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Dossier – Histoire évolutive de l’audition chez les vertébrés

Marco
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Dossier – Histoire évolutive de l’audition chez les vertébrés

Dossier de Marcon dans l’épisode #67.

 

Inspiré de “Un coup de gueule plein les oreilles” de Stephen Jay Gould

Nos oreilles nous permettent d’entendre les sons qui se propagent dans l’air, et cela vaut également pour la plupart des vertébrés terrestres. (Les poissons eux ressentent les vibrations de sons propagés dans l’eau, grâce à leurs organes de la ligne latérale.)

Dans l’histoire des vertébrés terrestres, aucune saga évolutive n’égale celle de l’audition, car elle combine de fascinantes énigmes et leur solution au moyen d’une excellente documentation fossile. Deux transitions majeures, apparemment impossibles, ont notamment pu être élégamment expliquées.

La première s’est produite à la naissance de la vie terrestre et pose l’énigme suivante: “Comment des êtres vivants ont-ils pu passer de la perception de vibrations au moyen d’une ligne latérale courant tout le long du corps, à l’audition de sons au moyen d’oreilles?” En d’autres termes, comment de nouveaux organes peuvent se former sans antécédents apparents?

La deuxième transition est intervenue lors de la dernière innovation majeure dans le plan d’organisation anatomique des vertébrés et pose cette fois-ci l’énigme: “comment des os qui permettent l’articulation de la mâchoire supérieure et inférieure chez les reptiles ont-ils pu migrer dans l’oreille des mammifères pour devenir le malleus et l’incus (le marteau et l’enclume), deux des trois osselets formant la chaîne conduisant les sons du tympan jusqu’à l’oreille interne?” Comment en d’autres termes, des organes peuvent-ils changer de place et de fonction, sans compromettre l’intégrité fonctionnelle de l’animal?

Comment même imaginer des formes intermédiaires? Il est impossible de manger sans articulation de la mâchoire. Les créationnistes se sont même fondés sur cette différence entre reptiles et mammifères pour proclamer que l’évolution était impossible. Mais la pensée conventionnelle étant plus bornée que ne l’est la nature, nous allons voir dans ce dossier comment se solutionne ce genre de problème:

La clé de l’énigme se situe dans le fait qu’un organe peut avoir plusieurs fonctions mais également qu’une fonction peut être remplie par plusieurs organes.

Par exemple certains animaux comme les serpents peuvent entendre grâce à leurs poumons. Et comme nous allons le voir plus tard, si à présent vous avons des oreilles, on le doit à nos ancêtres reptiliens immédiats qui étaient capables d’entendre, ou plus exactement de ressentir les vibrations dans l’air, grâce à leurs mâchoires.

Penchons-nous donc sur la première et dernière étape de l’édification anatomique de l’oreille moyenne des mammifères et qui apporteront les réponses aux deux énigmes citées précédemment.

I.L’origine des os auditifs chez les premiers vertébrés terrestres

L’audition des sons dans un milieu de faible densité comme l’air pose un problème physique majeur: Car dans l’air les ondes sont de faible pression. Or pour que les vibrations soient transmises au sein des liquides emplissant la cochlée (sans rentrer dans les détails, il s’agit d’un organe de l’oreille interne en forme hélicoïdale), il est nécessaire d’avoir des vibrations de pression relativement importantes, comme dans l’eau. Comment alors réaliser cette conversion?

Les vertébrés terrestres recourent à deux grands mécanismes pour réaliser cette conversion.

Tout d’abord ils recueillent les sons grâce à la membrane du tympan.Celle-ci a une superficie relativement grande. Et après avoir traversé l’oreille moyenne, ces ondes sont transmises à l’oreille interne par l’intermédiaire d’une ouverture bien plus petite qu’on appelle “fenêtre ovale”

Deuxièmement, la conduction des vibrations depuis le tympan jusqu’à la fenêtre ovale est effectuée au moyen d’une série d’os,qu’on appelle chez les mammifères, le malleus, l’incus et le stapes (ou marteau, enclume et étrier à cause de leur ressemblance avec ces objets) Ces osselets agissent à la façon de leviers pour augmenter la pression des ondes qui se dirigent vers le système nerveux central.

Oreille moyenne
1. Tympan 2. Marteau-enclume-étrier 3. Trompe d’Eustache 4.Muscle du marteau

 

Les poissons possèdent une oreille interne, mais pas de tympan, ni d’osselets, ni d’oreille moyenne. Ils “entendent” par le biais des organes se trouvant le long leur ligne latérale, qui leurs permettent de détecter les mouvements de l’eau produits par les ondes sonores dans ce milieu de forte densité. On en arrive donc à notre première énigme qui est de savoir comment les osselets de l’oreille moyenne ont pu se former au cours de l’évolution des vertébrés terrestres,et apparemment à partir de rien?

Les premiers vertébrés, les premiers poissons n’avaient pas de mâchoires. Ils formaient un groupe dont le nom scientifique est agnathe, qui veut dire littéralement “sans mâchoire” Les survivants d’aujourd’hui de cette première radiation évolutive sont les lamproies et les myxines.

Lamproie

Chez ce type d’animaux, la bouche est donc dépourvue de toute garniture osseuse, et une série d’ouvertures branchiales figure à l’arrière de celle-ci. Chaque branchie est soutenue par 2 os organisés en une branche inférieure et une branche supérieure, leurs pointes étant dirigées vers l’avant et leur articulation se faisant au milieu (imaginez 2 allumettes formant le signe “<“) Cet arrangement d’os rappelle celui de la mâchoire supérieure et inférieure chez un vertébré typique.

A cause d’un registre fossile relativement pauvre, on ne sait pas avec certitude si les mâchoires et les arcs branchiaux représentent des spécialisations distinctes qui auraient été engendrées par le même système de développement embryologique, ou si les mâchoires se sont formées par la migration vers l’avant de l’arc branchial le plus antérieur, de façon a encadrer la bouche. Quoi qu’il en soit, il ne fait aucun doute que les mâchoires et les arcs soutenant les branchies sont des structures homologues. C’est à dire qu’elles sont apparues dans l’évolution à partir de la même origine et représente le même organe sous différentes formes.

Trois preuves soutiennent cette homologie:

1/ L’embryon édifie les cartilages précurseurs des mâchoires et des arcs branchiaux, non pas à partir du mésoderme (source tissulaire de la plupart des os) mais à partir de cellules migratrices provenant de la crête neurale de la tête en cours de développement.

2/ Les deux types de structures sont faites d’une pièce supérieure et d’une pièce inférieure, se recourbant sur l’avant et s’articulant au milieu

3/Les muscles qui ferment les mâchoires sont homologues de ceux qui contractent les fentes branchiales.

Si les mâchoires des vertébrés représentent un arc branchial antérieur, un autre élément crucial du crâne dérive aussi de ces structures de soutien des branchies. En effet la partie supérieure de l’arc branchial suivant dans la série, constitue chez les poissons à mâchoires, l’hyomandibulaire, un os qui joue un rôle de coordination et de soutien, puisqu’il relie les mâchoires à la boîte crânienne.

Jusqu’à présent ces détails anatomiques peuvent sembler éloignés de l’origine des osselets auditifs, mais nous y arrivons…

Les mammifères possèdent trois osselets auditifs dans l’oreille moyenne: le marteau, l’enclume et l’étrier (malleus, incus et stapes)

Or le stapes est l’homologue de l’hyomandibulaire des poissons. En d’autres termes, un os originellement apparu en tant que soutien branchial, a évolué de façon à relier les mâchoires à la boite crânienne, puis a changé à nouveau de fonction, de façon à transmettre les sons, lorsque l’eau a été remplacée par l’air.

Une telle transition parait inconcevable, mais pour comprendre comment elle a pu se produire, il faut oublier le vieux modèle d’évolution appliqué au cas du cheval et de l’homme (marche du progrès): Ces représentations donnent l’impression que l’évolution consiste uniquement au perfectionnement d’une fonction donnée, dont la nature reste inchangée au cours du temps, car elle partent du plus petit et pas très fonctionnel, pour conduire au plus grand, plus complexe et magnifiquement agencé. Autrement dit dans ce genre de modèle, le cerveau reste toujours un cerveau, et les dents restent toujours des dents, mais ces organes deviennent de plus en plus efficace dans leur fonction.

S’il est vrai que l’on peut parfaitement envisager qu’un organe déjà existant se perfectionne de cette façon continue, la question qui se pose est de savoir comment quelque chose d’inédit peut se réaliser. Comment les organismes peuvent-ils s’aventurer dans un milieu véritablement nouveau où va se faire sentir le besoin de fonctions qui n’existaient pas jusque-là?

Pour cela il faut envisager un mécanisme changeant les fonctions de parties déjà existantes. L’évolution ne consiste pas toujours à développer une structure en partant d’un stade rudimentaire. Elle doit souvent se saisir d’une structure fonctionnant parfaitement bien dans l’accomplissement d’une tâche donnée, pour l’affecter à une autre fonction.

Le stapes de l’oreille moyenne a donc suivi une évolution de ce type, en passant du statut d’os robuste de soutien, à celui d’os auditif fin.

L’hyomandibulaire, qui fut une structure soutenant une branchie, a évolué pour devenir une pièce servant à ancrer les mâchoires sur la boîte crânienne. Mais il s’est trouvé qu’il était positionné juste au voisinage de la capsule otique, contenant l’oreille interne. Or la matière osseuse, pour des raisons qui n’ont rien à voir avec son apparition dans l’évolution, peut relativement bien transmettre des sons.

D’ailleurs bien qu’il ait eu pour fonction première d’attacher, l’hyomandibulaire s’est aussi prêté à d’autres rôles. Chez les raies, l’eau de mer est absorbée par un petit orifice de forme ronde (le spiracle), situé juste en avant des autres fentes branchiales. L’hyomandibulaire aide ici à pomper ce courant d’eau et à le faire pénétrer dans la cavité buccale, et de là, à le faire ressortir par l’ensemble des fentes branchiales. Chez d’autres poissons, les dipneustes, situés dans une branche évolutive plus proche de notre phylogenèse, l’hyomandibulaire peut aider à faire s’emplir d’air les poumons de ces animaux.

Mais revenons au stapes. Les premiers tétrapodes terrestres connus proviennent de l’Est du Groenland où ils ont été trouvé dans des roches âgées de 360 millions d’années. Ce sont ces fossiles à qui l’on a donné les noms d’Ichthyostega et d’Acanthostega.

Ichthyostega
Acanthostega

Chez certains d’entre eux les stapes étaient préservés dans la position qu’ils occupaient durant la vie de l’animal.Ces os étaient chez eux, robustes et épais, et non pas minces comme lorsqu’ils sont essentiellement adaptés à l’audition. Ce stapes originel servait encore comme antérieurement, de pièce d’ancrage, et avait probablement, comme le suggère la chercheuse Jennifer Clack (qui est l’une des chercheuses ayant trouvé des Acanthostega au Groenland) un rôle à jouer dans l’audition étant donné que sa base est étroitement associé à la capsule otique[auditive]. (elle estime également qu’ils devaient avoir une troisième fonction puisqu’ils avaient probablement un rôle à jouer dans la respiration)

Par la suite,comme cela s’est produit indépendamment dans plusieurs lignées de vertébrés terrestres, la mâchoire supérieure s’est fermement soudée à la boîte crânienne. Le stapes/hyomandibulaire n’ayant alors plus d’utilité pour lier la mâchoire au crâne, il a alors pu se perfectionner dans son rôle auditif

II.L’origine des osselets de l’oreille moyenne des mammifères

L’histoire du stapes est déjà assez étonnante, car d’un rôle de soutien des branchies, il est passé à celui de pièce d’ancrage des mâchoires sur la boîte crânienne puis à celui d’un os permettant d’entendre les sons transmis dans l’air.

Mais celle des deux autres osselets de l’oreille moyenne est encore plus curieuse.

Le marteau et l’enclume (malleus et incus), étaient des pièces faisant partie des mâchoires chez les premiers vertébrés. Ils jouaient un rôle dans l’articulation des mâchoires supérieure et inférieure, et c’est toujours leur fonction chez les amphibiens, les reptiles et les oiseaux actuels.

Bien entendu on ne les nomme pas marteau et enclume chez les reptiles,mais os articulaire (homologue du marteau) et os carré (équivalent de l’enclume) . L’os carré est un os de la mâchoire supérieure reptilienne tandis que l’os articulaire est un os de la mâchoire inférieure reptilienne.

Cette transition peut paraitre impossible à première vue, mais elle s’observe parfaitement bien dans les archives fossiles et dans l’embryogenèse des mammifères actuels.

Tout d’abord, l’homologie des os de la mâchoire reptilienne et des osselets de l’oreille des mammifères a été découverte par des anatomistes et embryologistes allemands.

En 1837, Karl Bogislaus Reichert, en étudiant l’embryologie des mammifères écrit:

“Nous avons rarement rencontré de cas, en anatomie animale, où une pièce embryonnaire subit un changement de forme aussi important que celui qui affecte les os de l’oreille des mammifères. On aurait du mal à le croire…Et pourtant, cela se réalise effectivement”

Et s’il parle de “changement de forme” c’est parce que grâce à ses travaux, il a observé que chaque embryon de mammifère retrace, au cours de son développement, les étapes de l’histoire évolutive qui ont conduit des os de la mâchoire à des osselets auditifs. Il constata donc que tous les os de l’oreille proviennent des deux premiers arcs branchiaux. Le marteau et l’enclume dérivent du premier (et donnent les mâchoires des vertébrés) et l’étrier provient du second (qui donne l’hyomandibulaire des poissons) Il a remarqué que la mâchoire inférieure se forme à partir d’un précurseur appelé “cartilage de Meckel” (en l’honneur d’un anatomiste allemand de la génération précédente de Reichert). Le processus d’ossification de la mâchoire se réalise ensuite sur le côté du cartilage de Meckel. Pendant ce temps, la partie postérieure du cartilage, qui forme donc l’extrémité arrière de la mâchoire inférieure chez l’embryon du mammifère, s’ossifie également, puis se détache pour devenir le malleus de l’oreille moyenne.

C’est ce qu’a observé Reichert, et cela a depuis été confirmé des milliers de fois. Difficile de fournir des preuves plus directes que celle-ci!

De plus, si ce processus est tout à fait terminé au moment de la naissance chez les mammifères placentaires, chez les marsupiaux, lorsque le minuscule kangourou ou opossum, pénétre dans la poche de sa mère, ses futurs osselets auditifs sont encore attachés aux mâchoires, et servent encore à l’articuler! Ce n’est que par la suite que ces os vont migrer dans l’oreille, et que la nouvelle articulation des mâchoires se forment.

Cette transition est l’une des mieux établies dans l’évolution des vertébrés, grâce à la combinaison des données de la paléontologie, de la physiologie et de l’embryologie, si bien que ses fondements sont d’une solidité incontestable.

Et l’un des traits les plus importants de cette histoire est la notion de redondance et d’emplois polyvalents. Cette notion de redondance est à la base de l’innovation évolutive, et c’est d’ailleurs le thème central de ce podcast.

Selon les créationnistes, la transition entre les reptiles et les mammifères est impossible car les malheureux intermédiaires n’auraient alors pas d’articulation correcte de leurs mâchoires. Mais la notion de redondance suggère une solution qui parait alors évidente.

On peut donc faire une prédiction théorique au sujet des formes intermédiaires que l’on pourrait s’attendre à trouver dans les archives fossiles: Chez les mammifères actuels, les mâchoires s’articulent par le biais de l’os squamosal (à la mâchoire supérieure) et l’os dentaire (à la mâchoire inférieure). Chez les autres vertébrés, cette articulation se fait grâce à l’os carré (à la mâchoire supérieure) et à l’os articulaire (à la mâchoire inférieure), lesquels sont destinés à devenir l’incus et le malleus de l’oreille mammalienne.

Supposons donc que les ancêtres des mammifères aient possédé une articulation dentaire-squamosal, tout en gardant fonctionnelle l’ancienne articulation carré-articulaire: cela aurait donné des animaux intermédiaires dotés d’une double articulation. Grâce à cette redondance, l’arrangement carré-articulaire aurait alors pu être abandonné pour se spécialiser dans la fonction auditive.

Cette supposition a réellement été avancée par les paléontologistes, à un moment où aucun fossile d’intermédiaire entre les reptiles et les mammifères n’avait été retrouvé.

Les formes intermédiaires dans les archives fossiles sont relativement rares, et cela pour des raisons que j’avais déjà expliqué lors du dossier sur les arguments avancés habituellement par les créationnistes (le processus de fossilisation est un événement rare, et par définition une espèce intermédiaire ne persiste pas longtemps à l’échelle géologique). Mais concernant la transition entre les reptiles et les mammifères, les strates géologiques apportent des données assez abondantes, si bien que la prédiction théorique des paléontologues a pu être testée, et elle a été vérifié: Chez le groupe des therapsides cynodontes, on retrouve par exemple, une tendance à la réduction et au relâchement de l’os articulaire et de l’os carré, mais également dans le même temps, on observe que le dentaire de la mâchoire inférieure grossit et s’étend vers l’arrière pour entrer en contact avec la mâchoire supérieure. (Chez les mammifères le dentaire représente la totalité de la mâchoire inférieure. Chez les reptiles, la mâchoire inférieure comprend plusieurs éléments post-dentaires, qui ont tous été réduits, puis supprimés ou dispersés chez les mammifères)

De nombreux cynodontes ont édifié une seconde articulation entre le squamosal et un élément post-dentaire appelé le supra-angulaire: Cette articulation ne correspond pas à celle du squamosal et du dentaire des mammifères, mais elle montre que, bien que les créationnistes pensent le contraire,il est apparu de multiples sortes d’intermédiaires (et donc, s’il était encore besoin de le rappeler, que l’évolution ne se fait pas de façon linéaire)

En fait, ce sont seulement deux ou trois genres de cynodontes qui présentent une évolution vers une articulation mammalienne, et l’un d’eux porte le nom de Diarthrognathus, dont le nom est tout à fait clair, puisqu’il signifie “mâchoire à double articulation”.

De plus, chez les plus anciens mammifères, le malleus et l’incus ne sont pas encore complétement indépendants, puisqu’ils sont encore fixés aux mâchoires et continuent à participer à l’articulation, comme c’est le cas chez Morganucodon et Megazostrodon, deux des plus anciens mammifères connus (qui ont le look d’une musaraigne) . Tellement anciens, que les scientifiques ne sont pas tous d’accord sur la classification. Certains les considérent comme des reptiles mammaliformes car l’oreille moyenne ne comprend qu’un seul osselet (l’étrier), d’autres les considérent comme des mammifères car ils allaitaient leurs petits. Et si les Cynodontes sont des intermédiaires entre reptiles et mammifères, Megazostrodon est l’intermédiaire entre Cynodontes et mammifères…

Morganucodon
Megazostrodon

Ces animaux vivaient à la fin du Trias (Le Trias s’étend d’environ -250 millions d’années à -200 millions d’années) et c’est seulement à la fin du Jurassique (Le Jurassique s’étend de -200 à environ -145 millions d’années) qu’apparaissent les premiers mammifères avec une oreille typiquement mammalienne.

L’embryologie et la paléontologie apportent donc des données permettant de comprendre le “comment”. Mais il est intéressant également de saisir pourquoi une telle transition a eu lieu. D’autant plus qu’une oreille munie d’un seul osselet, le stapes, paraît bien fonctionner (comme chez les oiseaux)

C’est une question complexe, il est donc difficile d’apporter une réponse qui soit complète, mais un indice mérite qu’on s’y intéresse et illustre encore le principe de redondance:

Les pélycosaures, sorte de gros lézards avec une voile sur le dos et souvent considérés à tort comme des dinosaures, qu’ils ne sont pas (on les retrouve d’ailleurs souvent dans les jeux de dinosaures en plastique), sont nos ancêtres lointains, prédécesseurs des reptiles thérapsides qui ont conduit aux mammifères.

Le stapes des pélycosaures se trouve en contact étroit avec l’os carré de la mâchoire supérieure (précurseur de l’incus, donc).

Ce rapport se maintient voire s’intensifie quelquefois chez les thérapsides ultérieurs. Cela suggère fortement que le carré des ancêtres des mammifères, bien que participant en premier lieu à l’articulation des mâchoires, jouait déjà un rôle subsidiaire dans la transmission des sons.

Malheureusement on ne peut pas réaliser d’expériences sur des animaux éteints et on ne dispose pas de preuve directe que le carré participait à l’audition chez les ancêtres des mammifères. Par contre on sait avec certitude que le carré des reptiles peut transmettre des sons tout en servant à l’articulation des mâchoires, car c’est le cas chez plusieurs reptiles actuels (bien évidemment ces reptiles ne sont pas les ancêtres directs des mammifères, mais ils montrent la possibilité physique de transmission des sons par l’os carré et la réalité de cette redondance)

Les serpents par exemple, n’ont ni oreille externe, ni tympan, si bien que de façon un peu anthropocentrique, on a longtemps cru qu’ils étaient sourds. En réalité, la majeure partie de leur corps est sensible aux vibrations sonores, et celles-ci semblent être transmises à l’oreille interne par l’intermédiaire de leurs poumons (de grandes dimensions) mais également grâce à leur mâchoire inférieure en passant par le carré, puis le stapes.

D’autres expériences directes sur plusieurs espèces de lézards avaient également montré que les sons étaient transmis au cerveau par cette voie.

Nous arrivons donc à la fin de ce dossier qui a permis de montrer un autre des principes fondamentales de l’évolution, qui est l’exploitation des redondances. Les organismes ne sont pas parfaits: leurs organes peuvent remplir différentes fonctions, elles-même pouvant être remplies par différents organes. Et c’est un point très important à comprendre car c’est parce qu’il en est ainsi que l’évolution est possible chez les organismes pluricellulaires!

 

Source:

Comme Les huits doigts de la main – Stephen Jay Gould

 

Strip Science: neutrinos plus rapides que la lumière, l’explication de Usain Bolt

Podcast Science
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Dessin de Grégory Michnick offert dans le cadre de l’excellent projet collaboratif entre blogueurs de science et bédéistes Strip-Science.

Ce dessin illustre désormais le dossier d’Alan sur les neutrinos supraluminiques (Podcast Science 58)

Bienvenue à Grégory sur Strip Science!

 

Podcast science 66 – Le paradoxe du chat de Schrödinger

Podcast Science
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Podcast science 66 – Le paradoxe du chat de Schrödinger

Le dossier de la semaine

Tout en émotion cette semaine puisque pour sa dernière émission régulière, Mathieu nous parle – un chat (quantique?) dans la gorge – du chat de Schrödinger. Accrochez vos ceintures et préparez le paracétamol!

Retour sur les émissions passées

Avec nos excuses pour le peu de scientificité du dossier de la semaine dernière. Intéressant certes, mais pas aussi étayé que ce que nous proposons d’habitude. Nous nous arrangerons pour éviter cela à l’avenir

Du nouveau concernant les prochaines émissions

Comme Franck l’a annoncé sur le site, Podcast Science passe au live dès le prochain numéro, soit le mercredi 4 janvier 2012 à 20h30, rendez-vous sur la wiki-radio Neweez, on vous attend nombreux 🙂

Plugs

Notre ami Xavier Agnès nous indique que Marc Montangero, que nous avions reçu dans le Podcast (Episode 34 – La chimie pour les nuls) vient de publier un livre, disponible http://editions.chimie.ch pour une somme modique.

Et Xilrian se distingue en produisant une fois encore des épisodes formidables dans ses deux podcasts:
12minutes.com

Pour ce troisième épisode, encore une fois significativement plus long que les 12 minutes affichées (mais je me permet d’être plus long dès que j’ai un invité), 26 minutes de discussions  avec Stanislas Jourdan autours du revenu de vie.

David et son invité parlent des allocations universelles et des modèles économiques alternatifs pour cesser de laisser les gens sur le carreau. Super bien expliqué!

vie-artificielle.com, l’autre podcast de Xilrian, vaut le détour également: le dernier épisode porte sur les algorithmes génétiques, c’est juste fascinant!

5e épisode de vie artificielle sur les algorithmes génétiques. Fascinant:
http://www.vie-artificielle.com/

La quote de Mathieu

Shut up and calculate! – David Mermin

La quote pour Mathieu

Bonne chance Mathieu et que la science te garde – Charles Cauchon, auditeur du Podcast

Encore un immense MERCI à Mathieu de tout ce qu’il a fait jusqu’ici! Et le reste de l’équipe vous retrouve le mercredi 4 janvier prochain à 20h30 sur Neweez: http://bit.ly/PSneweez

D’ici là, nos meilleurs voeux pour les fêtes et une excellente année!

 

Dossier – Le paradoxe du chat de Schrödinger

Mathieu
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Dossier – Le paradoxe du chat de Schrödinger

Dossier présenté par Mathieu dans l’épisode #66.

L’expérience du chat de Schrödinger fut imaginée en 1935 par le physicien Erwin Schrödinger, afin de mettre en évidence des supposées lacunes dans l’interprétation de la physique quantique appliquée aux objets quotidiens faite par l’Ecole de Copenhague. L’Ecole Copenhague est un courant de pensée en physique qui a pris place au XXème siècle et qui présente la mécanique quantique comme un simple instrument de prédiction. De nombreux grands physiciens se sont inscrit dans ce courant comme Niels Bohr, Werner Heisenberg, Max Born…Mais, Schrödinger, avec son expérience du chat, a voulu illustrer le problème qu’on appelle problème de la mesure, un problème qui trouve sa source dans l’interprétation purement prédicitive de la physique quantique telle que la décrit l’Ecole de Copenhague.

La physique quantique ou mécanique quantique est l’appellation générale d’un ensemble de théories physiques nées au XXème siècle qui décrivent le comportement des atomes et des particules. La mécanique quantique a donc pour but de décrire le monde microscopique et de l’infiniment petit. Cependant sa description du monde heurte le sens commun à plusieurs égards. Par exemple une propriété bizzare de la mécanique quantique est la dualité onde-particule, je vous renvoie à l’expérience des fentes de Young dont j’avais parlé dans mon dossier sur la lumière. Le problème de la mesure décrit par Schrödinger est en soi aussi une des nombreuses interprétations étranges que l’on peut faire de la mécanique quantique et il illustre bien les difficultés de corrélation entre les postulats fondamentaux de la mécanique quantique et le monde macroscopique tel qu’il nous apparaît et tel qu’il peut être mesuré.

Chat de Schrödinger

Superposition quantique

Un état quantique peut être vu comme un ensemble de propriétés qui permettent de décrire complètement un objet physique, comme par exemple une particule de matière. Par exemple, dans le cas d’un électron en mouvement, son état quantique est décrit par 4 propriétés ou nombres quantiques:

  • Nombre quantique 1: son énergie.
  • Nombre quantique 2: son spin
  • Nombre quantique 3: son moment angulaire
  • Nombre quantique 4: son moment magnétique.

En physique classique:

  • l’état d’un système physique détermine de manière absolue les résultats de mesure des grandeurs physiques.
  • les différents états d’un système physique classique sont mutuellement exlusifs (un système est très énergétique ou ne l’est pas)

En physique quantique:

  • la connaissance de l’état d’un système permet seulement de prévoir les probabilités respectives des différents résultats possibles lors d’une mesure. L’état quantique ne peut pas être assimilé à un ensemble de propriétés physiques qui évoluent au cours du temps. En mécanique quantique, l’état et les grandeurs physiques sont deux concepts séparés et sont représentés par deux objets mathématiques différents.
  • dans un système quantique les états mutuellement exclusifs existent aussi, on les appelle les états quantiques orthogonaux. Ce sont en quelques sortes les états de base d’un système quantique comparables à ceux de la physique classique. Mais la nouveauté en mécanique quantique, c’est que en plus de ces états orthogonaux mutuellement exclusifs, il en existe beaucoup d’autre, une infinité. Ils s’obtiennent en mélangeant les états quantiques de base. La mécanique quantique expose tous les états possibles du système, les états de base et aussi tous ceux qui peuvent s’obtenir en mélangeant, superposant, les états de base.

En mécanique quantique, le principe de superposition stipule que les propriétés qui caractérisent un état quantique d’une particule peuvent posséder plusieurs valeurs (position, spin, quantité de mouvement, etc…). Un système quantique se trouve dans un état superposé tant qu’il n’est pas observé ou mesuré. Cependant, la mécanique quantique stipule que le résultat d’une mesure d’un système donne toujours un des états de base mutuellement exclusifs, il n’est pas possible d’obtenir un état superposé lors d’une mesure. L’état superposé existe uniquement en absence d’observation. Pour expliquer ce phénomène, il faut faire appel à une nouvelle notion, la fonction d’onde.

La description du monde par la mécanique quantique repose sur une fonction d’onde (un courbe de forme ondulatoire) qui donne les probabilités de trouver une particule ou un objet quantique dans un état ou un autre. Pour cette raison, on a coutume de dire qu’un système quantique peut être dans plusieurs états à la fois, ou dans un état superposé. Il faut en réalité comprendre que le système est dans un état quantique unique, mais que les mesures peuvent donner plusieurs résultats différents, chaque résultat étant associé à sa probabilité d’apparaître lors de la mesure. Lors d’une opération dite de mesure, l’objet quantique sera trouvé dans un état de base déterminé. Il se produit ce que l’on appelle une réduction ou effondrement de la fonction d’onde: la particule ou l’objet quantique se matérialise dans un état donné, selon la probabilité indiquée par sa fonction d’onde. C’est comme si tout acte d’observation sélectionne instantanément un et un seul état parmi l’ensemble des états superposés possibles.

C’est la mesure qui perturbe le système quantique et le fait bifurquer d’un état quantique superposé vers un des états de base qui est mesuré. C’est un état qui ne préexiste pas avant la mesure, et qui à une probabilité d’advenir décrite par la fonction d’onde de la particule et c’est la mesure qui semble le faire advenir. En mécanique quantique, il n’est pas possible de connaître l’état d’un système avant son observation, tout simplement parce que cette information n’existe pas dans l’Univers. C’est comme si avant la mesure l’Univers n’aurait pas encore décidé quel en serait le résultat.

L’expérience du chat de Schrödinger

L’expérience consiste à enfermer un chat dans une boîte fermée avec un dispositif qui tue l’animal dès que le dispositif détecte la désintégration d’un atome d’un corps radioactif. On peut imaginer un détecteur de radioactivité comme un compteur Geiger, relié à un interrupteur qui peut provoquer la chute d’un marteau cassant une fiole de poison et libérant un gaz mortel pour le chat. L’interrupteur est activé et le chat empoisoné si l’atome radioactif se désintègre, au contraire l’interrupteur n’est pas activé et le chat reste vivant si l’atome ne se désintègre pas. Si les probabilités de la fonction d’onde de la particule radioactive indiquent qu’une désintégration a une chance sur deux d’avoir eu lieu au bout d’une minute, la mécanique quantique indique que, tant que l’observation n’est pas faite, l’atome est en superposition et simultanément dans deux états (intact et désintégré). Or le mécanisme de l’expérience imaginée par Erwin Schrödinger lie l’état du chat à l’état des particules radioactives (intact et désintégré), de sorte que le chat serait simultanément dans deux états (mort et vivant), jusqu’à ce que l’ouverture de la boîte (l’observation) déclenche le choix entre les deux états. Du coup, tant que l’on n’a pas ouvert la boîte, on ne peut absolument pas dire si le chat est mort ou non au bout d’une minute. En suivant scrupuleusement les règles quantiques, l’état superposé d’une particule (désintégrée/non désintégrée) devrait se propager à l’état du chat qui devrait également être dans un état superposé mort-vivant. Or, un tel état n’est et ne peux jamais être observé, d’où paradoxe et problème.

Chat de Schrödinger

La difficulté principale dans notre conceptualisation de cette expérience tient dans le fait que si l’on est généralement prêt à accepter ce genre de situation pour une particule quantique, l’esprit refuse d’accepter facilement une situation qui semble aussi peu naturelle quand il s’agit d’un sujet plus familier, macroscopique, à notre échelle comme un chat. En fait, le passage à l’échelle macroscopique que représente le chat par rapport aux particules radioactives est le principal intérêt de l’expérience. Il ne s’agit pas d’une question sur le vivant (vie/mort), car le rôle du chat peut être parfaitement remplacé et réalisé par le propre interrupteur (lui aussi un objet macroscopique) qui se trouverait dans deux états simultanés éteint et enclenché à la fois .

Cette expérience est plus une expérience de pensée qu’une expérience réalisable au sens physique du terme. On ne pourra en effet jamais mettre en évidence directement, ou mesurer, que le chat est à la fois mort et vivant car le fait d’essayer de connaître son état provoquera nécessairement l’effondrement de la fonction d’onde menant inéluctabalement à l’un des deux état mort ou vivant. D’ailleurs les expériences effectuées par les scientifiques sur la préservation de la superposition des états quantique peuvent s’appliquer à quelques particules ou molécules, mais les conditions techniques pour préserver l’état superposé du chat sont tout à fait irréalisables pour plus de quelques molécules.

C’est pour faire apparaître le caractère paradoxal de la multiplicité des états possibles avant la mesure et de la matérialisation vers un état mesuré et observé après la mesure que Erwin Schrödinger a imaginé cette expérience du chat. Il voulait réfuter l’interprétation de Copenhague de la mécanique quantique, qui conduisait à un chat à la fois mort et vivant, en soutenant l’idée que si l’on parvient à provoquer une dépendance ou un couplage direct entre l’état d’une particule et la vie d’un chat, on devrait pouvoir mettre le chat dans un état superposé, mort et vivant, jusqu’à l’observation, qui le réduira à un seul état. Shrödinger pensait que la possibilité du chat mort-vivant démontrait que l’interprétation de la fonction d’onde par l’Ecole de Copenhague et décrite orginellement par Max Born était incomplète. Comment concevoir que le chat n’ait pas d’état défini tant qu’on n’opère pas d’observation. Selon lui, le chat ne peut pas être mort et vivant à la fois !

L’interprétation orthodoxe de la physique quantique qui mène à un chat à la fois mort et vivant montre bien que la mécanique quantique semble obéir à des lois souvent contraires à notre intuition. On se rend compte alors que la question n’est plus tant de savoir « comment la superposition des états est-elle possible dans le monde quantique ? » mais plutôt « comment est-ce impossible dans le monde réel que l’on observe à notre échelle ? ».

Solutions du paradoxe

Pour en découdre avec ce paradoxe sur l’état mort-vivant simultané du chat, différentes pistes théoriques ont été mises en avant pour tenter d’apporter quelques éléments de réponse.

Chat de Schrödinger

Théorie de la décohérence

La théorie de la décohérence propose que l’état de superposition ne peut être maintenu qu’en l’absence d’interactions avec l’environnement qui déclenche le choix entre les deux états (mort ou vivant). La décohérence n’est pas provoquée par une action « consciente » de l’obervateur, qu’on interprète comme une « mesure », mais plutôt par des interactions physiques avec l’environnement, de sorte que la décohérence a lieu d’autant plus vite qu’il y a plus d’interactions. Chaque éventualité d’un état superposé interagit avec son environnement, mais la complexité des interactions est telle que les différentes possibilités deviennent rapidement incohérentes (d’où le nom de la théorie de la décohérence).

La théorie de la décohérence réconcilie d’une part le postulat de la réduction de la fonction d’onde avec d’autre part l’équation de Schrödinger qui autorise les superpositions d’états. L’équation de Schrödinger est une équation qui régit les états possibles d’une particule, c’est une équation linéaire, ce qui entraîne que pour deux états possibles d’une particule, la combinaison de ces deux états est également un état possible. L’état mort-vivant du chat doit être possible selon l’équation de Schrödinger, une réalité qui lui semblait à Schrödinger et qui nous semble difficilement acceptable. Comment donc les superpositions quantiques peuvent-elles disparaître à l’état macroscopique, alors que la linéarité de l’équation de Schrödinger mène naturellement à une préservation des états superposés aussi à l’échelle macroscopique? Alors heureusement la théorie de la décohérence peut démontrer mathématiquement que chaque interaction avec l’environnement déphase les fonctions d’onde des états les unes par rapport aux autres de telle manière que la probabilité d’observer un état superposé (mort-vivant) tend rapidement vers zéro. Seuls restent observables les états correspondant aux états observables macroscopiquement, l’état mort ou bien vivant du chat. Il n’y a alors pas de paradoxe : le chat se situe dans un état déterminé bien avant que la boîte ne soit ouverte et l’équation de Schrödinger est réconciliée avec la réduction de la fonction d’onde.

Les interactions et l’environnement dont il est question dans cette théorie ont des origines très diverses. Typiquement, le simple fait d’éclairer un système quantique suffit à provoquer une décohérence. Même en l’absence de tout éclairage, il restera toujours au minimum les quelques photons du fond diffus cosmologique qui provoquent également une décohérence, bien que bien plus lente. Et bien naturellement, le fait de mesurer volontairement un système quantique provoque des interactions nombreuses et complexes avec un environnement constitué par l’appareil de mesure. Dans ce cas, la décohérence est pratiquement instantanée et inévitable.

À l’échelle macroscopique, où on trouve des milliards de milliards de particules en intéraction avec l’environnement, la rupture de la cohérence (états superposés) se produit donc pratiquement instantanément. Autrement dit, l’état de superposition ne peut être maintenu que pour des objets de très petite taille constitués de quelques particules. Donc, pour la théorie de la décohérence, l’effondrement de la fonction d’onde n’est pas spécifiquement provoquée par un acte de mesure, mais peut avoir lieu spontanément, même en l’absence d’observation et d’observateurs. Ceci est une différence essentielle avec le postulat initial de réduction du paquet d’onde qui ne spécifie pas comment, pourquoi ou à quel moment a lieu la réduction, ce qui a ouvert la porte à des interprétations mettant en jeu la conscience et la présence d’un observateur conscient. La théorie de la décohérence prend le contre-pied de l’interprétation de Copenhague qui elle introduit l’observateur et la mesure intervenant au niveau le plus fondamental en physique.

Théorie de la décohérence avec paramètres cachés

La théorie de la décohérence avec paramètres cachés est une variante de la théorie de la décohérence classique. Comme pour la théorie classique, la décohérence se produit toujours indépendamment de la présence d’un observateur, ou d’une mesure, mais la théorie de la décohérence avec paramètres cachés stipule aussi que les lois quantiques ne seraient pas capables à elles seules d’expliquer la décohérence. Elle introduit des paramètres physiques supplémentaires dans les lois quantiques (par exemple: action de la gravitation) pour expliquer la décohérence.
L’inconvénient est que ces paramètres supplémentaires, bien que compatibles avec les expériences connues, ne correspondent à aucune théorie complète et bien établie à ce jour.

Approche relationnelle

L’interprétation relationnelle ne fait aucune distinction fondamentale entre l’expérimentateur humain, le chat, l’appareil de mesure, objets animés conscients ou inanimés. Tous sont des systèmes quantiques gouvernés par les mêmes lois de l’évolution de la fonction d’onde, et tous peuvent être considérés comme des “observateurs”. L’interprétation relationnelle autorise que différents observateurs peuvent avoir différents points de vue d’une même série d’événements, selon l’information dont ils disposent sur le système.

Par exemple, le chat peut être considéré comme un observateur de l’appareil de mesure, alors que l’expérimentateur lui peut être considéré comme un autre observateur du système se trouvant dans la boîte (chat + appareil de mesure). Avant que la boîte soit ouverte, le chat, selon qu’il soit vivant ou mort, dispose de l’information sur l’état de l’appareil (l’atome s’est désintégré ou non). Mais l’expérimentateur lui ne dispose pas encore de l’information sur l’état du contenu de la boîte (chat + appareil). Ainsi les deux observateurs ont simultanément deux points de vue différents sur la situation:

  • Pour le chat, la fonction d’onde de l’appareil apparaît comme réduite.
  • Pour l’expérimentateur, le contenu (chat + appareil de mesure) semble toujours être en superposition.

C’est seulement quand la boîte est ouverte que les deux observateurs (chat et expérimentateur) ont la même information sur ce qui s’est passé, c’est seulement à ce moment que pour les deux observateurs le système s’est réduit à un état défini (le chat est soit vivant ou soit mort).

En conséquence, l’approche relationnelle de la mécanique quantique argumente que la notion d'”état” ne décrit pas le système observé en lui-même, mais plutôt la relation, ou corrélation, que le système entretien avec l’observateur. Cette approche ne se centre donc pas sur les objets eux-même, mais plutôt sur les relations qu’il y a entre eux.

Approche positiviste

L’approche positiviste pense que la fonction d’onde ne décrit pas la réalité en elle-même, mais uniquement ce que nous connaissons de celle-ci. Autrement dit, les lois quantiques ne sont utiles que pour calculer et prédire le résultat d’une expérience, mais pas pour décrire la réalité. Les problèmes ou paradoxes qui peuvent potentiellement émerger deviennent dépourvus de sens, car ces problèmes ne concernent alors plus la réalité en elle-même, qui est finalement « telle qu’elle est » et qui n’aurait pas à justifier de ses incohérences tant qu’elle donne des résultats qui sont, à toutes fins utiles ou corrects. Dans cette hypothèse, l’état superposé mort-vivant du chat n’est pas un état « réel » et il n’y a pas lieu de philosopher à son sujet. De même, la décohérence ou l’effondrement de la fonction d’onde n’a aucune réalité en elle-même, et elle décrit simplement le changement de connaissance que nous avons du système. Le paradoxe, dans cette approche, est donc évacué. Cette approche positiviste repose sur la conviction que la mécanique quantique n’est qu’une description de tout ce que nous pouvons connaître de la réalité, mais ne décrit pas la réalité en elle-même.

Approche réaliste et théorie des univers parallèles

L’apporche réaliste prend le contre-pied de l’approche positiviste et stipule que la fonction d’onde décrit la réalité, et toute la réalité. L’approche réaliste pense que les postulats de la mécanique quantique nous disent quelque chose à propos de la réalité physique et recherchent donc la cohérence et leur adéquation avec la réalité elle-même.

Par exemple la théorie des univers parallèles (ou multivers), initiée par Hugh Everett en 1957, s’inscrit dans ce courant de pensée réaliste. La théorie des univers parallèles permet de décrire séparément les deux états simultanés mort-vivant du chat et leur donne une double réalité, c’est-à-dire deux réalités dans deux univers parallèles.  Cela signifie que, quand une mesure quantique peut donner plusieurs résultats différents, l’ensemble des superpositions de toutes les valeurs possibles de la mesure coexistent dans un multivers, mais nous n’aurions conscience que d’une seule éventualité car notre conscience (qui est par hypothèse, dans cette théorie, un phénomène purement physique) se retrouve quantiquement intriquée avec un et un seul résultat de la mesure. Il est donc impossible, pour un état de conscience donné, de percevoir l’ensemble des états superposés, pourtant réels d’après cette théorie. A chaque observation la réalité se scinderait en autant d’univers que d’observations physiquement possibles. Selon cette théorie, le chat serait à la fois mort et vivant de façon totalement indépendante à l’ouverture ou non de la boîte, les états mort et vivant subsisteraient après l’ouverture de la boîte. Les états “mort” et “vivant” seraient deux états réels qui ne peuvent pas intéragir l’un avec l’autre et dont leur histoire se déroule dans différentes branches indépendantes de l’univers.

Chat de Schrödinger

Conclusion

Où mettre la limite entre objets “classiques” (chat, appareils de mesure) et “quantiques”? Comment passe-t-on de et (états superposés) à ou?

Pour conclure, on voit que le paradoxe du chat prend sa source dans la formulation même des lois quantiques. Si une théorie alternative, formulée différemment, peut être établie, alors le paradoxe disparaîtrait de lui-même. Dans une telle nouvelle théorie, s’il n’existe ni superposition des particules ni décohérence, alors le prétendu paradoxe du Chat de Schrödinger se réduit à un simple artefact d’une théorie orginellement mal formulée. D’ailleurs la mécanique quantique se fonde sur 6 postulats fondamentaux qui sont considérés comme exacts. Certains considèrent que de véritables solutions au problème de la mesure ne peuvent être apportées qu’en remettant plus ou moins fondamentalement en cause ces postulats.

Encore quelques petites vidéos qui expliquent bien l’expérience et le paradoxe qui en découle:

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Sources:

http://fr.wikipedia.org/wiki/Chat_de_Schr%C3%B6dinger

http://en.wikipedia.org/wiki/Schr%C3%B6dinger’s_cat

http://www.xatakaciencia.com/fisica/el-gato-de-schrodinger

http://www.xatakaciencia.com/fisica/el-gato-de-schodinger-i

Podcast science 65 – Lia Rosso : la zoothérapie

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Podcast science 65 – Lia Rosso : la zoothérapie

Le dossier de la semaine

Par Lia: la zoothérapie

Des nouvelles du boson (Mathieu)

Suite au communiqué de Presse du CERN sur les recherches du boson de Higgs 13.12.2011:

La principale conclusion est que, si le boson de Higgs du Modèle standard existe, le plus probable est que sa masse est circonscrite par l’expérience ATLAS dans le créneau 116-130 GeV et par l’expérience CMS dans le créneau 115-127 GeV.

En termes techniques, une masse en dehors de l’intervalle 115,5-131 GeV est exclue à 95 %.

“Nous avons circonscrit la gamme de masse la plus probable pour le boson de Higgs dans un créneau de 116-130 GeV, et, ces dernières semaines, nous avons commencé à observer un singulier excédent d’événements autour de 125 GeV”, explique Fabiola Gianotti, porte-parole de la collaboration ATLAS.

Dans le détecteur CMS, deux signatures sous forme de deux photons partant simultanément dans des sens opposés correspondrait à la désintégration d’un boson de Higgs dont la masse est d’environ 124 GeV.

La statistique obtenue est cependant encore insuffisante pour clamer une découverte car, au mieux, la marge de confiance est de à 3,6 sigma. Rappelons qu’il faudrait 5 sigma pour être certain de ne pas être en présence d’une simple fluctuation statistique, qui correspondrait à un hasard, comme lorsqu’un nuage ressemble à une forme bien connue.

En résumé :

  • des signes de l’existence du boson de Higgs, presque identiques, sont vus dans deux détecteurs différents mais on ne peut exclure qu’il s’agisse de simples fluctuations statistiques à la manière d’un nuage prenant temporairement une forme connue;
  • la masse du boson de Higgs serait de 124-125 GeV environ ;
  • la masse du boson de Higgs standard ne doit pas se trouver en dehors de l’intervalle 115,5 GeV à 127 GeV.

Le plug de la semaine

François Udrea: Les adhésions aux Rencontres Astronomique du Printemps (RAP) sont ouvertes, alors si l’astronomie vous chatouille renseignez vous sur notre site, 400 instruments sur 4 hectares pendant 3 nuits ça vaut le voyage vers la Haute Loire: http://www.astrorap.fr/
Les treizièmes RAP auront lieu du 17 au 20 mai 2012, toujours le week end de l’Ascension et toujours à Craponne sur Arzon.

La quote de Mathieu

(ou plutôt, le roman)

“Humans have a tendency to fall prey to the illusion that their economy is at the very center of the universe, forgetting that the biosphere is what ultimately sustains all systems, both man-made and natural. In this sense, ‘environmental issues’ are not about saving the planet—it will always survive and evolve with new combinations of atom—but about the prosperous development of our own species.” — Carl Folke is the science director of the Stockholm Resilience Centre at Stockholm University.

Traduction libre (un peu plus classieuse qu’à l’antenne):
“Les humains ont une tendance à succomber à l’illusion que leur économie se trouve au centre-même de l’univers, en oubliant que la biosphère est ce qui supporte tous les systèmes au bout du compte, qu’ils soient artificiels ou naturels. En ce sens, les “questions environnementales” ne concernent  la sauvegarde de la planète – elle survivra toujours et évoluera avec de nouvelles combinaisons d’atomes – mais concernent le développement prospère de notre propre espèce” – Carl Folke, Directeur du Centre de Résilience de l’Université de Stockholm.

Prochain enregistrement le 21 décembre 2011 pour le dernier dossier de Mathieu selon la présente formule. Pour cet au-revoir, Mathieu nous promet un dossier qui déchire sa race!
D’ici là, une excellente semaine à toutes et à tous!
++

Lia Rosso – Dossier: la zoothérapie

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Lia Rosso – Dossier: la zoothérapie

Billet d’invité – Le présent dossier reflète les vues de son auteure, pas nécessairement celles de l’équipe de Podcast Science.

 

Dossier présenté dans l’épisode #65

J’ai pensé partager avec vous un sujet qui me passionne beaucoup, c’est à dire quelques connaissances actuelles sur le monde animal. Initialement je voulais faire un dossier sur les émotions des animaux, mais finalement mon vécu récent m’a poussée à m’intéresser à un autre sujet : le pouvoir bénéfique des animaux sur les êtres humains.

En effet, depuis quelque temps, un petit chat roux qui vit dans une maison voisine vient souvent partager un peu de son temps avec moi et mon mari. Je n’ai jamais eu de chat auparavant, et je dois dire que rencontrer ce petit animal est jour après jour une nouvelle découverte. J’apprends beaucoup de lui, de son indépendance, de sa sérénité, de son élégance.

Plus particulièrement il m’est arrivé de ne pas être toujours au top de la forme physique ces derniers temps. Comme beaucoup d’autres gens j’ai attrapé une bronchite et j’ai dû rester à la maison pas mal de temps. Du coup, j’ai pu constater sur ma santé et mon moral les bienfaits de la présence de ce joli chat roux.

C’était comme si sa présence m’aidait à me sentir mieux. Il venait vers moi dans les moments les plus difficiles et parfois il venait tout simplement dans mes bras en ronronnant. Inutile de dire combien de bien m’a apporté ce chat tant au niveau physique que moral. Ça m’a rappelé un très beau livre que j’avais lu il y a un peu plus d’une année et que je vous conseille vivement : « Kindred Spirit » du vétérinaire Allen Schoen. http://www.drschoen.com/books_L1_.html

Dans ce recueil d’histoires vécues, Allen Schoen décrit entre autre toute une série d’études scientifiques qui montrent les bienfaits des animaux de compagnie sur la santé humaine. Je vous en parlerai plus en détail dans quelques minute. J’avais le souvenir d’avoir lu dans ces pages le terme de « pet therapy », ce qui correspond en français à la zoothérapie. C’est comme ça que l’idée du sujet de ce podcast est née.

J’ai donc décidé d’approfondir le sujet. J’ai eu la chance de pouvoir discuter au téléphone avec Rachel Lehotkay, psychologue, zoothérapeute et présidente de l’association suisse de zoothérapie. Avec beaucoup de précision et d’enthousiasme, elle m’a expliqué ce que c’est cette discipline.
http://www.rachelzootherapie.ch/
http://www.zootherapiesuisse.ch/

Mais avant d’entrer dans le vif du sujet, je voudrais partager avec vous quelques curiosités sur les bienfaits des animaux sur la santé humaine même au niveau indirect. En effet, il me vient à l’esprit ce qu’un professeur nous avait raconté lors d’un cours sur les nouveaux médicaments. Il paraît que certaines industries pharmaceutiques suivent parfois de près des groupes d’animaux pour trouver de nouveaux médicaments. Il a été observé par exemple que des chimpanzés qui souffraient de troubles intestinaux, mangeaient plus spécifiquement des rameaux de Vernonia amydalina – une plante au goût très amer, généralement évitée – pour les mâcher et en sucer le jus.

Ainsi il fréquent que les chimpanzés, tout comme des nombreux autres primates, utilisent l’argile et le charbon de bois pour se soigner. Nous utilisons aussi du charbon activé ou certaines formes d’argile pour traiter les troubles stomacaux et intestinaux.

Au-delà de la discussion ouverte des zoologistes sur l’hypothèse d’une intentionnalité pour un but curatif, dans le choix et l’usage de ce médicament, le fait est que les animaux mangent instinctivement des substances qui peuvent leur faire du bien et qui peuvent avoir par ailleurs le même effet sur nous. Après tout, la nourriture reste pour nous aussi le premier des médicaments. Une nourriture équilibrée et adaptée au besoin personnel peut non seulement nous garder en bonne forme physique, mais elle peut aussi nous aider à lutter contre des infections ou des inflammations.

Le monde animal ainsi que le monde végétal est depuis longtemps une source d’inspiration pour connaître de mieux en mieux la vie qui nous entoure mais aussi – à ce qu’il parait – un réservoir exceptionnel de nouveaux médicaments.

En faisant quelque recherche sur internet je suis tombé sur un article intéressant de Murielle Toussaint.
http://www.arsitra.org/yacs/articles/view.php/1498/les-animaux-therapeutes

Dans ce texte sur les « animaux thérapeutes » on découvre par exemple le fait que le venin de serpent est utilisé contre la maladie d’Alzheimer et celui d’abeille est employé contre les rhumatismes. On y découvre aussi des fourmis capables de détecter le diabète ou aussi les poissons pédicures !

Murielle Toussaint nous parle aussi de l’asticothérapie, sujet que j’ai trouvé sympa de vous présenter brièvement. D’après la définition de wikipedia, l’asticothérapie, ou larvothérapie, désigne le soin apporté à une plaie des tissus mous par les asticots de la mouche verte (Lucilia sericata). Comme on peut le lire, les asticots de cette mouche ont la propriété de ne consommer que les tissus nécrosés, de faciliter la cicatrisation des tissus sains en stimulant la production de tissus cicatriciels, tout en désinfectant les plaies sans usage d’antibiotiques.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Asticoth%C3%A9rapie

Cette thérapie connue depuis l’ancien Egypte est aujourd’hui réétudiée et appliquée dans des cas particuliers.  Les larves sont élevées dans des conditions stériles et utilisées comme alternative à d’autres thérapies.

Je tenais à faire cette petite introduction car je trouve que le monde animal et végétal qui nous entoure réserve encore bien des surprises étonnantes. La richesse de la vie qui nous entoure doit susciter notre respect envers elle, sans oublier par ailleurs que d’après la science, nous sommes aussi des animaux !

Au-delà de ces quelques curiosités, j’aimerais parler maintenant des animaux qui partagent plus souvent notre quotidien et qui depuis bien des années n’ont plus besoin de travailler pour nous pour gagner leur pain quotidien : il leur suffit d’être nos compagnons. Chiens et chats partagent souvent nos foyers en tant que membres des nos familles. Une question parait légitime : pourquoi ? Qu’est-ce qui fait qu’on soit même parfois prêt à dépenser nos économies pour eux ? Pourquoi certains d’entre nous aiment autant leurs compagnons à quatre pattes ? La réponse est simple : nous aimons nos compagnons car nous nous sentons bien avec eux. Bref, la présence de chiens et chats, peut être très positive et bénéfique pour grand nombre d’êtres humains.

C’est d’ailleurs, comme je vous disais, ce qui m’est arrivé aussi, et la raison qui m’a poussé à préparer ce dossier. J’ai toujours partagé ma vie avec des animaux domestiques, et j’ai constaté sur moi les bienfaits de leur présence dans ma vie.

Il est clair qu’un chat, un chien, un cheval, mais même un lapin ou un petit oiseau peut devenir vite un confident et un ami, que ce soit pour les enfants, les adultes ou les personnes âgées. C’est d’ailleurs à cause de ces animaux domestiques que la science a commencé à s’intéresser de plus en plus sérieusement à leur pouvoir bénéfique sur la santé humaine.

Comme le rappelle la présidente de l’association de zoothérapie suisse, Rachel Lehotkay, les recherches scientifiques ont démarré vraiment dans les années 90 suite à une étude qui a montré que des personnes ayant eu un accident cardiaque avaient un pourcentage de survie plus grand lorsqu’elles partageaient leur vie avec un animal domestique. Le contact physique avec un animal a un pouvoir calmant qui peut être mesuré au niveau physiologique.

D’après Alan Schoen, les recherches récentes ont mis en évidence toute une série d’effets bénéfiques provoqués par la compagnie d’animaux sur les êtres humains :

  • Stabilisation et régulation de la pression artérielle;
  • Augmentation de la survie de patients atteints de maladies cardiaques;
  • Augmentation de la coordination, la force musculaire, la posture, chez les enfants, ou les personnes à mobilité réduite

Plus tous les effets positifs sur le comportement et la sociabilité :

  • Augmentation de l’estime de soi;
  • Aide à la socialisation des adolescents ou des personnes avec des problèmes de réinsertion sociale;
  • Soulagement de l’anxiété et d’autres troubles psychiatriques.

A ce point du dossier, il me parait essentiel de préciser ce qui m’a dit Rachel Lehotkay. Le bien-être moral ou physique qu’on peut ressentir en présence de notre propre animal de compagnie même s’il est remarquable et assurément positif n’est pas la zoothérapie.

La zoothérapie, aussi appelée intervention assistée par l’animal, est comme son nom l’indique, une thérapie menée par des êtres humains -psychologues, pédagogues, médecins, physiothérapeutes ou autres professionnels de la santé- à l’aide d’un animal.
L’animal n’est en quelque sorte rien d’autre qu’un « media », comme pourrait l’être l’art dans l’art-thérapie ou la musique ou dans la musico-thérapie.

Devenir zoo-thérapeute demande donc tout d’abord une préparation dans le milieu soignant. Il faut être à la base un professionnel de la santé qui a envie par la suite de se former pour intervenir lors des séances de thérapie avec des animaux, essentiellement chiens, chats, chevaux, oiseaux ou rongeurs.

De leur côté, les animaux qui assistent les zoo-thérapeutes doivent aussi répondre à plusieurs critères : les chiens, par exemple, doivent avoir eu une bonne éducation de base et doivent montrer un bon caractère sociable. Le thérapeute quant à lui, devra faire en sorte de bien connaitre son animal et de bien gérer ses qualités et ses défauts par rapport aux patients.

Une autre chose qui m’a semblé très intéressante est la protection des animaux utilisés en thérapie. Chiens et chats captent beaucoup plus d’informations sur nous de ce que nous croyons, ils peuvent ainsi avec un premier regard se rendre compte de notre état physique ou émotionnel. Tout comme nous, en présence de certaines personnes dans des états pathologiques particuliers, les animaux peuvent donc capter le malaise, l’agitation, la peur, et ils ont par la suite besoin de se reposer et de récupérer. Pour cela, un animal qui accompagne un zoo-thérapeute ne peut pas travailler plus de 2 heures par jour, et le thérapeute doit être extrêmement attentif aux besoins de son animal, ainsi qu’à ses signes de détresse ou d’apaisement.

En Suisse, la zoothérapie commence à faire partie des autres thérapies officiellement reconnues et employées même dans les hôpitaux. Par exemple Rachel Lehotkay, en plus de donner des consultations dans son bureau à l’aide de deux chats et un chien, intervient régulièrement avec son chien Max à l’hôpital de Genève dans l’unité de psychiatrie.

Et les domaines de la santé où la zoothérapie s’avère utile sont très nombreux et vont de la psychiatrie, à la physiothérapie et aussi à l’ergothéraphie.

Dans les pays anglo-saxons, aux Etats-Unis ou au Canada, la zoothérapie est encore plus intégrée dans les programmes de soins qu’ici.

Voici quelques vidéos sur l’argument :

http://www.youtube.com/watch?v=fbBguMj7bEg (note d’Alan: cette vidéo-ci n’est malheureusement pas intégrable, sorry)

Voici un autre lien intéressant qui contient beaucoup d’information sur les relations homme-animal :
http://www.iemt.ch/index.php/liens.html

Personnellement, après avoir exploré un peu la question de la zoothérapie, je trouve qu’il s’agit d’une discipline sérieuse avec beaucoup de potentiel. De plus, je suis de plus en plus convaincue que les animaux qui nous entourent sont pleins de ressources et qu’ils méritent notre respect total, ainsi qu’une saine envie de communiquer avec eux, en les comprenant et en les « écoutant ».

Je remercie les organisateurs du podcast pour m’avoir donné la possibilité de présenter ce beau sujet et je remercie également Rachel Lehotkay pour les informations précises qu’elle m’a fournies. A ce propos, je rappelle à tous ceux qui seraient intéressés qu’elle organise une conférence tout public à Genève pour le mois de mai 2012. Vous trouverez toutes les informations sur son site.
http://www.rachelzootherapie.ch/

Lia

 

Illustration : les maladies expliquant le mythe du vampire

Lucile
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illustration vampire
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Podcast science 64 – Les maladies expliquant le mythe du vampire

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Podcast science 64 – Les maladies expliquant le mythe du vampire

Dossier de la semaine

Par notre nouvelle recrue, Hélène Arnal (l’auteure du blog Sciences au Cinéma) : les maladies pouvant expliquer le mythe des vampire

L’illustration de la semaine

Yep, petits veinards que nous sommes, Lucile est passée par là pour compléter le dossier d’Hélène de sa touche créative

Retour sur les émissions précédentes

SIDA

Message de Xilrian

hello, j’ai peut être une sorte de réponse à la question “pourquoi est-ce que le virus est apparu à ce moment et pas à un autre?”
Mais ça rejoint en grande partie ce qui a déjà été dit dans le podcast
En fait j’ai aussi eu un cours d’histoire des science sur le sujet…
Et la thèse de mon prof (appuyé aussi sur le fait qu’on sait qu’il y a eu plusieurs contaminations du singe vers l’homme durant cette courte période) est tout simplement que vraisemblablement, il y a eu une multitude de contaminations au cours de l’histoire humaine. Mais la relative faible efficacité de la transmission sexuelle (on est significativement en-dessous d’un pourcent pour une relation hétérosexuelle classique et à quelques pourcents pour un rapport anal) cumulée à l’organisation en sédentaire et en villages de la société africaine à l’époque n’a jamais permi l’apparition d’une pandémie (au pire à la disparition d’un village).
Pour lui c’est le cumul “transition démographique” + “mouvement important de populations” + “campagnes de vaccination effectuées souvent sans stérilisation” + “transmissions sanguines” qui ont permis l’épidémie. Exactement les même facteurs qu’indique Franck en fait, sauf que mon prof insiste beaucoup moins sur les facteurs sexuels qui sont pour lui surestimés comme moteur du démarrage de l’épidémie (mais lui ne s’intéresse qu’à l’Afrique)

Réponse de Franck

Oui Xilrian, la probabilité de contamination sur un rapport est très faible, cette info est volontairement très “cachée” dans la communication moderne sur le sujet car elle n’encourage clairement pas à la précaution, et c’est d’ailleurs pour ça que je n’en ai pas parlé non plus. Quand on va que les couples hétéros sérodiscordants qui ne se protègent pas on un taux de contamination d’environ 20% à l’année, on se dit que la voie sexuelle est effectivement à minorer.

Pourtant quand on regarde l’Amérique, il n’y a pas ces mouvements importants de population et ces campagnes de vaccination. Et pourtant l’épidémie y éclate aussi fort qu’en Afrique. Enfin, c’est à discuter mais, c’est une question assez passionnante je trouve.

Il y a aussi les thèses un peu surprenantes actuelles du professeur Montagnier, qui parle beaucoup de la nutrition et de l’état général du système immunitaire, qui expliquent selon lui au niveau d’une population, la propagation de l’épidémie. C’est peut être pas n’importe quoi ?

Merci en tout cas pour le retour!

Retour sur les planètes habitables (Mathieu):

http://fr.wikipedia.org/wiki/Kepler-22b
Cette semaine la NASA a confirmé la découverte d’une nouvelle planète habitable située hors de notre système solaire mais ressemblant à la Terre. Baptisée Kepler-22b, la planète a un rayon 2,4 fois supérieur à celui de la terre, une sorte de super-terre. On ne connaît pas sa composition (roche, liquide, gazeuse) et il semble probable qu’elle ait une atmosphère (pas encore confirmé). La température à sa surface (environ 22°C) pourrait être propice à une éventuelle apparition de la vie.

Mais encore…

Jonkalak: Rumeurs d’observations du boson de Higgs au LHC

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/rumeurs-dobservations-du-boson-de-higgs-au-lhc_35097/#xtor=RSS-8

Des rumeurs circulant aujourd’hui dans la blogosphère des physiciens font état de signaux que l’on peut interpréter comme les produits de désintégration du fameux boson de Higgs. La « signifiance » de ces observations est de 3,5 sigma et 2,5 sigma, respectivement dans Atlas et CMS, les deux détecteurs géants du LHC.

Il semblerait que ce boson de Higgs ait pointé le bout de son nez dans deux détecteurs différents (Atlas et CMS) du LHC et que les mesures conduisent dans les 2 cas à des masses similaires, à savoir environ 125 GeV. Une masse de 125 GeV pourrait impliquer que la nature emploie effectivement la supersymétrie pour unifier les particules de matière et d’interactions. Il semblerait aussi qu’une telle valeur est celle que l’on doit attendre dans le cadre de certaines formulations de la théorie des supercordes, plus précisément la théorie M.

Le 13 décembre 2011 se tiendra au Cern un séminaire où seront présentés les derniers résultats de la chasse au boson de Higgs activement menée au LHC.

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Le concours de la 500ème dose de SSAFT

(Piqué/collé tel quel depuis http://ssaft.com/Blog/dotclear/index.php?post/2011/12/05/Le-concours-de-la-500eme-dose-de-SSAFT)

Incroyable! 500 articles sur SSAFT, ça se fête!
Pour l’occasion, j’ai même voulu marquer le coup avec un évènement un peu classieux. Alors au début, mon idée de proposer ma candidature aux présidentielles avec le parti Strange et Funky semblait la meilleure (c’est dire à quel point j’avais réfléchi à la question)… mais après mûres et sobres réflexions j’ai décidé d’organiser un…

GRAND CONCOURS STRANGE AND FUNKY

Vous avez toujours rêvé de jouer au vulgarisateur scientifique, vous aimez écrire, dessiner, faire des animations ou jouer au reporter? Ce concours est fait pour vous!

Tâchons d’être simple et concis pour vous expliquer le quoi du qu’est-ce:

Le But:
Réaliser une œuvre de vulgarisation scientifique, à la manière de SSAFT: des sujets étonnants, de l’humour, de l’imagination et beaucoup de Funk!

4 Thèmes:
La vulgarisation scientifique Strange et Funky, ça peut se faire de plein de manières différentes. Pour varier les plaisirs vous devrez choisir de produire soit:
– Un article de blog de 1000 mots (et maximum 10 images ou vidéos).
– Une planche de BD d’1 page au format A4.
– Un enregistrement audio d’1 minute.
– Une vidéo d’1 minute.

Vous avez le droit de participer à chacun des thèmes, mais une seule production par thème par contre.

Les Moyens:
Tout le monde ne peut pas se payer une licence Photoshop ou des mixeurs de malade pour le travail d’édition nécessaire à vos productions. Heureusement,ArtScienceFactory propose, en bas de sa page de présentation, plusieurs weboutils gratuits à l’utilisation et qui pourront vous aider!

Une Deadline:
Le 20 Janvier soit dans 1 mois et 15 jours (et pour la Saint Sébastien… spéciale cacedédi à élise). Y’a même un évènement Facebook pour vous rappeler la Deadline!

Une adresse:
Et oui, il faut bien envoyer vos belles productions quelque part! Toutes doivent être au format électronique et envoyées à mon adresse: pierrekerner (at) yahoo (point) fr
Si vous avez un souci pour des fichiers trop volumineux, contactez moi quand même et on s’arrangera entre nous.

Pleins de cadeaux:
Pour tous les gagnants du concours, la gloire est au Rendez-Vous. Une fois que la meilleure production de chaque thème sera déterminée, non seulement elle sera publiée sur SSAFT, mais en plus j’enverrai au gagnant des ptits cadeaux SSAFTeux surprise.

Le plug culturel de la semaine

3 RENDEZ-VOUS UNIQUES POUR EN SAVOIR PLUS SUR les MÉTÉORITES, les ÉTOILES et la COSMOCHIMIE

Dans le cadre des Rendez-Vous du Muséum, le public (à partir de 14 ans) est invité par 3 fois à partir à la découverte du Cosmos avec Matthieu Gounelle, professeur et spécialiste des météorites au Muséum national d’Histoire naturelle !

Qu’est-ce qu’une météorite ?
Comment se forment les étoiles ?
Comment naît une planète ?
Autant de questions qui trouveront réponses les jeudis 1er, 8 et 15 décembre prochains.

PROGRAMME
– Jeudi 8 décembre 2011 > Physico-chimie du milieu interstellaire et des disques protoplanétaires / La Cosmochimie
Comment les propriétés de certaines météorites, appelées les chondrites, nous permettent d’élucider les processus physico-chimiques dans les nuages moléculaires (là où se forment les étoiles) et dans les disques protoplanétaires (là où se forment les planètes).

– Jeudi 15 décembre 2011 > Des météorites aux planètes / La Cosmochimie
Quels sont les mécanismes qui conduisent à la fabrication des planètes ? Lien avec les planètes extrasolaires.

Lieu et horaires :
Le jeudi à 18 h (ouverture des portes dès 17 h 30)
Grand Amphithéâtre du Muséum
57 rue Cuvier 75005 Paris
Entrée gratuite et libre
dans la limite des places disponibles (300 places)
http://www.jardindesplantes.net/histoires-de-chutes

 Enfin, la quote de Mathieu

Le propre de l’erreur, c’est de se prendre pour la vérité – René Descartes

Prochain enregistrement le mercredi 14 décembre, avec Lia si tout va bien. D’ici là, une excellente semaine!

 

Dossier – Les maladies expliquant le mythe du vampire

LnArnal
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Dossier – Les maladies expliquant le mythe du vampire

Dossier présenté par Hélène dans l’épisode #64.

Le mythe du vampire se retrouve dans le monde entier.  Le vampire est un mort qui se nourrit de sang. Dans notre conception occidentale, il est donc pâle et possède des canines plus pointues que la normale. Il se protège du soleil en retournant dormir dans son cercueil. Il serait repoussé par l’ail, les crucifix et on le tuerait d’un pieu dans le corps.

Le mythe arrive des Balkans en Europe occidentale avu XVIIIe siècle. A cette époque, des accusations de vampirisme furent étudiées par les autorités autrichiennes dans les Balkans récemment reconquis au Turcs. Cela enthousiasma les intellectuels européens d’étudier un mythe à l’époque des Lumières.

Les mythes étant un récit cherchant à expliquer des phénomènes naturels ou des coutumes, on a eu de cesse de chercher des explications aux vampires. Il est fort probable qu’il s’agisse de plusieurs phénomènes mal compris.

Parmi ceux-ci, il y a la mauvaise décomposition des corps. En temps d’épidémie, il n’était pas rare de rouvrir des fosses communes ou, en temps normal, de rouvrir des tombes quand on soupçonnait quelqu’un d’être un vampire. Il était alors donné à voir des corps en décomposition et dans certains cas des corps non-décomposé. Les cadavres peu décomposés ont un tient rosé, sont gonflé par les gaz dû à la décomposition interne (par les bactéries de notre estomac) ce qui donne une impression de vie. La peau se contracte ce qui donne alors l’impression que les ongles et les cheveux continuent de pousser et que les dents sont plus proéminentes. Quand on perce le corps avec un pieu, le gaz s’échappe donnant l’impression d’un râle et d’un affaissement du corps. On retrouve ce genre de décomposition très lente dans des terres avec de fortes teneurs en arsenic où les décompositeurs ne peuvent pas vivre ou dans les terres très froides.

Des meurtriers particulièrement sadiques ont également alimenté le mythe. Deux de ces tueurs sont particulièrement lié au mythe du vampire.

Vlad Tepes (ou l’Empaleur) le véritable Dracula était un prince roumain qui vécut au XIVe siècle. Après avoir été emprisonné par les turc durant son enfance, il se battit contre ces derniers et ne se gênait pas pour empaler ces ennemis défaits qu’ils soient militaires ou civils. Sa légende, surement amplifiée à des fins politiques, est celle d’un vampire et a servi de base à Bram Stoker pour écrire son Dracula.

Le deuxième cas est l’aristocrate hongroise Elisabeth Bathory dont la légende populaire dit qu’elle se baignait dans le sang de vierges pour rester éternellement jeune. Elle a réellement torturée et tuée entre 35 et 650 jeunes filles et fut emmurée vivante. Sa fascination pour le sang est avérée et elle était probablement mentalement instable dû à la consanguinité de ses parents.

Si aujourd’hui on les désignerait sous le terme tueur en série, à l’époque on “expliquait” ces agissements par le surnaturel et si les crimes étaient particulièrement sanglants, on utilisait le terme de vampire. D’ailleurs des tueurs en série plus récent ont été surnommé vampire par les médias.

Certains médecins ont fait le parallèle entre les signes caractéristiques des vampires et des symptômes de certaines maladies.

Les porphyries

En 1985, le biochimiste David Dolphin a émis l’hypothèse d’un lien les porphyries entre et les mythes des vampires et des loup-garous. Il s’agit de maladies génétiques rares ou dues à une intoxication aux métaux lourds. Dans ce dernier cas, elle est réversible si l’intoxication n’a pas eu lieu au stade fœtal ou dans les premières années de vie. Elles entrainent une accumulation de molécules précurseurs de l’hème (porphyrines). L’hème est la partie non-protéique de l’hémoglobine. Cette partie est celle qui s’attache au fer qui transporte l’oxygène en s’oxydant. 4 molécules d’hèmes se combinent avec 4 protéines dites globules pour former l’hémoglobine constituant des globules rouges.

L’hème est fabriqué par l’organisme à partir de deux molécules. L’une venant du cycle de Krebs qui transforme le sucre en énergie (succinyl-CoA) et l’autre est un acide aminé (glycine). Ces deux molécules sont transformées par une série de protéines en hèmes. Toutes les protéines sont codées par des gènes et une mutation peut rendre l’une d’elles inefficace et donc empêcher la formation d’hème. Selon la protéine touchée, on précisera le type de porphyries. Les molécules précurseur de l’hème s’accumulent alors dans l’organisme entrainant divers symptômes. Parmi eux, il y a des cas de destruction de la peau lors d’exposition au soleil obligeant les malades à éviter la lumière du jour, une coloration rougeâtre des dents et des ongles (les molécules sont des pigments violet-rouge), une nécrose de la gencive faisant anormalement ressortir les dents, une croissance rapide des cheveux. Certains malades sont allergiques à l’allicine qui se trouve principalement dans l’ail. Bref de quoi rappeler les descriptions légendaires des vampires.

Il est possible de soulager les malades avec des transfusions sanguines. Certains pensent qu’avant la mise en place de cette pratique, les malades auraient pu boire du sang mais cette idée semble peu probable car l’hémoglobine est dégradée lors de la digestion.

Pour certains spécialistes, il est plus probable que les auteurs de la fin du XVIIIe et du XIXe eu connaissance de cette maladie et s’en soit inspiré pour créer leurs vampires. En effet, cette maladie devait être assez répandue dans l’aristocratie. On pense ainsi que Mary, reine d’Ecosse, son descendant George III d’Angleterre, ainsi que d’autres membres de cette famille furent atteint par cette maladie. Cette hypothèse se base sur les rapports médicaux et des tests sur des descendantes de cette famille.

Cette maladie reste trop rare pour être à elle seule pour expliquer le mythe des vampires mais certains malades ont dû être exclus de leur communauté et probablement suspecté de vampirisme.

La tuberculose pulmonaire

La tuberculose pulmonaire est une des maladies souvent proposée pour expliquer les vampires. La tuberculose est due à une mycobactérie appelée couramment bacille de Koch ou de son nom savant Mycobacterium tuberculosis. La forme la plus connue et la plus répandue est la forme pulmonaire mais il existe également des formes osseuses, ganglionnaires, rénales, cutanés… C’est une maladie fortement contagieuse car les bactéries sont transmises par l’air (comme le rhume) et qu’elles sont très résistantes dans l’air. Elle est soignée à partir du XIXe siècle dans les sanatoriums puis à partir des années 1950 par les antibiotiques. Il faut noter qu’une primo-infection est le plus souvent latente quand le “malade” est en bonne santé et vie dans de bonne condition (80 à 95 % des personnes). Même si elle est devenue rare dans nos pays, elle reste importante dans les pays du tiers monde où elle fait des ravages chez les malades du SIDA. Elle tue tous les ans 2 millions de personnes.

Les symptômes de la forme pulmonaire sont d’abord un amaigrissement et une perte d’appétit, une langueur, une faible fièvre durant plusieurs mois et surtout une toux accompagnée parfois de crachat de sang. Du coup, certains malades compensaient la perte de sang en en consommant. Les tuberculeux ont également les yeux rouges ou jaunes ce qui créaient une sensibilité à la lumière. On retrouve bien les symptômes d’un vampire : la pâleur, du sang à la bouche (voir de la consommation de sang), la fatigue et l’évitement de la lumière du soleil.

De plus, du fait de la grande contagion de cette maladie, il n’était pas rare qu’une famille entière en meure. La croyance était alors que le premier mort était un vampire qui revenait chercher les autres membres de sa famille. Ce fut le cas Mercy Brown au XIXe siècle en Nouvelle-Angleterre. Elle a 19 ans quand elle meure de la tuberculose comme sa mère et sa sœur aînée peu de temps avant elle. Deux mois après sa mort, son frère tombe malade. Le père, se demandant si ce n’était pas dû à un vampire, fait exhumer les corps. Le corps de la mère et de la sœur aînée s’était normalement décomposé mais le corps de Mercy a été bien conservé par le sol presque gelé. Du coup Mercy fut accusé d’être le vampire. Son cœur fut arraché, son corps brûlé et on donna à boire à son frère une mixture préparer à partir de ses cendres et de son cœur pour le protéger. Bien sûr ça ne servit à rien et il mourût quelques semaines plus tard.

La rage

La dernière maladie proposée pour expliquer le mythe est la rage. Cette théorie repose sur les anciennes légendes européennes qui font – au moyen-âge – pas ou peu la différence entre loup-garou et vampire. Cette ressemblance viendrait des symptômes de la rage. La rage se transmet par morsure ou léchage ce qui correspond au mode de transformation tant chez les vampires que chez les loups-garous. A noter que le loup et la chauve-souris, les deux animaux liés à ces êtres surnaturels, peuvent être vecteurs de cette maladie. En effet contrairement à la bactérie de la tuberculose, le virus de la rage ne survie pas à l’air libre.

La maladie est due à un virus à ARN du type Lyssavirus qui se propage dans le système nerveux et gagne le cerveau via les nerfs. C’en suit une période d’incubation qui dure entre quelques jours et quelques mois. Ensuite, les malades développent les symptômes qui aboutissent toujours au décès entre 2 à 10 jours.  Les premiers symptômes sont une fièvre et la blessure qui reste douloureuse. Il existe alors deux formes, la plus célèbre est la forme furieuse et représente environ 70% des cas, les malades deviennent alors anxieux, confus, agités voir agressifs. Des hallucinations apparaissent ainsi qu’une hydrophobie (peur de l’eau). La deuxième forme est “paralytique” où le patient est progressivement paralysé à partir de la blessure. Cette forme a une progression plus lente.

Il est néanmoins possible de soigner la maladie en la traitant avant l’apparition des symptômes. Il suffit de bien  nettoyer la plaie au savon puis il est recommandé de suivre un traitement à base d’antibiotique et de se faire vacciner. Le traitement est complété avec des injections de sérum, c’est-à-dire d’anticorps contre la rage. L’effet curatif du vaccin en a fait son succès dès sa découverte par Louis Pasteur.

Par la vaccination des humains puis des animaux vecteurs, il a été possible d’éradiquer la rage en France métropolitaine et en Suisse (et dans la plupart des pays l’Europe de l’ouest en général). La maladie reste présente dans de nombreux pays et fait plus de 55 000 morts chaque année. La plupart des cas ont été transmis par les chiens (99%) et 15 millions de personne reçoivent les traitements en prévention.

Le lien entre le mythe du vampire a été proposé par le neurologiste espagnol Juan Gómez-Alonso. Il a découvert que 25% des hommes infectés avait tendance à mordre les autres. Il décrit également la peur des vampires pour l’ail et la lumière pouvait être expliquée par une hypersensibilité. La vie nocturne et l’appétit sexuel proviendrait des trouble du sommeil induit par la maladie. Enfin il explique qu’une des façons traditionnelles de savoir si une personne est porteuse de la rage est qu’elle ne puisse pas se regarder dans un miroir. De là à ne pas avoir de reflet, il n’y a qu’un pas.

Conclusion

D’autres maladies sont parfois citées pour expliquer le mythe du vampire comme les épidémies de peste bubonique dans sa forme pneumonique, le lupus erythematosus,  la catalepsie ou le xeroderma pigmentosum…

Si aucune de ces maladies ne fait l’unanimité pour expliquer le mythe du vampire, c’est qu’il est construit sur des croyances et des récits divers. Psychologues et sociologues se sont également emparé du mythe pour y trouver une raison : peur de la mort, opposition du bien et du mal, le désir sexuel…

Le vrai pouvoir surnaturel du vampire est sa capacité d’adapter son mythe au monde qui l’entour. Si le mythe pouvait être explicatif devant certains phénomènes et maladies depuis la nuit des temps, il a réussi à survivre aux explications rationnelles en entrant dans le domaine de la littérature.

Podcast science 63 – SIDA: l’histoire d’une épidémie

Podcast Science
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Podcast science 63 – SIDA: l’histoire d’une épidémie

Le dossier de la semaine

Dossier brillant cette semaine, par notre nouveau podcasteur Franck, qui vient de réussir son tour d’essai: SIDA, les causes d’une épidémie

Dans la foulée, nous rappelons également que le 1er décembre (jeudi) est la journée mondiale de lutte contre le sida (journée internationale consacré à la sensibilisation de la pandémie du sida)

Retour sur les émissions précédentes

#62 – Retour sur l’épisode de la semaine passée (Interview Clément Michoud, la géologie qui sauve des vies):

Xavier Agnès En complément du dernier numéro :
Dossier > Les risques géologiques
www.futura-sciences.com
Les risques géologiques : Nos sociétés humaines sont confrontées en permanence à des risques majeurs, de deux types : les risques géologiques (ou naturels) et les risques artificiels. Quels sont-ils ? Quelle est leur fréquence et quelles sont leurs conséquences en France et dans le monde…..

#53 – Retour sur l’interview de Julien Stervinou (Des composites et des voitures volantes). Comme annoncé la semaine dernière, l’interview a été complètement retranscrite par notre ami Draculito et elle est désormais disponible en ligne. » retranscription

Un immense merci à Draculito pour cette retranscription (c’est un boulot de fou!)

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Thibaut Lacroix Science at Stanford University

J’ai commencé les cours de mécanique quantique (donnés par Leonard Susskind – http://fr.wikipedia.org/wiki/Leonard_Susskind ), c’est très intéressant et, là où j’en suis, abordable avec un niveau terminale. Thibaut Lacroix. La liste des cours de Susskind http://en.wikipedia.org/wiki/Leonard_Susskind#Modern_Physics:_The_Theoretical_Minimum

Plug culturel

Concours “NOUVELLES AVANCEES”

L’ENSTA (École Nationale Supérieure de Techniques Avancées) lance, en écho au 6e Forum Mondial de l’eau (http://www.worldwaterforum6.org/fr/accueil/) qui se tiendra à Marseille en mars 2012, la 3e édition de son concours de nouvelles.

Le principe est simple: il s’agit d’écrire une nouvelle en 12’000 signes max. et de l’envoyer aux organisateurs avant fin janvier. La nouvelle doit parler d’eau, évidemment.

“Réaliste ou fantastique, historique, contemporaine ou d’anticipation, votre nouvelle devra mettre l’élément « EAU » au cœur de son propos. Une approche scientifique, technique ou géopolitique aurait les faveurs du jury.”

Le concours prévoit deux catégories de participants: “grand public” et “élèves” (attention, pour cette dernière catégorie, seules certaines écoles sont reconnues, voir le règlement http://concours-nouvelles.ensta-paristech.fr/index.php?regl )

Les prix sont plutôt sympa:

1er prix pour la catégorie “grand public”, une croisière en Méditerranée pour deux personnes, dans le cadre des « Croisières du Savoir Sciences et Avenir », du 27 mai au 4 juin 2012.

1er prix pour la catégorie “élèves”, un chèque de 3’000 euros

Et bien sûr, la publication des nouvelles, et la gloire!

www: http://concours-nouvelles.ensta-paristech.fr/
twitter: @NouvellesA http://twitter.com/NouvellesA 

Le joyeux petit monde des podcasteurs

Excellent 2e épisode du podcast #12minutesde de @xilrian: #Newton comme vous ne l’aviez jamais imaginé, alchimiste, maître de la monnaie, prêt à se déguiser en petite vieille pour débusquer les faux monnayeurs: http://12minutesde.com/2011/11/episode-2-30-minutes-dhistoire-disaac-newton/ Un régal!

La quote de Mathieu

If Plan A fails, remember that you have 25 letters left – Clint Bond

Traduction: Si le plan “A” échoue, rappelez-vous qu’il vous reste 25 lettres!

Source: https://plus.google.com/103415927310206284806/posts/jCz4RcntGwe

Prochain enregistrement le mercredi 7 décembre 2011 avec Hélène Arnal, notre seconde nouvelle podcasteuse-padawannette nous parlera des maladies qui peuvent expliquer le mythe des vampires. Bonne semaine!

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Je sers la science et c'est ma joie !

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