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E!Sciences

Découverte d'un bizarre poisson chat

26 Mai 2014 , Rédigé par e-sciences Publié dans #Actualité

Découvert dans des rizières indiennes, un petit poisson-chat carnassier, minutieusement observé, semble défier les règles de la classification des animaux avec un squelette aux caractéristiques inattendues.

La face du poisson Kryptoglanis shajii présentée ici semble tout droit sortie du film Alien, avec ses quatre rangées de dents pointues. © Lundberg et al., 2014. Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia 

 

La face du poisson Kryptoglanis shajii présentée ici semble tout droit sortie du film Alien, avec ses quatre rangées de dents pointues. © Lundberg et al., 2014. Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia

 

C’est en 2011 que l’espèce Kryptoglanis shajii a été décrite pour la première fois. Ce poisson-chat souterrain qui vit en eau douce ne voit que rarement la lumière du jour ; il apparaît parfois dans des puits ou des rizières de la région de Kerala en Inde. Dans un article paru dans Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philiadelphia, des chercheurs décrivent les détails de la structure osseuse de ce poisson plein de surprises !

En effet, observé de près, il soulève bien des questions. D’après John Lundberg, spécialiste des poissons-chats et principal auteur de l’article, « plus nous regardions le squelette, plus il devenait étrange ». Ses caractéristiques sont si inhabituelles que les chercheurs ont eu du mal à le classer dans la famille des poissons-chats.

Comme les silures, les poissons-chats appartiennent à la grande famille des siluriformes. De l’extérieur, K. shajii semble un poisson-chat normal. Il n’a pas de nageoire dorsale et la nageoire anale est allongée. Mais lorsque les chercheurs se penchent sur sa structure interne, cela se complique…

 

Les photographies de deux spécimens de K. shajii : le petit poisson mesurant moins de 10 cm n’a pas de nageoire dorsale mais une longue nageoire anale.


Les photographies de deux spécimens de K. shajii : le petit poisson mesurant moins de 10 cm n’a pas de nageoire dorsale mais une longue nageoire anale. © Lundberg et al., 2014. Proceedings of the Academy of Natural Sciences

 

Le squelette du poisson-chat révèle des surprises

Pour décrire la structure osseuse de K. shajii, les chercheurs l’ont examiné par radiographie numérique et par tomographie à rayons X à haute résolution. Ces analyses ont fourni des images détaillées en trois dimensions. Les trois spécimens utilisés dans cette étude ont été récupérés en mars 2006 au village de Nellayi, qui se trouve dans l’État du Kerala, dans la région des Ghats occidentaux (Inde).

Tout d’abord, certains éléments osseux étaient absents chez le poisson, ce qui est assez courant chez des poissons souterrains comme K. shajiiMais certains os étaient modifiés, au point que Lundberg les décrit comme « complètement uniques parmi les poissons-chats et tous les poissons autant que je sache ».

C’était particulièrement vrai pour les os de la tête : la mâchoire inférieure fait saillie ; l’avant du squelette du poisson rappelle le museau d’un bouledogue... Mais contrairement au chien, le poisson-chat possède quatre rangées de dents coniques et bien aiguisées. La raison pour laquelle ce poisson-chat est si différent reste un mystère pour les scientifiques.

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L'impression 3D en médecine : la chirurgie d'abord

22 Mai 2014 , Rédigé par e-sciences Publié dans #Actualité

«L'impression 3D est un atout pour tout chirurgien, notamment pour les interventions longues», s'enthousiasme le Pr Julien Pauchot, chirurgien dans le service de chirurgie orthopédique du CHU de Besançon. «Elle permet de mieux préparer une opération, de gagner du temps et de la précision pour un résultat meilleur pour le patient.» Son équipe a été parmi les premières à utiliser l'impression 3D pour fabriquer une copie exacte de la mandibule d'un patient avant sa reconstruction et l'utilise maintenant pour toutes les interventions de ce type.

Loin du rêve futuriste d'un appareil capable de reconstituer un organe entier en imprimant des couches de cellules, la révolution médicale 3D est déjà en marche pour les chirurgiens orthopédistes, qui ont su plonger dans ce nouvel univers grâce à des maquettes et des implants fabriqués sur mesure pour leurs patients.

Ce progrès est le résultat d'une double avancée. L'imagerie médicale permet aujourd'hui d'obtenir une image en trois dimensions de l'ensemble de l'organisme, notamment grâce au scanner, à l'échographie et à l'IRM, qui recueillent des informations de plus en plus précises. Ces images, enregistrées sous forme de données numériques peuvent ensuite être utilisées pour programmer une imprimante 3D. Cette dernière aligne, l'une après l'autre, des couches de divers matériaux pour fabriquer un objet qui correspond à l'image numérique de départ. Pour fabriquer une maquette d'organe ou de tissu, différents types de plastique peuvent être utilisés: il suffit alors de choisir la zone à reproduire, les matériaux et même leur couleur pour mieux identifier les différentes parties: os sain, os endommagé, vaisseaux sanguins…

Ces maquettes sont largement utilisées par les étudiants ou les chirurgiens pour s'exercer à des gestes nouveaux ou difficiles. Ainsi, un chirurgien de Louisville, aux États-Unis, a récemment pu opérer, rapidement et en toute sécurité, un nouveau-né atteint de quatre malformations cardiaques combinées grâce à une maquette de son cœur qu'il a pu étudier avant l'intervention. «Parfois, il ne suffit pas de faire une incision et de pouvoir regarder l'organe à réparer pour voir tous les éléments nécessaires», souligne le Pr Pauchot.

 

 

Implants biocompatibles et sur mesure

Les chirurgiens orthopédistes ont été les premiers à bénéficier d'implants imprimés en 3D, avec des matériaux choisis pour leur biocompatibilité et leurs propriétés fonctionnelles. «Nous utilisons différents métaux pour nos implants, principalement un alliage de titane», précise Tim Clijmans, PDG de Mobelife. Cette entreprise basée à Louvain, en Belgique, est spécialisée dans la chirurgie de la hanche: elle fournit des maquettes en plastique pour planifier les interventions et des implants en métal aux mesures de chaque patient. «Le titane est biocompatible, il possède la résistance mécanique nécessaire et sa porosité naturelle permet aux cellules osseuses de le coloniser efficacement.»

D'autres implants peuvent être réalisés en plastique: l'an dernier, un implant en dérivé de polyéther a permis de remplacer 75 % du crâne d'un patient américain pour la première intervention de ce genre admise par les autorités sanitaires des États-Unis. La société Osseomatrix, basée à Évry, développe actuellement des implants conçus comme des échafaudages à cellules osseuses à base de diverses céramiques de synthèse, les premiers essais sur l'homme étant prévus en 2015. «L'impression couche par couche par microfusion laser permet de programmer la réticulation du matériau pour guider la colonisation par les cellules du patient jusqu'au cœur même de l'implant», explique le Dr Didier Nimal, PDG et fondateur de l'entreprise.

Une intervention planifiée jusqu'au moindre geste permet d'aller plus vite et avec plus de précision: le patient récupère plus rapidement, avec moins de complications et pour un résultat plus satisfaisant. En utilisant également un implant réalisé sur mesure, les chirurgiens orthopédiques évitent également d'avoir à prélever un fragment d'os sur une autre partie du squelette du patient, qu'il faut ensuite adapter au site à réparer de manière plus ou moins satisfaisante. Ce deuxième site opératoire allonge la durée d'intervention avec, très souvent, des douleurs persistantes parfois difficiles à supporter et une durée de récupération très longue avant la reprise d'activité. Des avantages qui pourraient constituer, pour les autorités sanitaires, un gain capable de compenser le coût supplémentaire de ces nouvelles techniques.

 

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Des nouvelles guêpes parasitoïdes momifient des chenilles

21 Mai 2014 , Rédigé par e-sciences Publié dans #Bio

En Équateur, 24 nouvelles espèces de petites guêpes parasitoïdes ont été découvertes : elles ont la particularité de momifier les chenilles de papillons qu'elles parasitent. Certaines portent même le nom de célébrités comme la guêpe « Shakira ».

La guêpe Aleiodes yanayacu porte le nom de la station biologique au cœur de ces travaux de recherche. © Shimbori, Shaw, ZooKeys, 2014, cc by 4.0

 

La guêpe Aleiodes yanayacu porte le nom de la station biologique au cœur de ces travaux de recherche. © Shimbori, Shaw, ZooKeys, 2014, cc by 4.0

 

Les animaux parasites se développent aux dépens de leur hôte, entraînant parfois leur mort… C’est le cas des guêpes, qui grandissent dans des larves de papillons et provoquent une véritable momification de la chenille qui les a nourries. En Équateur, des chercheurs ont découvert 24 nouvelles espèces de petites guêpes parasitoïdes du genre Aleiodes. Dans un article paru dans la revue ZooKeys, Scott Shaw de l’université du Wyoming et Eduardo Shimbori de l’université de São Carlos au Brésil présentent les nouvelles guêpes qu’ils ont identifiées.

Les guêpes Aleiodes sont des parasitoïdes des chenilles de papillon vivant dans la forêt tropicale. Autrement dit, les femelles cherchent un certain type de chenilles vivant dans des buissons ou de petits arbres et y injectent un œuf. Le parasitisme ne tue pas immédiatement la chenille, qui continue à se nourrir et à grandir pendant un certain temps. Mais la chenille finit par se rétracter et se durcir avant le stade de pupaison (avant de se transformer en nymphe) pour former une « momie » ; la guêpe fait alors son cocon dans les restes momifiés de la chenille. Lorsqu’elle a terminé son développement, la jeune guêpe découpe un trou pour sortir, s’envole et se reproduit pour recommencer un nouveau cycle de parasitisme.

 

La guêpe « Shakira », de son vrai nom Aleiodes shakirae, provoque une courbure chez la chenille hôte (en haut à droite) qui rappelait aux auteurs la danse du ventre pour laquelle l’artiste est réputée.


La guêpe « Shakira », de son vrai nom Aleiodes shakirae, provoque une courbure chez la chenille hôte (en haut à droite) qui rappelait aux auteurs la danse du ventre pour laquelle l’artiste est réputée. © Shimbori, Shaw, ZooKeys, 2014, cc by 4.0

 

24 nouvelles espèces de guêpes parasitoïdes découvertes

Pour Scott Shaw, ces guêpes présentent un intérêt écologique. « Ce sont vraiment des insectes hautement bénéfiques. Ces guêpes aident à contrôler naturellement les populations de chenilles qui se nourrissent de plantes, elles soutiennent donc la biodiversité des forêts tropicales. »

Dans le cadre du projet Caterpillars and Parasitoids of the Eastern Andes of Ecuador, les chercheurs ont récupéré des chenilles dans une forêt située sur les pentes orientales des Andes, à une altitude comprise entre 2.000 et 2.800 mètres. Les spécimens récoltés ont été étudiés à la station biologique de Yanayacu, dans la province de Napo (Équateur). Les nouvelles guêpes identifiées dans les chenilles de lépidoptères étaient de petits organismes, mesurant seulement quatre à neuf millimètres de long.

Parmi ces nouvelles espèces, certaines ont été baptisées en hommage à des célébrités, comme le comédien John Stewart (Aleiodes stewarti), le poète états-unien Robert Frost ou la chanteuse colombienne Shakira. L’espèce A. frosti a été nommée en référence au poème The Road Not Taken (la route que je n’ai pas prise), pour souligner les particularités morphologiques de l'espèce. La guêpe « Shakira » (A. shakirae) doit son nom au fait qu'elle provoque chez la chenille parasitée une courbure et une torsion inhabituelles, qui rappelaient aux auteurs la fameuse danse du ventre de l’artiste sud-américaine.

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