Réchauffement : l’Homme retarde la prochaine glaciation

Ayant déjà 600 ans de retard, la prochaine glaciation devrait avoir lieu dans les mille prochaines années. Le conditionnel s'impose car les émissions de CO₂ pourraient retarder le phénomène. C’est ce que révèle l’analyse de glaces vieilles de plus de 780.000 ans.

L’histoire de la Terre est marquée par une alternance d’ères glaciaires. De grandes surfaces de terres situées dans les hautes latitudes sont alors recouvertes par une couche de glace (ou inlandsis) et le niveau des mers diminue. Selon les hypothèses actuelles, les périodes glaciaires seraient causées par des légères modifications de l’orbite de la Terre autour du Soleil et par des variations périodiques du rayonnement solaire. Une modification des deux paramètres peut provoquer un refroidissement de la planète. La succession des événements qui en découlent mène alors à une période de glaciation.

Huit grandes glaciations ont été détectées jusqu’à présent. La dernière s’est terminée il y a 11.600 ans, donnant ainsi naissance à l’ère interglaciaire de l’Holocène dans laquelle nous vivons.

Selon une étude récente menée par des chercheurs du University College London et de l’université de Cambridge, la nouvelle glaciation devrait survenir dans les mille prochaines années. Néanmoins, le CO₂, et les gaz à effet de serre en général, pourraient retarder ce phénomène. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Geoscience.

Pour comprendre l’évolution probable de notre ère, les scientifiques ont recherché une période de la Terre où les conditions climatiques, le rayonnement solaire et la configuration astronomique étaient identiques à la situation actuelle. Une correspondance a été trouvée avec le « Stade isotopique de l’oxygène n°19 » (en référence à une méthode de datation des glaces), c'est-à-dire avec l’état de la Planète il y a environ 780.000 ans.

Le développement de glace accompagne le début d'une ère glaciaire. Actuellement, les glaces ont tendance à fondre suite au réchauffement climatique. Les phénomènes naturels causant les glaciations pourraient ne pas prendre le dessus. L'Homme risque donc de retarder la prochaine glaciation. © Ludovic Hirlimann, Flickr, cc by nc 2.0

Le CO₂ en lutte contre l'orbite de la Terre

En cas de glaciation, la formation de la calotte glaciaire dans l’hémisphère nord donnerait naissance à des icebergs capables de modifier les courants océaniques. L’Atlantique nord se refroidirait tandis que l’océan Antarctique aurait plutôt tendance à se réchauffer. Ce phénomène donnerait naissance à d’importants écarts de température entre les deux hémisphères de la planète. Ces écarts peuvent être utilisés comme repères pour localiser le début d’une période glaciaire. Or, ces changements de température se traduisent par des modifications de la glace et des organismes, ou débris, qu’elle abrite.

Des glaces âgées de 780.000 ans ont été analysées afin d’étudier la succession des événements climatiques ayant abouti à la glaciation. L’état actuel de la Terre a ensuite été comparé à la ligne du temps obtenue.

Les résultats sont sans appel, notre ère (l’Holocène) touche à sa fin. Une nouvelle ère glaciaire devrait naître dans le prochain millénaire. Néanmoins, le réchauffement climatique n'existait pas à l'époque. Les taux de CO₂ actuels, en constante évolution, sont beaucoup plus élevés aujourd’hui qu’il y a 780.000 ans.

À l’heure actuelle, aucune formation de glace n’est observée dans l’hémisphère nord. Les variations de l’orbite de la Terre ne compenseraient pas le réchauffement climatique causé par des activités anthropiques. Les activités humaines retarderaient donc le début de la nouvelle ère de glaciation.

Surprise : les glandes endocrines aussi ont de la mémoire

Comme le système immunitaire ou le cerveau, les glandes endocrines sont douées de mémoire. Chez la souris, des chercheurs de l'Inserm et du CNRS viennent de montrer qu'au moment de l'allaitement, les cellules endocrines hypophysaires forment un réseau durable entraînant une lactation plus efficace lors des portées suivantes.

Quand on vous parle de mémoire, vous pensez au cerveau ! Peut-être aussi à notre système immunitaire qui garde en mémoire certaines informations pour réagir de manière plus efficace lorsqu'un virus ou une bactérie nous infecte une deuxième fois. Mais auriez-vous imaginé que nos glandes endocrines se souviennent également de certaines choses ?

À l'instar du cerveau, une équipe de chercheurs de l'Inserm et du CNRS dirigée par Patrice Mollard à l'institut de Génomique fonctionnelle (Montpellier) vient de montrer, chez la souris, que les cellules endocrines hypophysaires régulant la lactation s'organisent en réseau lors d'un premier allaitement. Ce réseau est alors conservé, comme « mis en mémoire » pour être encore plus opérationnel lors de l'allaitement d'une seconde portée. C'est la première fois qu'une forme de mémoire dans le système endocrinien est mise en évidence.

Ces travaux font l'objet d'un article publié dans la revue Nature communications datée du 3 janvier 2012.

La mémoire du système endocrinien jusque-là insoupçonnée

La plasticité des systèmes biologiques permet à des organismes de modifier dynamiquement leur physiologie de façon à s'adapter aux conditions environnementales existantes. Au niveau cellulaire, ce processus est associé habituellement au système immunitaire ; au niveau tissulaire, il a été caractérisé il y a plusieurs années dans le cerveau et est au cœur d’une intense recherche en neurobiologie.

La prolactine, dont on voit ici la structure tridimensionnelle, est sécrétée par la partie antérieure de l'hypophyse et intervient dans la croissance mammaire et la stimulation de la synthèse du lait chez les mammifères. © BorisTM, DP

En dehors de ces deux systèmes permettant de garder en mémoire des informations à long terme, rien n’indiquait que d’autres cellules pouvaient fonctionner de façon similaire.

L'hypophyse est un organe qui constitue un modèle idéal pour vérifier cette hypothèse car elle comprend des populations distinctes de cellules endocrines organisées en réseaux et qui régulent une multitude de fonctions physiologiques par la sécrétion de différentes hormones.

Les cellules endocrines établissent un réseau

L’équipe de Patrice Mollard à Montpellier a travaillé avec celle de Paul Le Tissier à Londres (NIMR-MRC) afin de déterminer si les réseaux de cellules endocrines possèdent des capacités de mémorisation. Ils ont pris comme modèle les cellules qui sécrètent la prolactine (l’hormone de la lactation). La sécrétion de prolactine commande un éventail de réponses cruciales pour permettre de nourrir des souriceaux, comprenant la production de lait.

La production de prolactine et donc de lait maternel chez la souris est stimulée d’une part, par la levée d’un signal inhibiteur (dopaminergique) provenant du cerveau et d’autre part, par le phénomène de tétée. Grâce à l'imagerie calcique à deux photons (microscopie à fluorescence consistant en la stimulation des atomes de calcium par deux photons), les chercheurs ont pu distinguer les interactions entre les cellules productrices de prolactine, avant, pendant et après une période d’allaitement.

Avant l’allaitement, ces cellules sont faiblement connectées les unes aux autres. Au moment de l’allaitement, les cellules répondent à la lactation en augmentant la communication intercellulaire coordonnée, la connectivité fonctionnelle et la production tissulaire.

Ces illustrations montrent l'effet de l'allaitement sur les cellules hypophysaires excrétrices de prolactine. Le réseau se forme à l'allaitement et se maintient après le sevrage de la portée. © David Hodson, Nature comunications

Aujourd'hui la prolactine, et demain ?

L’originalité de cette découverte réside dans le fait que trois mois après le sevrage, le réseau reste en place, comme s’il avait été mis en mémoire. « Par la suite, explique Patrice Mollard, un même stimulus (tétée) entraînera une réponse plus coordonnée et plus efficace. Le réseau sécrétera plus de prolactine et provoquera à nouveau un accroissement de la production tissulaire. »

Toutefois cette mise en réseau ne se produit pas si la puissance du stimulus de tétée est réduite. Chez les souris dont les portées sont souvent importantes (8 petits par portée en moyenne), si seuls 3 petits sont mis à la tétée, le stimulus est trop faible pour déclencher cette mise en réseau.

C’est la première fois que des chercheurs mettent en évidence une forme de mémoire dans un tel système. « Il ouvre un champ des possibilités assez immense. Nous pensons que cette découverte pourrait notamment s’appliquer à d’autres systèmes endocriniens tels que celui des cellules bêta pancréatiques et les cellules endocrines du tractus gastro-intestinal » concluent les auteurs.