Paris, 4 octobre 2016
Invasion des insectes : l'économie mondiale affectée

69 milliards d'euros, c'est le coût minimal annuel des dégâts provoqués par les insectes envahissants dans le monde, estime une équipe internationale de chercheurs menée par Franck Courchamp, directeur de recherche CNRS au laboratoire Ecologie, systématique et évolution (Université Paris-Sud/CNRS/AgroParisTech) et impliquant notamment les entomologistes de l'IRD à Montpellier et un économiste CNRS. Depuis les dégâts sur les biens et services jusqu'aux coûts en santé, en passant par les pertes en agriculture, cette étude, réalisée avec le soutien de l'ANR et de la Fondation BNP Paribas, rassemble la plus importante base de données jamais élaborée des dégâts économiques imputables aux insectes envahissants dans le monde : 737 articles, livres et rapports ont été considérés. Ces travaux sont publiés dans Nature Communications le 4 octobre 2016.
Pourquoi étudier les insectes ? Depuis des milliers d'années, les insectes ont été responsables de la propagation de maladies chez l'Homme et le bétail, et de dégâts considérables, depuis l'anéantissement des cultures et réserves, en passant par la destruction des infrastructures, jusqu'à la dévastation des forêts, altérant ainsi les écosystèmes et les rendant plus fragiles. Dans le règne vivant, la seule classe des insectes (environ 2,5 millions d'espèces) est probablement le groupe le plus coûteux. De plus, ils font partie des espèces envahissantes les plus virulentes : 87 % des 2 500 invertébrés terrestres ayant colonisé de nouveaux territoires sont des insectes.

Des dégâts sous-évalués

Les scientifiques ont estimé à 69 milliards d'euros par an le coût minimal des dégâts causés par les insectes envahissants dans le monde. Parmi les d'insectes étudiés, le termite de Formose1 (Coptotermes formosanus) serait l'un des plus destructeurs : plus de 26,7 milliards d'euros par an dans le monde. Mais cette estimation provient d'une étude trop peu documentée, selon l'équipe de recherche. Des études plus renseignées (estimées reproductibles par les scientifiques) placent également « en haut du classement » la teigne des choux2 (Plutella xylostella), avec un coût de 4,1 milliards d'euros par an et le longicorne brun de l'épinette3 (Tetropium fuscum), avec un coût de 4 milliards d'euros par an rien qu'au Canada.

Par ailleurs, d'après cette étude, l'Amérique du Nord présente les plus importantes pertes financières avec 24,5 milliards d'euros par an, tandis que l'Europe n'est pour l'instant qu'à 3,2 milliards d'euros par an. Mais cette différence s'explique par un manque de sources d'évaluation et non par une réelle différence d'exposition au danger. Ainsi, selon les chercheurs, le coût annuel total estimé de 69 milliards d'euros est largement sous-évalué. De nombreuses régions du monde n'offrent pas assez de données économiques pour produire une estimation précise, qui a donc été minimisée. De plus, l'équipe de chercheurs s'est concentrée sur l'étude des dix espèces invasives les plus coûteuses, sans comptabiliser celles, très nombreuses, qui provoquent moins de dégâts. Enfin, si l'on considère les valeurs estimées pour les services écosystémiques à l'échelle globale (plusieurs centaines de milliards de dollars pour la seule pollinisation des cultures), les perturbations causées par les insectes envahissants pourraient atteindre un niveau bien au-delà de l'estimation actuelle.

La santé et l'agriculture sont les plus touchées

Les insectes dans leur ensemble pèsent particulièrement sur l'agriculture en consommant 40 % des biens de consommation (l'équivalent de ce qui pourrait nourrir un milliard d'êtres humains).

Sur la santé, le coût global attribuable aux insectes envahissants dépasse 6,1 milliards d'euros par an (sans prendre en compte le paludisme, le virus Zika, ou encore l'impact économique provoqué sur certains facteurs comme le tourisme, la productivité, etc). D'un point de vue géographique, les régions du monde où les dépenses médicales liées aux dégâts causés par les insectes envahissants s'avèrent les plus importantes, sont respectivement l'Asie (2,55 milliards d'euros par an), l'Amérique du Nord (1,85 milliards d'euros par an) et l'ensemble de l'Amérique centrale et du Sud (1,66 milliards d'euros par an). Et, parmi les maladies les plus lourdes financièrement, on trouve au premier plan la dengue, dont les dépenses représentent 84 % des 6,1 milliards d'euros.

Une plus grande vigilance et la mise en place de procédures de réponse à une invasion biologique permettraient de faire économiser à la société des dizaines de milliards d'euros, selon les auteurs. Ces mesures de prévention pourraient diviser au moins par dix les coûts des maladies provoquées par les moustiques.

Laboratoires français impliqués :

laboratoire Ecologie, systématique et évolution (Université Paris-Sud/CNRS/AgroParisTech)
Laboratoire montpelliérain d'économie théorique et appliquée (CNRS/ Université de Montpellier/Inra)
laboratoire Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (CNRS/IRD/Université de Montpellier)
laboratoire Biologie des organismes et écosystèmes aquatiques (CNRS/MNHN/IRD/UPMC/Université Caen Normandie)

 DOCUMENT         cnrs        LIEN

Paris, 26 octobre 2014
Des colliers de nanoparticules d'or pour guider la lumière jusqu'au nanomètre

Des nanoparticules cristallines d'or alignées puis fusionnées en longues chaines peuvent servir à confiner l'énergie lumineuse à l'échelle nanométrique tout en permettant sa propagation à grande distance. C'est ce que vient de démontrer une équipe pluridisciplinaire du Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES, CNRS), en collaboration avec des physiciens de Singapour et des chimistes de Bristol. Ces travaux sont publiés en ligne sur le site de la revue Nature Materials le 26 octobre.
La lumière peut servir à transmettre des informations. Cette propriété est par exemple utilisée dans la fibre optique et offre une alternative intéressante à la microélectronique1. L'utilisation de la lumière permet d'augmenter la vitesse de transmission et de réduire les pertes d'énergie qui se produisent par réchauffement lorsqu'un signal électrique est utilisé. Cependant il reste plusieurs défis à relever, notamment celui de la miniaturisation : avec la fibre optique il est en effet difficile de confiner la lumière dans une largeur inférieure au micromètre (soit 10-6 mètres).

Les électrons circulent librement dans les métaux et parfois se mettent à osciller collectivement à leur surface sous l'effet de la lumière, comme dans les métaux nobles tels l'or et l'argent. Les propriétés de ces oscillations collectives, appelées plasmons, offrent depuis une vingtaine d'années une voie prometteuse vers un confinement sub-longueur d'onde (c'est-à-dire inférieur au micromètre) de l'énergie lumineuse. En transmettant cette énergie portée par les photons aux électrons en mouvement, il est possible de transporter de l'information dans des structures plus étroites que les fibres optiques. Pour atteindre des confinements encore plus importants, la plasmonique2 s'intéresse désormais aux propriétés optiques de nanoparticules cristallines. La surface cristalline lisse évite de perturber les oscillations des électrons et limite les pertes d'énergie. Exploiter les propriétés de ces nanoparticules devrait donc permettre simultanément des confinements de l'ordre du nanomètre et le transport de l'information sur de grandes distances.

Dans cette étude, les chercheurs ont démontré que lorsque des nanoparticules d'or de dix nanomètres de diamètre sont alignées sous forme de chaine, les plasmons qu'elles portent génèrent des oscillations particulières, propices à la propagation ultra-confinée. Cependant à chaque passage entre deux nanoparticules, il existe une perte d'énergie. Si cette caractéristique peut être exploitée pour certaines applications qui nécessitent des sources de chaleur très localisées, notamment en médecine, elle ne favorise pas la propagation longue distance.

Les chercheurs ont donc délicatement fusionné les nano-perles, en focalisant un faisceau électronique à haute énergie, de façon à former un réseau continu et cristallin. Ils ont alors observé que les pertes d'énergie sont réduites et que les plasmons sont libres d'osciller sur de très grandes distances tout en restant confinés suivant le diamètre des nanoparticules. Au sein de ce collier de seulement dix nanomètres de large, l'information peut voyager jusqu'à 4000 nanomètres.

Un autre défi relevé par cette étude a été de cartographier, avec une précision exceptionnelle, les oscillations des électrons observées à la surface de la chaine de nanoparticules. Les différents types de mouvement des plasmons ont été caractérisés par une technique de microscopie appelée spectroscopie de perte d'énergie des électrons (EELS) dont la très fine résolution spatiale et spectrale a permis aux chercheurs de proposer un nouveau modèle théorique du comportement des plasmons. Les simulations basées sur ce modèle reproduisent les expériences avec une fidélité sans précédent.

Ces travaux qui résultent d'une collaboration à long terme avec des équipes de Bristol et de Singapour pourraient mener à une miniaturisation extrême du guidage de la lumière et ouvrir la voie vers des applications en matière de capteur, pour le photovoltaïque par exemple, et en télécommunication.

  DOCUMENT       cnrs     LIEN

Paris, 15 avril 2016

Recycler un anti-hypertenseur pour combattre les tumeurs du cerveau

Les traitements actuels contre les gliomes, ces tumeurs cérébrales malignes, sont très peu efficaces. Une collaboration internationale1 menée par le laboratoire Neurosciences Paris-Seine (CNRS/Inserm/UPMC)2 a testé sur ces tumeurs les principes actifs d'anciens médicaments jusqu'à identifier une molécule intéressante, la prazosine. Non seulement, elle semble être efficace pour ce type de cancer, mais elle agit sur une voie de signalisation commune à d'autres types de cancers. Ces résultats prometteurs ont été mis en ligne (publication avancée) dans la revue EMBO Molecular Medicine.
Faire du neuf avec du vieux : le principe du recyclage. Appliqué à un médicament, c'est bien ce que tente de faire une collaboration internationale de chercheurs1 coordonnée par Marie-Pierre Junier et Hervé Chneiweiss du laboratoire Neurosciences Paris-Seine. Ils étudient les gliomes, qui sont les tumeurs malignes les plus fréquentes se développant à partir de cellules du cerveau. Elles sont également la 4e cause de mort par cancer chez l'adulte et la 2e chez l'enfant. En cause : les traitements actuels, inefficaces. En effet, un gliome peut résister et renaître à partir d'un très petit nombre de cellules tumorales, les cellules initiatrices de gliome (GIC). Ce sont ces cellules, dont les caractéristiques et les propriétés ressemblent à celles des cellules souches, que l'équipe a ciblées.

Au lieu de tenter de découvrir de nouvelles molécules, l'équipe a opté pour la stratégie du repositionnement de médicament. Autrement dit, ils ont testé une collection de molécules utilisées depuis tellement longtemps pour d'autres traitements que leur brevet d'exploitation est tombé dans le domaine public . Cette méthode permet de développer à moindre coût et sur un temps très court de nouveaux principes actifs. 1200 molécules ont été testées sur des cellules souches neurales humaines normales et sur les cellules initiatrices de gliome issues de différentes tumeurs agressives. Douze d'entre elles présentaient un effet toxique sur les GIC sans avoir d'effet sur les cellules souches neurales normales. La plus efficace était la prazosine. Testée sur des souris porteuses de cellules initiatrices de gliome, la prazosine a permis une nette diminution des tumeurs et une survie des souris prolongée de plus de 50 %.

Cette molécule, utilisée depuis de nombreuses années pour traiter l'hypertension, est un inhibiteur des récepteurs alpha-adrénergiques (α-AR). Surprise cependant : les expériences des chercheurs montrent que ce type de récepteurs n'existe pas sur les cellules initiatrices de gliome. La molécule agit donc via un mécanisme hors-cible (« off-target »), c'est-à-dire par une autre voie que l'interaction classique. Les chercheurs ont ainsi identifié une molécule de signalisation intracellulaire, la PKCδ, surexprimée dans les GIC par rapport aux cellules souches neurales normales. En présence de la prazosine, elle est clivée uniquement dans les GIC, ce qui conduit à leur mort.

Pour confirmer ces résultats, des essais cliniques commenceront dans l'année. S'ils sont concluants, la molécule pourrait être rapidement utilisée en complément des traitements actuels et améliorer la prise en charge des patients atteints de cancer du cerveau. D'ores et déjà les chercheurs ont identifié que d'autres cellules cancéreuses ont une signalisation altérée de la PKCδ, comme celles du cancer colorectal, du pancréas, du foie. La compréhension du mécanisme d'action de la prazosine laisse donc également entrevoir de nouvelles pistes de traitements pour d'autres cancers.

DOCUMENT         cnrs        LIEN

Texte cité dans
Atmosphères

par Marc Texier
 

Pur déploiement d'une nappe de sons dont tout rythme est aboli, dont la forme est celle de l'écoulement, de la stase, puis de l'évaporation silencieuse, Atmosphères (créée en 1961 à Donaueschingen par l'Orchestre du Südwestfunk sur une idée qui vint à Ligeti dès avant son exil viennois, en 1950), a la simplicité des démonstrations par l'absurde : voyez comme la polyphonie n'est plus, après multiplication des voix, qu'une harmonie et un timbre ; voyez comment une telle masse (89 instruments et autant de parties réelles) peut acquérir une si grande légèreté que la musique semble léviter. Et surtout, quelle leçon d'efficacité est assénée ainsi aux musiciens du temps : l'inouï ne naît pas de la complexité mais d'un quasi archaïsme, la nouveauté n'est plus issue de l'approfondissement d'une recherche séculaire (l'écriture, le contrepoint et son apothéose sérielle) mais éclôt naturellement d'un simple saut de côté, d'une manière assez désinvolte de faire tout le contraire de ce qui se fait avec les instruments mêmes de ceux dont on contredit la musique, de retourner contre lui le byzantinisme des musiques de l'époque en décidant une fois pour toute que ce ne sont pas les détails qui comptent, mais l'effet d'ensemble qui prime, et qui, bien que né de la profusion des détails, les annule.

Donc l'œuvre dans son statisme est incroyablement animée. Non par l'agitation brownienne des pièces de Xenakis, mais par le mouvement, tout traditionnel et presque scolastique du contrepoint. Après le cluster couvrant cinq octaves du début de l'œuvre, débute en effet un grand canon à 56 voix, aux cordes, dont la conduite rigoureuse nous est à jamais imperceptible tant son tissage est fin, et dont la courbe s'achève, estompée, dans le silence coloré des résonances du piano. Déjà Xenakis avec Métastasis (1955) ou Penderecki avec Anaklasis (1960) avaient donné à entendre des musiques de masse et d'évolution globale ; mais chez eux c'est l'écriture elle-même qui se simplifiait afin de radicaliser le discours ; et si l'on n'entendait plus de détails c'était en fait qu'il n'y en avait plus. Ligeti — c'est la force perverse de ses œuvres — mine les principes du sérialisme de l'intérieur, pousse la complexification de l'écriture jusqu'à l'absurde, jusqu'au non-audible ; mais conservant la maîtrise d'une écoute globale, évite, et dénonce, la grisaille sonore où sombrent les musiques écrites par accumulation et prolifération.

Ligeti dans toutes ses pièces de la période statique restera ainsi sur la ligne de partage des styles musicaux, aussi proche, et aussi loin, du sérialisme — ou de ce qui en tient lieu —, et de l'archaïsme volontaire de Xenakis. Atmosphères fut bissée à sa création, et marqua pour longtemps l'esprit du public comme celui des compositeurs, c'est que l'œuvre était non seulement belle mais aussi démonstrative. Evidente dans son principe, aboutie dans sa réalisation, tout un chacun pouvait en saisir la musique et le sens historique. Et dans ce qu'elle annonçait : la musique de timbre, et dans ce qu'elle dénonçait : la complexité excessive et inefficace.

 


© Ircam-Centre Pompidou

DOCUMENT        ircam      LIEN