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Sciences

Les scientifiques comptent les baleines de l’espace

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Des scientifiques britanniques ont démontré qu’il était pratique de compter les baleines de l’espace.

Les chercheurs du British Antarctic Survey (BAS) utilisent les images satellites les plus hautes résolutions disponibles.

Même prises à partir de 620 km, ces images sont suffisamment nettes pour capturer les formes distinctives d’espèces différentes.

L’équipe effectuera bientôt un audit des rorquals communs en Méditerranée.

La première évaluation de ce type sera partiellement automatisée en utilisant un programme informatique pour rechercher des données satellitaires.

Les eaux situées au nord de la Corse, connues sous le nom de mer de Ligurie, constituent une zone protégée pour les cétacés et les autorités régionales souhaitent mieux comprendre les mouvements d’animaux liés à la navigation afin d’éviter des collisions.

Des études antérieures ont joué avec l’idée de repérer des baleines en orbite, mais avec un succès limité.

Cette nouvelle approche de BAS s’appuie sur les images du satellite WorldView-3 exploité par la société américaine DigitalGloble.

WorldView-3 est capable de discerner des objets d’une surface aussi petite que 31 cm à la surface de la Terre. Seuls les systèmes militaires restreints voient les détails plus fins.

« Les satellites se sont tellement améliorés avec leur résolution spatiale », a expliqué Hannah Cubaynes, affiliée à la fois à l’Université de Cambridge et à la BAS.

« Pour la première fois, nous avons été en mesure de découvrir des caractéristiques vraiment distinctives des baleines, telles que leurs nageoires et leurs dames. »

Qu’ont fait les scientifiques?

L’équipe de Mme Cubaynes a examiné des photos de WorldView-3 dans différentes parties du globe, à la recherche de rorquals communs dans le nord de la Méditerranée, les droits du sud autour de la Península Valdés, en Argentine; et les baleines grises du Pacifique à la Laguna San Ignacio, au Mexique.

Ce sont tous des fanons (filtres filtrants) et parmi les plus grands cétacés, atteignant 15 ou 20 m de long.

Les animaux sont détectés juste en dessous, voire en traversant la surface de la mer. Les nageoires et les gris se sont révélés les plus faciles à identifier sur les photos, en grande partie parce que leur couleur de corps contraste bien avec l’eau environnante et qu’ils ont tendance à nager parallèlement à la surface de la mer.

Mais surtout, l’équipe a pu identifier les formes corporelles associées aux différents animaux, prouvant que l’identification par satellite est une technique viable.

Pourquoi compter les baleines de l’espace?

Actuellement, la plupart des enquêtes sont effectuées par voie aérienne, à partir de bateaux et parfois à partir d’un promontoire, tel qu’une haute falaise. Mais ce sont des recherches très localisées, et on sait que les baleines s’étendent sur des centaines de milliers de kilomètres carrés.

Certaines de leurs aires d’alimentation seront loin de la terre. Sans moyens plus efficaces pour suivre les animaux, nous ne pouvons pas vraiment dire à quel point ils se remettent après des siècles de surexploitation.

« Cela pourrait changer la donne: être capable de surveiller les baleines sans être gêné par le coût et la difficulté du déploiement d’avions et de bateaux », a déclaré le Dr Jennifer Jackson, experte en matière de protection des baleines chez BAS.

« Les baleines sont un indicateur très important de la santé de l’écosystème. En rassemblant des informations aux plus grandes échelles offertes par l’imagerie satellitaire, nous pouvons comprendre quelque chose de plus général sur la santé des océans et c’est vraiment important pour la conservation marine. »

Ne compte-t-on pas déjà les plus petits animaux en orbite?

C’est vrai dans une certaine mesure. BAS a déjà été un pionnier dans l’utilisation de l’imagerie satellite pour surveiller les manchots et les albatros, par exemple. Mais il existe des différences cruciales.

Dans le cas des manchots, ce ne sont pas vraiment des oiseaux individuels qui sont comptés; c’est plutôt la taille générale d’une colonie qui est évaluée à partir de la masse noire d’animaux blottis les uns contre les autres sur leur habitat de glace.

Et dans le cas des albatros, les scientifiques savent exactement où chercher, car les sites de reproduction des oiseaux sont limités à une poignée d’emplacements compacts. Un nid est juste assez grand pour apparaître sur une image satellite, ce qui permet d’estimer le nombre probable de couples d’albatros.

Les vaisseaux spatiaux vont rassembler d’énormes bandes d’images lorsqu’ils survoleront l’océan. Avec la résolution exceptionnelle maintenant disponible, compter les baleines individuelles devient pratique. Par exemple, dans une image d’une résolution de 31 cm, la douve d’une baleine grise occupera 10 pixels.

Où vont ces recherches ensuite?

L’équipe teste actuellement différents algorithmes permettant de rechercher automatiquement des images satellites.

Les meilleurs seront bientôt appliqués à un jeu de données WorldView-3 couvrant la mer Ligure.

« La superficie totale est de 36 000 km2. C’est trop grand pour effectuer une recherche manuelle », a déclaré le co-chercheur du Dr BAS, Peter Fretwell. « C’est une zone de protection marine et l’inquiétude est qu’il y ait beaucoup de trafic maritime entre la Corse, l’Italie et la France.

« Ils sont préoccupés par les collisions avec des navires et nous pourrons peut-être obtenir des informations sur le comportement des rorquals communs qui seront utiles aux capitaines de navires. »

Les satellites continuent de s’améliorer. DigitalGlobe, par exemple, prévoit une nouvelle constellation qui promet d’accroître considérablement le taux d’acquisition des images haute résolution.

Allié aux dernières techniques d’analyse des données, il devrait s’agir d’un avantage indéniable pour les biologistes marins.

Ils obtiendront non seulement des chiffres plus robustes pour les populations de baleines vivantes, mais ils devraient également avoir une bien meilleure idée du nombre d’animaux morts échoués sur les côtes lointaines du monde.

Mme Cubaynes et ses collègues ont publié leurs recherches dans la revue Marine Mammal Science.

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Sciences

Un objet super rapide déplace 30% de la vitesse de la lumière détecté au cœur de notre galaxie

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Dans une nouvelle publication, les astronomes ont détaillé l’observation visuelle d’une énorme poussière en orbite à une vitesse incroyable, juste au-delà de l’horizon des événements du trou noir supermassif situé au centre de notre galaxie de la Voie lactée.

Au cœur de notre galaxie, à environ 26 700 années-lumière de la Terre, se trouve un trou noir gigantesque, plus de 4 millions de fois supérieur à celui de notre Soleil, mais comprimé en une sphère de 12,5 millions de milles de large, soit environ le tiers de la distance séparant notre étoile d’origine.

Alors que les objets célestes sont attirés par le puits implacable de gravité du trou noir monstrueux – une source radio astronomique très brillante et super petite, habituellement désignée par les astronomes comme ‘Sagittarius A *’ -, ils sont aspirés, bien que certaines orbites soient profondément elliptiques, le corps jette un coup d’œil sur ce que l’on appelle l’horizon des événements (le point auquel même la lumière ne peut s’échapper).

Le fait de passer devant un trou noir accélère un corps céleste à des vitesses fantastiques, qui se sont révélées être une fraction importante de la vitesse de la lumière.

Comme les mouvements de nombreuses étoiles en orbite autour du Sagittaire A * ont été documentés visuellement à l’aide de télescopes installés au sommet d’une montagne en Amérique du Sud, l’un d’entre eux, connu sous le nom de S2, a une orbite d’une durée équivalente à 16 années terrestres. L’horizon des événements du trou noir à 11 milliards de kilomètres, soit un peu plus loin que la distance actuelle entre notre Soleil et Voyager I (le premier vaisseau spatial interstellaire de l’humanité).

Mais des objets tels que des nuages ​​de poussière – se rapprochant beaucoup plus d’un trou noir – s’agitent devant le monstre gravitationnel et deviennent par conséquent les sources de lumière continue les plus brillantes de l’univers connu.

En observant attentivement les signatures lumineuses visuelles de ces objets qui défilent devant le trou noir géant de la Voie lactée, les astronomes – utilisant un instrument appelé GRAVITY – combinent la lumière provenant de quatre grands télescopes qui font eux-mêmes partie du spectaculaire très grand télescope d’Atacama, au Chili. Au cours de 2018, nous avons noté avec joie des éruptions lumineuses soudaines émanant de très près de l’objet supermassif.

Comme les observations des éruptions apparaissaient dans le spectre infrarouge, les astronomes en ont déduit que la poussière surchauffée en orbite autour du trou noir et en interaction avec un champ magnétique provoquait la convergence de ce que l’on appelle les lignes de champ momentum, masse et énergie, s’enroulant puis soudainement, casser, libérant d’énormes quantités d’énergie explosive en un instant.

En mesurant la position de la poussière agitée sur plusieurs mois, les astronomes ont appris qu’une poignée de torches de poussière surchauffées se déplaçant près du trou noir constituaient en réalité le même objet, se déplaçant sur une seule orbite.

Et ils vont extrêmement vite.

En voyageant à seulement 62 millions de kilomètres au-dessus du Sagittaire A * – environ deux tiers de la distance entre la Terre et le Soleil – les nuages ​​de poussière surchauffés se déplacent à environ 30% de la vitesse de la lumière, ou environ 186 millions de miles par heure.

Un objet se déplaçant à cette vitesse pourrait arriver de la Terre en quelques secondes à la Lune. Vénus, normalement en orbite autour de notre soleil après environ 5600 heures, disputerait le trajet en une heure seulement.

Comme pour tout objet de masse, les trous noirs courbent l’espace-temps. Contrairement aux objets de masse normale tels qu’un rocher, une montagne ou une lune, les trous noirs – étant supermassifs – courbent beaucoup l’espace-temps, entraînant une rupture de la physique newtonienne.

Les implications de la découverte suggèrent l’expansion de Sagittarius A *, alors que de plus en plus de matériaux sont entraînés dans sa masse béante galactique, tout en apportant la preuve irréfutable que le trou noir est réel.

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Sciences

Abattage du blaireau en Angleterre: les vétérinaires accusent les ministres de « mensonges nus »

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Un groupe de vétérans de la campagne électorale a accusé le Defra et ses ministres d’avoir dit « des mensonges nus » sur l’efficacité d’un de leurs abatteurs de blaireaux en Angleterre.

Le groupe a écrit à la vétérinaire en chef, la Dre Christine Middlemas, pour lui demander de veiller à ce que le département rétracte ses « affirmations insoutenables selon lesquelles sa politique d’abattage du blaireau est efficace ».

Un porte-parole du ministère de l’Environnement, de l’Alimentation et des Affaires rurales a déclaré que toutes les déclarations étaient « absolument correctes ».

Le docteur Iain McGill, chirurgien vétérinaire et directeur du groupe d’intérêt Prion, a déclaré à BBC News que les affirmations du Defra selon lesquelles les activités d’élimination du blaireau dans le Somerset et dans le Gloucestershire n’étaient pas étayées par des preuves scientifiques.

« Selon les chiffres de Defra, ils affirment avoir calculé que l’incidence [de la tuberculose chez les bovins] avait diminué.

« Mais leurs calculs ne sont pas clairs et sont délibérément opaques. Et, de fait, la situation actuelle dans la zone de réforme indique une prévalence accrue.

« Donc, soit leurs chiffres ont été calculés sur une base extrêmement inexacte et ils l’ont tout à fait mal, soit ils ont en fait gerrymander ces chiffres pour donner l’impression que l’incidence est en baisse lorsque les preuves montrent clairement que la prévalence a disparu up.

« L’abattage du blaireau n’a pas fonctionné. Ils émettent des mensonges sans fondement dans cette affaire. »

La lettre adressée au Dr Middlemas poursuit en accusant le ministre de l’Agriculture, George Eustace, d’avoir commenté de manière trompeuse en septembre un rapport rédigé par les scientifiques du Defra à l’Agence de la santé animale et végétale (APHA).

Eustace avait déclaré: « Les chiffres publiés aujourd’hui, qui montrent une réduction des cas de tuberculose à Somerset et à Gloucestershire, sont la preuve que notre stratégie de lutte contre cette maladie insidieuse et à évolution lente porte ses fruits ».

Toutefois, le rapport de l’APHA cité par l’auteur, indique explicitement que « ces données ne peuvent à elles seules démontrer si la politique de contrôle du blaireau est efficace pour réduire la tuberculose bovine chez les bovins ».

Poids de la science

Le 29 octobre, le Defra est allé plus loin dans une émission dans le programme Farming Today de BBC Radio 4, indiquant que la réduction alléguée du nombre de cas de tuberculose était due aux abattages de blaireau: « Les conclusions publiées en septembre ont montré que le massacre initial Les zones à risque (HRA) ont eu un impact positif sur l’incidence de la maladie.  »

Le ministère n’a pas indiqué que le nombre de cas de tuberculose avait augmenté dans une zone de réforme du Dorset.

Le Dr Chris Cheeseman, ancien chef de l’unité d’épidémiologie de la faune du Defra, a conseillé le département sur sa stratégie antituberculeuse pendant plus de 40 ans. Maintenant à la retraite, il peut parler librement de la politique d’abattage du blaireau.

« Le Defra a choisi la science à sa manière depuis le début de la réforme », a-t-il déclaré à BBC News. « Le fait de le déployer à une si vaste échelle est une parodie de la science disponible. »

En réponse, un communiqué du Defra a déclaré: « Les dernières statistiques ont montré une réduction des nouveaux foyers de tuberculose bovine dans les zones de réforme initiales, signe encourageant que les mesures que nous avons prises ont eu un impact positif.

« Sur la base de ces données scientifiques, la ministre Eustice a parfaitement raison de qualifier ces progrès d’encourageants ».

Le secrétaire à l’Environnement, Michael Gove, a commandé plus tôt cette année à un expert indépendant les efforts déployés par le Defra pour contrôler la tuberculose du bétail, qui seront publiés demain.

Le groupe du Dr McGill s’est également dit préoccupé par le fait qu’une nouvelle recherche ajoute à la preuve qu’un test cutané largement utilisé par le département pour détecter la présence de tuberculose chez les bovins est beaucoup moins efficace qu’on ne le prétend

Sur le TB Hub de Defra, il est indiqué que l’efficacité « se situe entre 52% et 100% avec une sensibilité moyenne d’environ 80% à l’interprétation standard ».

Deux nouvelles études indiquent toutefois que l’efficacité moyenne pourrait être bien inférieure, entre 50% et 60% au mieux.

Jan Bayley du Animal Welfare Group, qui milite contre l’abattage dans le Gloucestershire, a déclaré que le Defra manquait de nombreux cas de tuberculose chez les bovins lors de ces tests.

Elle a déclaré: « On dit aux agriculteurs que leurs troupeaux sont exempts de tuberculose. Ils tombent ensuite malades trois ou six mois plus tard et croient automatiquement qu’il s’agit bien de blaireaux.

« Le Defra n’explique vraiment pas aux agriculteurs qu’il existe une forte probabilité que ces troupeaux soient toujours infectés. »

Defra a concédé dans un paragraphe d’un document de consultation publié en 2016 – mais non largement annoncé – que la plupart des nouveaux cas de tuberculose dans les zones à haut risque étaient probablement dus à du bétail infecté: « Cette probabilité substantielle d’infection » résiduelle « du troupeau contribue au taux élevé récurrence dans les zones à haut risque, où près de 60% des cas de tuberculose (cas de tuberculose) se produisent dans les troupeaux.  »

Accès aux médias

Une grande partie des nouveaux travaux sur l’efficacité du test cutané a été menée par les propres scientifiques de Defra à APHA à Surrey.

Defra a refusé une demande de BBC News de parler directement aux chercheurs impliqués, bien que les attachés de presse du département aient proposé de servir de médiateur aux questions écrites.

Un porte-parole a expliqué qu’il était contraire au code de la fonction publique de permettre aux fonctionnaires de s’adresser à des journalistes sans l’autorisation des ministres. Cela inclut les cas où la recherche est financée par des fonds publics et publiée dans des revues à comité de lecture.

L’ancien scientifique du Defra, Chris Cheeseman, a déclaré qu’il considérait cela comme un abus dans l’application du code de la fonction publique: « Quand j’étais scientifique travaillant pour des gouvernements, j’ai toujours maintenu le principe selon lequel je tenais à la vérité.

« Je trouve scandaleux que le gouvernement bâillonne de quelque manière que ce soit les scientifiques qui travaillent pour eux, de manière indépendante ou directe. Je pense que c’est totalement inacceptable dans une démocratie. »

Le Defra a répondu: « Toute demande d’interviewer des fonctionnaires est traitée conformément au code de la fonction publique. Elle stipule que les fonctionnaires ne doivent faire aucune déclaration publique pouvant faire appel à l’expérience de leurs fonctions officielles sans l’accord préalable de leur service.

« En guise de point de départ, il serait tenu compte du point de vue des fonctionnaires sur le point de savoir s’ils accepteraient ou non d’accepter la demande. »

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Sciences

Un nouveau système de suivi pourrait enfin montrer comment les pesticides endommagent les colonies d’abeilles

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Les néonicotinoïdes, les insecticides les plus couramment utilisés dans le monde, déjouent efficacement de nombreux ravageurs des cultures, mais ils ont également des effets insidieux sur les pollinisateurs essentiels: les abeilles.

À fortes doses, ces neurotoxines – qui se retrouvent dans le pollen et le nectar collectés par les abeilles – nuisent à leur mémoire et à leur capacité de cueillir de la nourriture.

Maintenant, en utilisant une technique de suivi innovante, les chercheurs ont montré que les néonicotinoïdes réduisent globalement l’activité dans les colonies d’abeilles à bourdons, rendant les abeilles moins susceptibles de s’occuper de leurs petits et rendant difficile la régulation de la température du nid par la colonie.

Les résultats pourraient aider à résoudre un mystère de longue date: comment les pesticides nuisent aux colonies d’abeilles.

Pendant des années, des études de laboratoire ont montré les dommages que les néonicotinoïdes peuvent infliger à chaque abeille.

Mais il est beaucoup plus difficile de démontrer de manière concluante comment les pesticides endommagent des colonies entières, qui contiennent des centaines voire des milliers d’abeilles, qui interagissent en un seul « superorganisme » complexe.

Une partie de la difficulté réside dans la variabilité des conditions naturelles, où le temps, les maladies, la richesse florale du paysage et d’autres facteurs qui influent sur la santé des colonies peuvent interagir et fausser les résultats d’une manière inconnue.

Pour déterminer l’impact des pesticides sur les colonies, James Crall, biologiste du comportement animal à l’Université de Harvard, a décidé d’examiner le comportement collectif des abeilles après une exposition aux produits chimiques. Mais le faire était loin d’être simple.

Les efforts passés pour retrouver les abeilles impliquaient de les enduire de peinture, de filmer les images pendant de courtes périodes, puis d’examiner et d’annoter soigneusement leurs actions.

« Il est difficile de les suivre même pour une vidéo de 5 minutes », explique Crall. « Il est inimaginable de le faire pendant plusieurs jours pour plusieurs colonies. »

Crall et son équipe ont trouvé une solution en se tournant vers un logiciel de suivi qu’il avait écrit pour un doctorat, étudiant en biomécanique du vol des insectes à Harvard. Lui et ses collègues ont collé des étiquettes de 3 x 4 millimètres à motifs uniques sur le dos de centaines de bourdons.

Enfin, en adaptant l’équipement robotique d’un laboratoire de mouche des fruits, ils ont assemblé une plate-forme mobile avec deux caméras haute résolution. Ces caméras peuvent régulièrement espionner une douzaine de colonies de bourdons, détecter le mouvement des étiquettes et les transmettre à des ordinateurs pour analyse.

Le groupe a choisi les bourdons parce qu’ils sont beaucoup plus faciles à travailler que les abeilles emblématiques pour deux raisons: leurs colonies contiennent des centaines d’individus au lieu de dizaines de milliers; et ils sont relativement contents de chercher leur nourriture dans un espace confiné, alors que les abeilles domestiques veulent voler librement à l’extérieur.

L’équipe a ensuite donné à neuf colonies du sirop de sucre contenant six parties par milliard d’un néonicotinoïde commun appelé imidaclopride, leur permettant de se nourrir à tout moment. Au cours des 12 jours d’expérience, le niveau d’activité général des abeilles et leurs interactions sociales ont diminué.

Alors que les abeilles des colonies de contrôle passaient environ 25% de la nuit à s’occuper du couvain, par exemple, les abeilles consommateurs de pesticides en dépensaient moins de 20%, rapportent aujourd’hui les chercheurs dans Science.

L’équipe a découvert que la léthargie était inexplicablement plus forte la nuit. Dans une autre expérience, Crall et ses collègues ont montré que l’imidaclopride pouvait entraver la capacité des colonies de réguler leur température, ce qu’elles font normalement en fléchissant leurs muscles et en ventilant leurs ailes.

Il est important que la ruche reste à une température constante pour que les larves de la colonie se développent correctement.

«Cette couvée est leur avenir. S’ils ne s’en occupent pas, il est probable qu’un effet se produise sur la colonie », explique Richard Gill, écologiste des abeilles à l’Imperial College London. Plus généralement, dit-il, il est important que les nombreux travailleurs communiquent et interagissent.

«Tous les rouages ​​doivent tourner au bon moment pour que la machine fonctionne bien», explique Gill. Il est possible que les divers effets induits par les pesticides freinent la croissance de la colonie.

Maintenant que Crall a démontré ces effets, il prévoit de développer des outils de suivi et de manipulation de la température dans les colonies pour en apprendre davantage sur l’interaction des pesticides et de la température.

En fin de compte, il espère que le système de vidéosurveillance automatisé pourrait être utilisé pour rendre les tests de pesticides plus rapides, moins chers et plus sophistiqués.

L’entomologiste Reed Johnson de l’Ohio State University à Wooster, qui n’a pas participé à la recherche, pense que cela est probable. « C’est l’avenir de la façon dont nous allons examiner les effets des pesticides. »

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