A l’aube de la vie

Les paléontologues sont en train de vivre une véritable révolution dans leur domaine. Pour la première fois, ils ont pu visualiser des images détaillés d’embryons fossilisés de plus de 500 millions d’années, remontant à l'aube même de la vie multicellulaire. Une équipe internationale de scientifiques a réalisé cette prouesse grâce à une technique appelée micro-tomographie à rayonnement X synchrotron qui permet de réaliser des photographies en trois dimensions et en coupe de diverses structures sans les abimer. Cette méthode est utilisée en paléontologie depuis moins de deux ans.

Jusqu’à présent pour étudier de tels fossiles les chercheurs étaient obligés de réaliser des coupes transversales afin d’obtenir une image en deux dimensions des organes internes ou alors devaient se contenter d’un examen externe pour les pièces les plus précieuses. Car ces fossiles comptent parmi les biens les plus précieux de tous, ils contiennent, en effet, des informations sur les changements évolutionnaires qui se sont produits dans les embryons au cours des 500 derniers millions d’années et en raison de leur taille minuscule ils sont rares et leur conservation périlleuse.
En utilisant le rayonnement synchrotron, Philip Donoghue et ses collègues livrent le premier aperçu tridimensionnel de l'intérieur de ces embryons de moins d’un millimètre, trouvés en Chine et en Sibérie. Ils appartiennent à des espèces antiques de vers appelées Markuelia et Pseudooides.

L'avance est d'importance semblable à celle provoquée il y a plusieurs décennies par l'arrivée du microscope électronique, les chercheurs publient leur découverte dans l’édition à paraître de la revue nature. L’observation des détails les plus fins du développement embryonnaire permet d’établir des critères précis servant à différencier les espèces ayant un phénotype proche. L’utilisation de la tomographie à rayonnement X synchrotron devrait convenir à l’examen d’un éventail de structures fossilisées semblables.


Joël IGNASSE
10/08/06

super génial, enfin des méthodes non destructrices.

gigy a écrit:

super génial, enfin des méthodes non destructrices.

Beuh, ça fait presque 10 ans qu'on commence à scanner des crânes de dinos et de baleines fossiles pour reconstituer le cerveau (je cite cet exemple là parce que je le connais bien ).
Pas destructeurs pour un sou les RX, et il paraît que les rayonnements magnétiques peuvent aussi être utiles en paléontologie (un collègue amateur m'a dit ça).

je sais tiki mais dans ce cas ci le producteur de rayon est un synchrotron ce qui permet d'avoir des rayonnements plus intenses et de mieux percer encore les matériaux opaques!

Tikémi a écrit:

je cite cet exemple là parce que je le connais bien .

Ha ha !!
Tu devrais nous en instruire un peu justement, puisque t'as l'air d'être de la partie ! Moi ça m'interresse.

Qu'est-ce que tu veux savoir ?
Comment ça marche ? Ce qu'on voit ?

Alors la manière dont ça marche :
On place l'objet sur la table du scanner (scanner médical utilisé dans les hôpitaux pour l'examen des patients). Une source de rayons X tourne autour de l'objet en un mouvement spirale. Les RX sont absorbés et réfractés différemment selon différents matériaux. Cela donne des mesures de densités qui sont analysées par ordi et mène à la reconstitution de l'objet en 3D. En fait cela te donne une série de clichés de toutes les "coupes" (virtuelles évidemment) que le scanner a faites dans ton objet.
Les métaux réfractent puissamment les RX et donnent des artefacts (traits sur l'image qui gênent plus ou moins l'examen de l'objet).
Dans le cas où ton fossile contient ou est inclus dans des sédiments carbonatés, le contraste entre les sédiments et l'os sera faible et tu auras du mal à voir la limite entre la paroi osseuse et le sédiment. (idem si il y a du silicone : j'ai scanné un crâne de Crocodylus porosus (crocodile marin) dont on avait essayé de mouler l'endocrâne, seulement on n'était pas arrivé à sortir le moulage après. La silicone étant très dense, elle absorbe bien les RX et le contraste n'était pas génial. Je suis quand même arrivée à faire une reconstitution de l'endocrâne du croco, mais ça complique un peu les choses ).
On n'a pas ce problème avec les sédiments siliciclastiques car ils sont transparents aux RX et donc ne "laissent pas de traces" sur l'image.
Les données (série de clichés donc) sont enregistrées sur CD et peuvent être traitées par des programmes comme AMIRA, MIMICS ou ARTECORE.

Ces programmes permettent de reconstruire ton objet en 3D à partir des images fournies par le scanner et à partir de là tu peux sélectionner certaines zones (par exemple isoler les dents puisque l'émail est plus dense que l'os environnant et ne faire ressortir que ces éléments-là). Moi je travaille sur l'endocrâne, donc je sélectionne sur chaque cliché la zone de l'endocrâne, et à la fin je peux reconstituer toute cette zone-là et donc faire ressortir le volume endocrânien. On peut faire des mesures là dessus (distance entre 2 points, etc.).

L'avantage des scanners c'est que tu obtiens des données pour des zones non accessibles et ce de manière non destructive pour le spécimen. Mais ça coûte cher (250 euros par heure d'utilisation du scan) et demande un certain budget.

Pour le résultat, je te conseille le site http://www.digimorph.org/index.phtml
(je ne mets pas mon boulot, je deviens parano à cause des mes collègues russes ; sans blague j'ai pris la solution de facilité en réalité). Ils ont scanné de nombreux spécimens de plantes (même un ananas, c'est marrant à voir ) et d'animaux actuels et fossiles (dinos, ptéros,...).
Il y a moyen de visualiser de petits films qui montrent les différentes coupes et les reconstitutions pour la plupart des spécimens proposés. C'est un peu lourd à charger mais tu verras bien quel genre d'images on obtient après scan et après traitement.


N'hésite pas à demander s'il y a des trucs pas clairs ou si tu veux des précisions supplémentaires.

Envers mes collègues russes, c'est une référence perso en fait (j'ai un ami paléontologue là bas que je soupçonne de me faire un coup bas (travailler sur les mêmes spécimens que moi) et je ne tiens pas à me faire souffler le sujet (surtout que moi c'est pour ma thèse !). Donc ma priorité est de décrire et de publier au plus vite sur les spécimens russes que j'ai moulé l'été passé). Rien à voir avec les scans en réalité.


250 euros c'est ce que tu paies à l'hôpital pour l'utilisation de son scanner (parce qu'un scanner ça "s'use" et ça demande un entretien que j'imagine assez cher). Mais certains labos ont leur propre scanner expérimental (ce qui veut dire qu'ils peuvent l'utiliser pour ce qu'ils veulent et quand ils veulent, et ne doivent pas s'arranger 2 mois avant pour passer une pièce entre 2 patients). Peut-être qu'ils ont fait un essai avec un ananas, ou qu'un membre de l'université est "ananalogiste".
Bon acheter et entretenir un scanner est beaucoup trop onéreux pour mon labo, donc je préfère avoir un budget consacré à l'utilisation sporadique de scanners hospitaliers. Et dans le cas des pièces pas trop grandes, j'ai un contact dans un labo où je peux faire des scans gratuitement.

On peut ajouter aussi maintenant qu'en archéo comme en pal on employe des générateurs de faisceaux très sycnhronisés, on employe donc un synchrotron à la place d'un cyclotron. La technologie permet d'obtenir des faisceaux beaucoup plus puissants pour passer au travers de matériaux particulièrement opaques et compacts. En plus ces faisceaux sont ajustables mais on la particularité d'avoir une "cible" qui peut être très réduite, donc une beaucoup plus grande précision. (On peut comparer la génération de faisceaux à ceux généré par un spot dirrectionnel par répport à un lazer à faisceau synchrone!!! là est toute la différence! Vive la technologie de plus en plus avancée.