 1-2-1) et le père est MAT 1-2-1 (ou, respectivement, MAT 1-1).

Le design à droite synthétise les types d'accouplement de la truffe noire. Lors de l'établissement de la population, des individus haploïdes des deux types d'accouplement coexistent (en haut); une exclusion d'un type se produit progressivement, de sorte que les mycéliums accédant localement aux racines des arbres affichent le même type d'accouplement. Les spores existent également dans le sol, à cause de la dispersion des spores et d'une banque de spores provenant de fructifications non dispersées. La moitié de ces spores présente le type d'accouplement alternatif et peut fournir la contribution paternelle. Lors de l’accouplement, les individus du type localement dominant se comportent de manière maternelle, c’est-à-dire qu’ils forment également les fructifications gleba.


Exemple d'un repeuplement (raté!) de langoustes

Le design ci-dessous illustre la tentative de réintroduction de langoustes dans l'île sud-africaine de Marcus qui s'est révélée complètement inopérante. Sitôt relâchées, elles ont été immédiatement attaquées et consommées par les buccins surabondants, une famille de mollusques gastéropodes marins carnivores.


Histoire des manchots de l'Ile de Crozet

Ces travaux de recherches engagés par David Gremillet, océanographe au CEFE et  Amélie Lescroël, chercheuse au CEFE s'intéressent à la question de la dépense énergétique des animaux. L'article expose qu'il est généralement admis que cette dépense énergétique est limitée par l'acquisition d'énergie. Dans une série de publications, Speakman, Król et ses collègues affirment que la capacité de dissiper la chaleur métabolique peut également limiter les taux maximaux de dépense énergétique dans les endothermes (théorie de la limite de dissipation de chaleur - théorie des HDL). Les implications de la théorie des HDL sur l'évolution des traits fonctionnels aviaires sont substantielles et ouvrent des perspectives de recherche fascinantes. Notamment, la théorie des HDL nous amène à relier les températures élevées du corps des oiseaux à leur capacité à atteindre des taux plus élevés de perte de chaleur et de dépense énergétique, à reconsidérer l'évolution des modèles de plumage aviaire et à spéculer sur la capacité du blanc, avec l'hypothèse selon laquelle le groupe de couvées aviaires fonctionne également comme une fenêtre thermique permettant aux oiseaux de dissiper l'excès de chaleur. Cela revoit notre vision actuelle de l'importance adaptative de l'isolation thermique limitée du plumage des grands cormorans. Ces caractéristiques ont des conséquences importantes sur la capacité des oiseaux de faire face au réchauffement de la planète et sur la conception de modèles mécanistiques d'énergétique animale visant à prévoir leurs réactions aux changements des conditions environnementales.

 

Le design illustre les enregistrements de température effectués sur les manchots royaux évoluant en liberté, suggérant fortement que cette espèce évacue activement la chaleur excessive lors de la plongée vers 50m de profondeur et aussi à la surface de l'eau.


Exemple de l'étude des phénomènes de vie et de mort cellulaire.

Cette illustration schématise le contrôle topologique de la vie et de la mort dans le système folliculaire de Ciona intestinalis. Les 60 cellules folliculaires externes de cet organisme présentent un positionnement ordonné (partie gauche du schéma) exclusivement lié à des contraintes géométriques (sphéricité de l’ovocyte) et topologiques (pavage sans trou). Un zoom permet de mieux comprendre l’organisation 3D du système folliculaire (en bas à gauche du schéma). Ce positionnement permet de contrôler la vie (signal diffusible vert) et la mort (signal diffusible rouge) des 1 200 cellules de la testa sous-jacentes (coupe longitudinale présentée dans la partie centrale du schéma). Ces signaux de vie et de mort peuvent également être optimisés par la présence de jonctions communicantes entre les CT (vue en perspective transversale présentée dans la partie droite du schéma).

 

Cet autre design interroge sur la sculpture des membres observée chez les vertébrés à la fin du développement embryonnaire qui pourrait être sous le contrôle d’organisateurs apoptotiques géométriquement ordonnés.


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