Sciences & Techniques

  • Le vivant a d'innombrables facettes qui sont prises en compte par le concept de diversité biologique (biodiversité). Ne s'attacher qu'aux mécanismes ou processus généraux qui seraient communs à un grand nombre d'espèces véhicule une pensée réductionniste qui ne permet pas de répondre aux questions d'évolution, d'adaptation et de changement environnementaux.

    Il faut donc réinvestir la pensée de la diversité en biologie et comprendre que la biologie comparative et la systématique offrent des clés pour interpréter l'origine et la fonction de chaque mécanisme. Plus encore, comparer des organismes pour comprendre leur évolution et leur fonctionnement nous amène à explorer les écosystèmes et les biomes et à étendre nos connaissances en simple matière de référencement de l'existant.

    Systématique et exploration du vivant montre que la science doit s'emparer de l'étude des parties inconnues du vivant et examine ces thématiques indispensables pour affronter les grandes crises environnementales actuelles.

  • Océans ; évolution des concepts

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    • Iste
    • 11 Septembre 2020

    Depuis l'expédition du HMS Challenger (1872-1876), notre vision de l'océan a totalement changé. L'Homme réalise qu'il joue un rôle clé dans la régulation du climat et de la biodiversité et qu'il est également, grâce à ses ressources biologiques et minières, un pourvoyeur de services pour l'humanité.

    Océans s'appuie sur les données issues des nouveaux outils océanographiques et satellitaires, acquises lors de programmes internationaux interdisciplinaires. Il décrit les processus qui contrôlent le fonctionnement de l'océan aux différentes échelles spatiales et temporelles.

    Après avoir considéré l'évolution des concepts en océanographie physique, chimique et biologique, cet ouvrage profile l'avenir d'un océan plus chaud, acidifié et moins oxygéné. Il montre comment une vision de l'océan à différentes échelles modifie sa compréhension. Enfin, il présente les défis auxquels est confronté l'océan en matière d'exploitation des ressources biologiques et minières dans le cadre d'un développement durable, et de régulation du changement climatique.

  • La face cachée du génome représente de vastes domaines qui ne codent pas pour les protéines. Jusqu'à 98 % du génome humain est non codant et produit des ARN du même nom. Certains de ces longs ARN non codants jouent des rôles fondamentaux dans l'identité cellulaire, le développement et la progression du cancer. Ils sont maintenant largement étudiés dans de nombreux organismes pour comprendre leur fonction.

    Cet ouvrage passe en revue ce champ de recherche en rapide expansion et présente les larges diversités fonctionnelles de ces molécules et leurs rôles hypothétiques fondamentaux et thérapeutiques. Il examine l'histoire récente des ARN non codants, leur classification très controversée et comment ils suscitent un formidable intérêt pour la biologie du développement et la tumorigenèse. Il illustre les exemples les plus étudiés et attrayants de ces longs ARN, leur interface avec l'épigénétique, l'intégrité et l'expression du génome ainsi que les modèles actuels de leurs mécanismes de régulation.

  • Biodiversité et évolution traite de la dualité du vivant qui, bien qu'il se reproduise et transmette ses caractéristiques d'ancêtre à descendant, change malgré tout. Avec, entre autres, une introduction historique et épistémologique et une analyse critique de l'époque Anthropocène, il analyse la biodiversité et l'évolution des organismes au niveau moléculaire.

    Au-delà de l'amélioration de nos connaissances, cet ouvrage présente l'étude de ces deux domaines comme une précieuse école d'éthique. En effet, confrontés à d'autres organismes, les hommes relativisent leurs états et leurs comportements ; face aux changements évolutifs, ils comprennent que rien n'est immuable ; enfin, au regard des conséquences de leurs actions sur l'environnement, peut-être apprennent-ils de tous ces effets de rétroaction qui les affectent directement.

  • à la découverte des odeurs

    Gérard Brand

    • Iste
    • 24 Janvier 2019

    Il est fréquent de lire que l'odorat est un sens méconnu dans l'espèce humaine et il a effectivement été longtemps négligé par les scientifiques. Toutefois, à partir de la fin du XXe siècle, les études se sont multipliées et aujourd'hui le système olfactif est relativement bien décrit, tant du point de vue de sa structure que de son fonctionnement.

    Les scientifiques se préoccupent désormais des questions fonctionnelles liées à l'odorat et s'interrogent sur le rôle des odeurs dans la communication interpersonnelle, dans les processus de prise alimentaire, dans l'aide au diagnostic de certaines pathologies, et dans beaucoup d'autres domaines. Les prémices de ces connaissances sont aussi passionnantes que foisonnantes et de nombreuses disciplines s'y intéressent : psychologie, physiologie, génétique, neurosciences, ingénierie...

    Cet ouvrage illustre et analyse, sous forme de chroniques scientifiques, l'état actuel des avancées de la recherche à propos des odeurs qui nous entourent et de la façon dont elles influencent notre relation au monde.

  • Biologie et mathématique ; histoire et enjeux

    Roger Buis

    • Iste
    • 28 Mars 2019

    Les processus biologiques sont caractérisés par leur grande variabilité statistique et leur forte dépendance vis-à-vis du temps et de l'environnement. Formaliser la dynamique du vivant, c'est rechercher des invariants au sein de systèmes empreints d'une part de « flou ».

    Dans ce contexte, le recours aux mathématiques ne se limite pas à l'usage d'outils de calcul pour simuler et prévoir : il permet surtout d'adopter un mode de pensée fondé sur des concepts ou hypothèses à valider, ce qui a façonné une nouvelle vision des systèmes biologiques. Biologie et mathématique présente l'histoire d'une nécessaire rencontre entre le concret expérimental et l'abstrait mathématique, afin d'avancer sans cesse dans la compréhension du vivant.

    Cet ouvrage pose ainsi la question des rapports entre ces sciences et l'accompagne de réflexions épistémologiques pour mieux saisir la grande diversité des approches biomathématiques, dont sont tributaires enseignement et recherche fondamentale ou appliquée.

  • Trajectoires de la génétique

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    • Iste
    • 30 Septembre 2019

    Alors que la génétique prend une importance croissante dans notre environnement quotidien, la méconnaissance de ses fondements scientifiques induit des sentiments mélangés d'espoirs et de craintes quant au potentiel de ses applications.

    Cet ouvrage propose de découvrir les multiples facettes de la génétique, de l'humain à l'animal et au végétal en passant par le monde microscopique, à travers plus d'un siècle de progrès scientifiques. Il résume l'évolution des idées à mesure que l'organisation et le fonctionnement du matériel génétique se sont clarifiés.

    Trajectoires de la génétique analyse la façon dont l'information génétique transmise de génération en génération dans les acides nucléiques permet la réalisation des fonctions biologiques et l'évolution du monde vivant. Il illustre les développements actuels dans des domaines aussi variés que l'amélioration des espèces d'intérêt agronomique, la connaissance des mondes microbiens, la prise en charge des pathologies d'origine génétique ou la synthèse de nouvelles formes de vie.

  • La chirurgie du pied à travers le prisme de l'anatomie comparée présente les différents modèles de bipédie terrestre allant du plus éloigné, celui des dinosaures, au plus proche, celui des grands singes. L'analyse biomécanique comparative permet d'identifier les spécificités fonctionnelles de la bipédie humaine. Cette démarche présente l'intérêt pratique direct de proposer lors d'un acte chirurgical sur le pied, comme un hallux valgus, des gestes propres à restaurer la fonction spécifique de l'Homme. Cela conduit à privilégier la réparation selon des critères réellement utiles au détriment d'une anatomie originelle dite « normale », témoin de l'évolution.

    C'est dans ce contexte que cet ouvrage étudie les nouvelles techniques chirurgicales du pied percutanées, permettant une guérison rapide par la marche en appui immédiat post-opératoire. Cette notion de croissance osseuse et plus généralement tissulaire par l'intermédiaire de la mise en jeu des forces de gravitation est alors élargie à l'ensemble du monde vivant, végétal et animal.

  • L'une des caractéristiques essentielles des êtres vivants concerne l'explosion de leurs formes, liée à la diversité des milieux auxquels ils se sont adaptés.

    Fruit de la collaboration de spécialistes internationaux, cet ouvrage analyse la multiplicité de ces morphologies. Il traite de l'origine des formes, de leur rôle dans la définition du vivant et des relations entre forme et fonction. Il expose le rôle des gènes et de l'épigenèse ainsi que les formes des bactéries, des protistes et des végétaux. L'explosion des formes de vie étudie la mémoire des animaux et leurs processus sensoriels, les formes que prennent les robots (construits à l'image du vivant) de même que les technologies médicales visant à rétablir des formes vivantes endommagées.

    Enfin, l'ouvrage questionne une construction commune dans la diversité des formes ainsi que l'idée d'un abandon de la forme, possible vice caché de certaines philosophies modernes.

  • Modification et réécriture des génomes

    Guy-Franck Richard

    • Iste
    • 19 Février 2021

    Le séquençage du premier génome humain il y a vingt ans a ouvert la voie qui mène à la compréhension de ce qui fait de nous des Homo sapiens. Chaque être humain, chaque animal, chaque plante est le descendant d'un grand nombre d'individus de la même espèce, dont les gènes se sont propagés jusqu'à nous, génération après génération.

    Dans cet ouvrage, les mécanismes à l'oeuvre dans la sélection naturelle des gènes sont décrits à l'aune des avancées les plus récentes de la génétique. Les nombreux outils moléculaires à la disposition des généticiens pour modifier certains gènes d'intérêt alimentaire, biotechnologique ou médical sont présentés en détails. Leurs avantages et leurs limitations sont également comparés.

    La récente synthèse et la réécriture de génomes simples, comme celui de bactéries ou de levures, ouvrent des perspectives incroyables et des défis scientifiques, sociétaux et éthiques colossaux. La façon dont ces défis vont être relevés sera un des enjeux de ce XXIe siècle dans lequel la génétique s'impose déjà comme la nouvelle révolution.

  • Le crâne des Vertébrés quadrupèdes et bipèdes examine la biodynamique architecturale cranio-faciale de plusieurs espèces de Mammifères fossiles et actuelles ainsi que celle d'Hominidés anatomiquement modernes. Il étudie, entre autres, leur adaptation au sol, l'adéquation de la posture de leur tête par rapport à leurs régimes alimentaires ainsi que les articulés dentaires en fonction des espèces fossiles du genre Homo.

    Il analyse également leurs décalages occlusaux, leurs variations, leurs anomalies et leurs pathologies. Si les espèces fossiles quadrupèdes possèdent dans leur grande majorité une adaptation posturale équilibrée, ne présentant ni asymétries ni dysmorphoses maxillo-mandibulaires, les espèces d'Hominidés qui ont acquis un redressement du corps, puis une adaptation bipède au sol, connaissent en revanche une série de déséquilibres posturaux qui sont présentés dans cet ouvrage.

  • Planctons, bactéries et autres micro-organismes sont à la base de la vie océanique. Les informations qu'ils échangent entre eux fondent l'équilibre biologique des mers et, de ce fait, leur productivité nutritive, leur résilience aux pollutions, etc.

    La première publication de cet ouvrage a été faite sous la forme d'un numéro spécial de la Revue Internationale d'Océanographie Médicale (RIOM) en 1981. Cet ouvrage pionnier de Maurice Aubert présente une vue d'ensemble des systèmes d'information des micro-organismes marins et leurs mécanismes de transmissions physico-chimiques définis comme « télé-médiateurs ». Cette approche permet de mettre en évidence les facteurs régulateurs dans le milieu marin, comme les substances antibiotiques, ainsi que les agents perturbateurs, comme les polluants chimiques, et d'en mesurer les effets. L'innovation méthodologique des « télé-médiateurs » a trouvé un écho dans des recherches récentes, comme celles sur le « quorum sensing » et les communications entre bactéries par l'intermédiaire de signaux moléculaires.

  • Structures et fonctions des ARN rétroviraux : les multiples facettes du génome rétroviral Nouv.

    Une famille de virus est responsable de l'infection de nombreuses espèces de vertébrés. Ce sont les rétrovirus dont l'ARN génomique utilisé comme support de l'information génétique assure des fonctions de natures variées, mais essentielles à la formation d'une particule virale infectieuse. Ces fonctions dépendent de structures formées par le repliement de l'ARN génomique.

    Structures et fonctions des ARN rétroviraux décrit la formation de ces structures ainsi que leurs interactions spécifiques avec des acides nucléiques et des protéines. À l'aune des avancées récentes en matière de virologie moléculaire, il permet ainsi d'appréhender les différentes facettes du génome rétroviral. Il souligne notamment que l'étude des relations structure-fonction des ARN rétroviraux impulse une dynamique dans les recherches sur le VIH-1, principal agent causal du sida. En effet, l'un des enjeux de la pharmacologie réside en l'exploitation de plusieurs cibles permettant d'anticiper et d'endiguer l'émergence de résistances aux médicaments anti-VIH. L'ouvrage présente également des structures et interactions pouvant s'avérer des cibles potentielles.

  • L'eau sur la Terre ; propriétés physicochimiques et fonctions biologiques

    Christophe Lécuyer

    • Iste
    • 1 Septembre 2014

    Contrairement aux autres planètes telluriques du système solaire, l'eau est présente en très grande quantité sur Terre. De nombreuses hypothèses ont été élaborées sur l'origine de son apparition.Cet ouvrage en présente les diverses théories, dont la plus probable est celle du dégazage des corps parents primitifs. Il expose les propriétés physico-chimiques singulières de la molécule d'eau, qui combinées à son abondance et à sa répartition à la surface de la Terre, ont contribué à la régulation du climat et à l'émergence puis l'évolution du vivant.Il analyse également le cycle de l'eau, élément primordial de l'émergence de la vie dans les océans profonds et détaille la diversification des espèces qui a suivi.Il explicite enfin la façon dont la dynamique de ce cycle est sous contrôle du bilan d'énergie entre le rayonnement solaire et le flux de chaleur interne de la Terre.

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