Antibiotic resistance is often associated with hospitals and the overuse of antibiotics in agriculture. Both are genuine problems, but new research suggests another potential culprit that many people haven’t considered – droughts caused by climate change.
A recent study published in the journal Nature Microbiology found that when soil dries out, it can speed up the natural processes that create and spread antibiotic resistance. This doesn’t mean drought directly creates superbugs in hospitals, but it suggests climate change could make the problem worse.
This matters a lot for the UK. The Met Office predicts that summers will get hotter and drier, with longer droughts if emissions stay high. Meanwhile, the NHS is already struggling with antibiotic-resistant infections, which are harder to treat and keep patients in hospital longer. When standard antibiotics stop working, doctors are sometimes forced to use powerful alternatives that are kept in reserve precisely because overusing them risks making those resistant too. These are known as “drugs of last resort”.
So what’s actually happening in the soil? Soil is teeming with bacteria, and many of them naturally produce antibiotics to kill off rivals. Other bacteria carry genes that make them resistant to those attacks.
An arms race in the soil
In normal, moist soil, bacteria live in a relatively stable environment. But when soil dries out, water gets squeezed into tiny, isolated pockets. Bacteria get crowded together, nutrients become scarce and competition turns brutal. In these conditions, bacteria produce more antibiotics to attack each other, and more resistance genes emerge to help them survive. It’s an arms race fuelled by drought.
Here’s why that’s relevant to human health: bacteria can swap genes with each other through a process called horizontal gene transfer – think of it like sharing a video game cheat code. This means resistance genes from soil bacteria can be picked up by bacteria that infect humans. In fact, some resistance genes found in soil bacteria have already been spotted in bacteria that infect people, hinting at a long evolutionary connection between the two.
Horizontal gene transfer explained.
Some largestudies have found that drier regions of the world tend to report higher levels of antibiotic-resistant infections in hospitals, even when taking differences in wealth and healthcare quality into account. However, these studies show correlation, not direct cause and effect. Other factors like how infections are tracked or how easy it is to access healthcare could also explain this pattern.
Some of the soil bacteria linked to this problem are close relatives of hospital pathogens like Klebsiella pneumoniae and Pseudomonas aeruginosa, which belong to a group called Eskape, responsible for many of the world’s hardest-to-treat infections. Again, this doesn’t mean these bugs come from soil, but it does show how connected environmental and clinical bacteria really are.
Antibiotic resistance already causes millions of infections every year worldwide. Most efforts to tackle it have focused on cutting unnecessary antibiotic use in medicine and farming, which is still vital. But this research suggests the environment itself, and how climate change is reshaping it, also plays a role we can’t afford to ignore.
This is where the idea of One Health comes in. One Health is the idea that human, animal and environmental health are all closely linked. Antibiotic resistance, seen through this lens, isn’t just a medical problem, it’s an ecological one too.
As droughts become more common in the UK and around the world, scientists will need to keep a much closer eye on what’s happening beneath our feet.
Manal Mohammed does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.
If you live with a pet, you might feel like you can almost read each other’s minds.
You might even have experienced your pet responding to your emotional state. Animals seem to have impressive skills at detecting our state of health too.
However, new research suggests that many dog owners are not skilled in recognising pain in their pets as they might like to think. This could have significant consequences for the behaviour, health and welfare of our pets.
As a migraineur, I am amazed at how my dogs cope with me when a migraine hits. They seem to recognise the pain, distress and incapcacity that comes along with a migraine and respond with more gentle interactions than usual. I hope that when the situation is reversed and they are unwell or in pain, that I too can recognise it.
So, how can you recognise if your pet is in pain and what should you do if you think they are?
Signs of pain
It is easy to assume that an animal in pain will make some noise about it and show obvious physical signs. This might be the case if they are in acute pain as the result of severe injury for example. However, animals often disguise pain as a survival mechanism, and many signs of pain show only as subtle changes in behaviour.
Humans do seem to be able to recognise basic animal emotional states such as anger, fear or joy, through facial and body expressions. But we are less good at linking these cues to more complex emotional states including pain, anxiety and frustration.
The recently published study assessed how good people are at recognising signs of pain in dogs. This was carried out via an online questionnaire completed by 530 dog-owners and 117 non-owners. Participants were given a list of 17 types of dog behaviour. The study participants were asked to rank how likely they thought these behaviour types were to indicate pain, based on their prior knowledge and experience. In reality, all 17 types of behaviour listed suggest a dog is in pain.
The signs of pain provided included obvious behavioural changes such as hesitant paw lifting, reduced play behaviour and changes in personality. Participants were good at recognising these prominent behaviour changes were linked with pain. However, they didn’t realise more subtle indicators such as yawning, lip and nose licking and changes in facial expressions including looking away and increased blinking. These are all warnings that a dog may be suffering.
Notably, participants without dogs were actually more likely to recognise that freezing or turning the head or body away are associated with pain than dog owners. This suggests that dog owners may become complacent in their observations of their dog’s behaviour.
The link between pain and behaviour
The study participants were also asked to assess the potential relevance of pain in three written canine behaviour cases. The participants were not told this, but two were suffering from painful conditions, one outwardly obvious, and one more subtle. The third case was not linked to a painful condition.
You probably know limping isn’t a good sign, but what about the more subtle changes? MFrans/Shutterstock
Dog owners noted that pain was likely in the case with obvious signs of movement problems – hopping and lifting of legs. This was higher for dog owners than non-owners. In the case where pain signs were more subtle (night restlessness and “shadowing” family members), there was no difference in the ability of dog-owners and non-owners to identify the behaviour as signs of pain.
However, the dog owners with previous experience of pets with a painful condition seemed to be better at recognising signs of suffering. This applied to overt changes in movement as well as body language. This suggests that prior experience can be valuable in developing skills when its comes to pet behaviour.
What is interesting from this study is that there were some discrete differences between dog-owners and non-owners in recognising signs of pain. However, owning a dog was no guarantee that someone would be better able to identify subtle pain indicators.
Previous studies have shown animal species may show pain in different ways. For example rabbits often freeze, which might be considered a fearful response. Facial grimace scales are also increasingly being used to assess pain for a range of species including cats and horses. These assessment tools track minute muscular movements in the face such as tightening eyes.
What should you do if you think your pet is in pain?
Recognising signs of pain in your pet is critical so you can respond quickly. This may also help reduce the risk of dog bites which are often linked to the dog struggling with chronic pain.
Pain can lead to increased noise reactivity too, where dogs flinch or bark loudly in response to sudden, unusual or loud noises.
If you suspect your pet might be in pain because of a sudden change in their behaviour or movement, seek veterinary advice. Soreness can manifest outwardly such as lameness, lethargy or a lack of desire to exercise or play, but it can be easy to miss more subtle signs such as altered blinking, momentary pauses or freezing.
Research indicates that dog owners should be alert to altered sleep patterns, restlessness, clinginess and unusual licking or chewing their body. Even changes in a dog’s ear position, coat quality, texture, or how their coat lies on their skin can indicate underlying discomfort. Reluctance to being touched in specific areas of a dog’s body might also be a sign of discomfort that needs veterinary investigation.
So if you think your dog needs training or a session with a behaviourist because of a gradual or sudden alternation in their behaviour, it’s worth ruling out whether your pooch is acting strangely because they’re in pain first.
In addition to her academic affiliation at Nottingham Trent University (NTU) and support from the Institute for Knowledge Exchange Practice (IKEP) at NTU, Jacqueline Boyd is affiliated with The Royal Kennel Club (UK) through membership, as advisor to the Health Advisory Group and member of the Activities Committee. Jacqueline is a full member of the Association of Pet Dog Trainers (APDT #01583). She also writes, consults and coaches on canine matters on an independent basis.
Surnames shape our identity. They can be a point of reflection, especially if the surname is rare, has a unique meaning, or holds special sentimental value. They often spark curiosity about family history or the need to carry on a legacy.
I have what many might think is an unfortunate or embarrassing surname – Mycock. It has powerfully shaped my personal and professional life. Having my surname is a daily trial, eliciting a range of responses from suppressed to open laughter and unsolicited comments. But I am also aware of the joy my surname brings and how it can break down barriers when meeting people. This has opened up space for me to consider the potential of comedy as a form of research communication.
The Mycock surname originates from the rural communities around the market town of Buxton in Derbyshire. There, it is relatively common and stimulates little comment. When I left this refuge to go to university in Salford during the mid-1990s, my life changed. The daily tribulations of having this unfortunate surname led me to avoid using it in public whenever possible.
Gaining a doctorate opened a new strand of jokes – being Dr Mycock has not been easy. I rarely wear conference badges and avoid using my name on PowerPoint title slides. My students have taken delight in being lectured by Mycock, and shown great creativity in citing my research in their essays.
About two years ago I began doing comedy shows about living with my surname, largely in response to suggestions from friends and work colleagues. These shows have proven far more successful than I ever could have envisaged. I have sold out gigs across the north-west of England and Scotland over the past couple of years.
I deliver my shows like a lecture (in the style of comedian Dave Gorman), using my teaching experience to mix comedy with educational content in an engaging way.
Comedy as research communication
My experience as an academic researcher has allowed me to explore not only the origins and importance of surnames, but also why people laugh at my surname. This includes a consideration of how the phallus has grown as an increasingly resonant symbol of protest in democratic politics, particularly at the ballot box. Research in the US also indicates that anxieties about penis length and perceptions of masculinity appear to correlate with voter choice.
In the show, I also discuss the travails of having an unfortunate surname in the digital world. I explore research on the so-called Scunthorpe problem, whereby automated internet content filters mistakenly block innocent words, emails, or usernames because they contain a sequence of letters that match a prohibited profanity.
To my surprise, I have also been commissioned to make a programme for the BBC Radio 4 Illuminated series called Andy Mycock: Named, Unashamed. It explores my journey to coming to love my surname and engagement with the broader community of the unfortunately named. This has been a deeply rewarding experience. I worked closely with my producer Olivia Swift to develop the script and content for a non-academic audience. It has drawn strongly on my experience of engagement with different forms of broadcast media over the past two decades and also encouraged me to adapt my often too-academic style of presentation.
I am by no means the first to recognise the potential of comedy to help researchers build novel connections with the public. The Bright Club, established by UCL, has run comedy nights since 2009 where staff and students perform short sets about aspects of their research or teaching.
The Science Showoff brings together researchers and comedians to host comedy nights in London and is staging the UK Science Comedy Festival in July this year. In Scotland, The Provocateurs are a group of academics and university public engagement professionals who host comedy shows at the Edinburgh Fringe festival and elsewhere to promote research through comedy.
Humour – when appropriate – has the potential to enrich the educational experience for students and reach public audiences in novel and engaging ways. Gaining experience of using comedy to engage with the public has encouraged me to reflect on the utility of the academic skills and experiences I have accrued as an educator and a researcher over the past 25 years of my career. They have provided a solid basis to further develop my approach to public engagement as an academic and open up new avenues which connect my personal and professional life.
Comedy has also allowed me to come to like my surname; it brings some light-relief in an increasingly dark world. I no longer see it as unfortunate but now realise that it has allowed me to build unique connections with students and colleagues across academia and beyond. No one forgets when they met Dr Mycock.
Andrew Mycock does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.
Energy bills in the UK are still expected to rise in the coming months, putting more pressure on household budgets despite the shaky ceasefire in the Gulf.
These are small systems, typically around 800W, that can be installed on balconies or external walls and connected directly to a household socket, without needing an electrician. They could offer a more accessible option for households that cannot install on rooftops.
Although standards and safety guidance is yet to be set in the UK, these plug-in systems are already widely used in other parts of Europe. Some sources suggest there were around 4 million units being used in Germany in 2025.
A typical UK household uses around 2,700-3,000 kilowatt hours (kWH) of electricity each year. Using a basic online calculator, a small 800W plug-in solar system, when vertically mounted on a balcony, is likely to generate around 150-350kWh, depending on orientation and shading. This means the system can provide about 5-12% of the electricity a home uses over a year. This could help a bit with bills, but not hugely.
What makes more of a difference is the time you use your energy. Solar generates electricity during the day, but most households need more in the evening. So much of this energy may go unused if the home is unoccupied during the day.
Benefits of batteries
To benefit the most from solar, households need to consider how they use electricity.
One simple way to make better use of solar is to shift electricity use into the daytime when possible, such as running appliances or charging devices when solar power is available.
Another option is to use battery storage. Smaller plug-in batteries, typically around 1–2kWh and costing £500–£1,500, can store extra electricity for later use. However, because the amount of energy generated is quite small, the financial return on the battery is often limited, with payback periods of seven to ten years.
Daily savings can be estimated based on the difference between off-peak and peak electricity prices. In the UK, standard electricity prices are around 24–30p/kWh, according to Ofgem. This price difference means a small battery shifting around 1–2kWh per day could save roughly 25p–45p per day, equivalent to around £90–£160 per year. However, actual savings depend on usage patterns and seasonal variation.
Rising sales of solar panels have been seen because of the Gulf conflict.
Smart tariffs
A different approach is to combine battery storage with smart time-of-use tariffs. This technology, already established in the UK, allows batteries to be charged with cheaper off-peak electricity overnight from the grid and discharged during expensive peak periods.
One example already available is the EcoFlow Stream Ultra battery. A single unit can supply 250W–300W for appliances including fridges, routers and standby devices. It can discharge the power for approximately six to eight hours. In the future, a battery like this could potentially be charged from a solar panel.
To understand how this works in practice, consider a small battery of around 1.9kWh, costing approximately £1,500. If it is used only to store surplus solar energy from a balcony system, the financial return is relatively modest and will vary by season, with strong summer performance and lower winter output.
However, the savings change when the same system is used along with a smart time-of-use tariff. Instead of relying only on solar power, the battery can be charged overnight using cheaper electricity from the grid (typically 7–9p/kWh) and then used during the day when electricity is more expensive (often 30–35p/kWh). Typically, off-peak charges apply between midnight and 5am-6am.
This can lead to daily savings, usually around 25p–45p (up to around £1-£1.50 per day for larger batteries of around 5kWh), depending on usage and price differences. When these steady savings are combined with seasonal solar generation, total savings could reach £200-£300 per year.
This means the overall system could pay for itself in around five to six years. And for the larger battery systems, savings could be higher, reaching around £500–£650 per year.
Overall, solar will work best as part of a wider shift in households rethinking when and how to use energy.
Salma Al Arefi does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.
Source: The Conversation – UK – By Juan Diego Rodriguez-Blanco, Ussher Associate Professor in Nanomineralogy, Trinity College Dublin
On many coastlines around the world, piles of discarded oyster and mussel shells are a common sight — the leftovers of a global seafood industry that produces millions of tonnes of waste each year. At the same time, hidden in rocky deposits far from the coast, a very different sort of resource — rare earth elements — is plentiful. These metals are in soaring demand as they are essential for technologies such as wind turbines, electric vehicles, and most modern electronics.
My team’s new research explores an interesting connection between this waste and the critically needed rare earth elements. We found that common seashells, particularly oyster shells, can capture and trap rare earth elements from water. In doing so, the seashells transform from waste into a potential tool for cleaning up pollution linked to the green energy transition.
People in Japan often describe rare earth elements as the “vitamins of modern industry” because, like vitamins in the body, they are essential for many modern technologies but only small amounts are needed. Extracting and processing rare earth minerals them can generate contaminated wastewater, where these elements may leak into the environment.
In our labs at Trinity College Dublin, we have been investigating whether seashell waste could help address this problem. We collected oyster, mussel and cockle shells from Irish beaches, cleaned them and crushed them into small grains. These fragments were then placed in water containing rare earth elements — specifically lanthanum, neodymium and dysprosium — at concentrations similar to those found in severe industrial contamination.
What happens next is not immediately visible to the naked eye, but under the microscope it is striking – and beautiful. At the surface of each shell grain, a chemical reaction begins. The calcium carbonate that makes up the shell starts to dissolve, while new minerals containing rare earth elements begin to crystallise in its place. Over time, a thin layer forms, like a kind of mineral “skin” that coats the grain.
Using a high-resolution microscope, we observed this process in detail. Tiny crystals first appear as needle-like structures, then grow and merge into a continuous crust. In some cases, this crust eventually blocks further reaction, effectively shutting down the process.
But not all shells behave the same way: oyster shells, it turns out, have a unique internal structure. They are made of thin layers and porous, chalky regions that allow water and dissolved elements to circulate more freely. This means the reaction does not stop at the surface. Instead, it continues inward, gradually replacing the entire shell.
Under the right conditions, 1g of oyster shells can capture and lock away up to around 1.5g of the rare earth elements present in the solution. Rather than simply sticking to the surface, these elements become part of a new, stable carbonate mineral.
From pollution control to resource recovery
Many materials used in water treatment rely on adsorption, the process whereby contaminants bind or “adsorb” to a surface. But in this case, it’s a process called full mineral transformation that incorporates the rare earth elements into solid crystals. This makes them far less likely to be released back into the environment.
Once captured, these elements could follow different paths. The material could be potentially processed further to recover the metals. Because they are concentrated in a solid phase, established chemical extraction methods could, in principle, be used to recycle them. Potentially, those waste shells could be used not only to clean up pollution, but also to recover valuable resources that would otherwise be lost.
There is no shortage of seashells. Nature makes them for free. Global shellfish aquaculture produces vast quantities of shell waste each year, much of which ends up in landfill or stockpiled near coastlines. Crushed shells could be used in filtration systems, treatment beds or permeable barriers, where contaminated water flows through reactive material. These approaches are already commonly used in water treatment, for example for the removal of heavy metals from seawater.
The challenge lies in maintaining efficiency. Some shell types quickly develop impermeable coatings that limit their effectiveness. Our results suggest that oyster shells, thanks to their structure, are particularly well suited to overcoming this limitation.
Making this technology work on a larger scale will depend less on finding new materials and more on designing systems that let as much water as possible come into contact with the active surfaces, while preventing those surfaces from becoming blocked or less effective over time.
This approach alone will not reduce the need for mining rare earth elements. Global demand for these materials is vast and growing very rapidly. However, that does not make this solution insignificant. It can help support a less wasteful and more “circular” approach to critical materials by offering a way to capture rare earth elements from waste streams, reduce environmental contamination and potentially recover part of what is currently lost during processing.
Scaling this approach from the lab to real-world applications requires testing under more complex conditions, as industrial wastewaters contain mixtures of metals, variable chemistry and flowing systems. Pilot-scale studies are needed to assess performance, durability and how quickly shell fragments develop a rare earth-rich mineral coating, like an armour, that blocks further reaction with the water.
Practical questions also matter: how much processing (cleaning, crushing) is truly necessary, and can it be done cost-effectively at scale? If rare earth recovery is the goal, efficient methods must be developed to extract them from the newly formed minerals. Addressing these challenges will determine whether this becomes a viable large-scale solution.
Juan Diego Rodriguez-Blanco receives funding from Science Foundation Ireland (Research Ireland), Geological Survey Ireland and the Environmental Protection Agency (Ireland).
Carcasse d’un éléphant d’Afrique adulte.By Geraldshields11 – Own work, CC BY-SA 4.0, , CC BY-SA
Imaginez une créature faisant près de deux fois la taille d’un éléphant d’Afrique moderne (qui peut peser jusqu’à 6 000 kg. Il s’agissait d’Elephas (Paleoxodon) recki, un titan préhistorique qui parcourait les terres de l’actuelle Tanzanie il y a près de deux millions d’années. Imaginez maintenant un groupe de nos ancêtres debout devant sa carcasse, puis en train de la dépecer et de la manger.
Depuis des décennies, les archéologues débattent de la date à laquelle les hominidés, ancêtres de l’homme, ont commencé à se nourrir de mégafaune – des animaux pesant plus de 1 000 kg.
Dans une nouvelle étude, notre équipe d’archéologues, qui étudie l’évolution des premiers humains en Afrique, a identifié l’un des tout premiers cas de dépeçage d’éléphant.
Cette découverte a eu lieu dans la gorge d’Olduvai en Tanzanie. Il s’agit d’un site célèbre qui abrite quelques-uns des restes les plus anciens et les mieux préservés de nos ancêtres humains. Datant d’il y a 1,80 million d’années, cette découverte sur le site connu sous le nom d’EAK révèle que nos ancêtres interagissaient avec la mégafaune bien plus tôt qu’on ne le pensait auparavant (l’estimation précédente pour Olduvai était d’environ 1,5 million d’années) et de manière plus sophistiquée.
Cette découverte suggère que les hominidés (très probablement l’Homo erectus) vivaient peut-être en grands groupes sociaux à cette époque, sans doute parce que leur cerveau se développait et exigeait une alimentation plus calorique et riche en acides gras.
Les « preuves irréfutables »
L’une des raisons pour lesquelles notre régime alimentaire ancestral fait l’objet de débats est qu’il n’est pas facile de trouver des preuves de la quantité de nourriture animale que les premiers humains consommaient et de la manière dont ils se la procuraient.
En archéologie traditionnelle, la « preuve irréfutable » de la découpe (le découpage des carcasses) est une marque de coupe laissée sur un os par un outil en pierre. Cependant, lorsqu’il s’agit de grands animaux comme les éléphants, ces marques sont difficiles à trouver. La peau d’un éléphant mesure plusieurs centimètres d’épaisseur, et sa masse musculaire est si importante qu’un outil de dépeçage pourrait ne jamais toucher l’os.
De plus, des millions d’années d’enfouissement peuvent altérer la surface de l’os, effaçant toute trace subtile. Et si un os est déposé dans un sédiment abrasif, le piétinement d’autres animaux peut générer sur les os des marques qui ressemblent à des traces de coupe.
Sur le site EAK, nous avons trouvé le squelette partiel d’un seul individu d’Elephas recki au même endroit que des outils en pierre oldowayens.
Mais pour prouver qu’il ne s’agissait pas simplement d’une mort naturelle ou de l’œuvre de charognards, nous ne pouvions pas nous fier aux marques sur les os. Nous nous sommes donc tournés vers un nouveau type d’enquête : la taphonomie spatiale. Il s’agit de l’étude de la répartition spatiale des artefacts en pierre et des os sur un même site. Nous nous sommes également appuyés sur des preuves plus directes : les os de ces éléphants fossilisés qui avaient été fracturés alors qu’ils étaient encore frais (« fractures vertes »).
La géométrie d’une carcasse
Pour résoudre ce mystère vieux de 1,8 million d’années, nous avons analysé la manière dont les os étaient dispersés sur le site. Chaque agent qui interagit avec une carcasse – qu’il s’agisse d’une troupe de lions, d’un groupe d’hyènes ou d’une bande d’humains – laisse une « empreinte spatiale » unique. Les lions et les hyènes ont tendance à traîner les os, les dispersant selon des schémas prévisibles en fonction de leur poids et de la quantité de viande qui y est attachée. Les morts naturelles, comme celle d’un éléphant dans un marécage, entraînent un « effondrement » squelettique différent, plus localisé.
En utilisant des statistiques spatiales avancées, puis en comparant le site EAK à plusieurs carcasses d’éléphants modernes que nous avons étudiées au Botswana (étude non encore publiée), nous avons constaté que la configuration spatiale à EAK était unique. Le regroupement des os et la densité des outils en pierre parmi eux ne correspondaient pas aux modèles « aléatoires » ou « induits par les charognards ». Au contraire, cela reflétait un événement de traitement ciblé et de haute intensité. La signature spatiale correspondait à celle d’un abattage par des hominidés, qui a également été documenté sur les sites d’Olduvai, datant d’environ un demi-million d’années.
Cela a été confirmé par la présence d’os longs cassés en deux, non seulement à EAK, mais aussi à plusieurs endroits du site où d’autres carcasses d’éléphants et d’hippopotames avaient été dépecées. Aujourd’hui, seuls les humains sont capables de briser la diaphyse des os longs d’éléphant ; même les hyènes tachetées, qui possèdent des mâchoires très puissantes, n’y parviennent pas.
On peut également observer des traces de ce comportement sur d’autres sites. Par exemple, un fragment d’os présentant des marques de coupe provenant d’un grand animal (probablement un hippopotame) a été documenté à El-Kherba (Algérie) et daté de 1,78 million d’années.
Ces découvertes fréquentes et répétées de multiples carcasses d’éléphants et d’hippopotames dépecées dans différents sites indiquent que les humains dépeçaient les restes de grands animaux, qu’ils aient été chassés ou récupérés.
Pourquoi un repas d’éléphant est-il important ?
Cette découverte ne concerne pas seulement un menu préhistorique ; elle concerne l’évolution du cerveau humain et de la structure sociale. Il existe une théorie de longue date en paléoanthropologie appelée « hypothèse des tissus coûteux ». Elle suggère que, à mesure que le cerveau de nos ancêtres grossissait, ils avaient besoin d’une augmentation massive de calories de haute qualité, en particulier de graisses et de protéines.
Les grands mammifères comme les éléphants sont en quelque sorte d’énormes « réservoirs » de ces calories. La transformation d’un seul éléphant fournit un apport calorique considérable, suffisant pour nourrir un groupe pendant des semaines.
Désosser un éléphant est toutefois une tâche colossale. Cela nécessite des outils en pierre tranchants et, surtout, une coopération sociale. Nos ancêtres devaient travailler ensemble pour défendre la carcasse contre des prédateurs tels que les tigres à dents de sabre et les hyènes géantes, tandis que d’autres s’employaient à extraire la viande et la moelle.
Cela suggère que, même il y a 1,8 million d’années, nos ancêtres possédaient déjà un niveau d’organisation sociale et de conscience environnementale véritablement « humaine ».
Cette découverte revêt également une autre dimension. Les humains de l’époque, à l’instar des carnivores modernes, consommaient des animaux dont la taille était proportionnelle à celle de leur propre groupe. Les petites troupes de lions mangent des gnous ; les plus grandes mangent des buffles et, dans certaines régions, même des éléphants juvéniles. Les preuves indiquant que ces premiers humains chassaient de gros animaux vont de pair avec des preuves selon lesquelles ils vivaient sur des sites beaucoup plus vastes qu’auparavant, ce qui reflète probablement la taille plus importante de leurs groupes.
La raison pour laquelle les premiers humains ont commencé à vivre en grands groupes à cette époque reste à expliquer, mais cela indique qu’ils avaient certainement besoin de plus de nourriture.
Un changement dans l’écosystème
Le site d’EAK nous renseigne également sur l’environnement. En analysant les minuscules fossiles de plantes et d’animaux microscopiques trouvés dans les mêmes couches de sol, nous avons reconstitué un paysage qui était en train de passer d’une rive d’un lac luxuriante et boisée à une savane plus ouverte et herbeuse. Nos ancêtres consommaient déjà du petit gibier.
Des preuves indiquent qu’il y a deux millions d’années, ils chassaient des animaux de petite et moyenne taille (comme des gazelles et des cobes à croissant). Un peu plus tôt, ils avaient commencé à utiliser la technologie (des outils en pierre) pour contourner leurs limites biologiques.
Les preuves issues de la gorge d’Olduvai montrent que nos ancêtres étaient remarquablement adaptables, capables de prospérer dans des climats changeants en développant de nouveaux comportements.
Lorsque nous observons la disposition spatiale de ces restes anciens, nous ne regardons pas seulement les os d’un éléphant disparu. Nous observons les traces d’un moment charnière de notre propre histoire – lorsqu’un petit groupe d’hominidés a regardé un géant et y a vu non seulement une menace, mais aussi la clé de sa survie.
Manuel Domínguez-Rodrigo does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.
Les venins de fourmis commencent à révéler leurs secrets. Ils sont longtemps restés dans l’ombre, car la quantité produite par chaque individu est très faible, mais de nouvelles techniques permettent de les analyser et de comprendre leur fascinante complexité.
En étudiant des espèces de fourmis de la forêt amazonienne de Guyane, nos recherches mettent en lumière une diversité et une sophistication inattendues largement façonnées par les proies qu’elles consomment, leur socialité mais aussi par la nécessité de se protéger contre les prédateurs. Ces résultats, publiés dans Molecular Ecology et dans Science, offrent un nouvel éclairage sur l’évolution des venins chez les insectes sociaux.
Nous avons découvert que toutes les fourmis d’une même colonie ne possèdent pas une composition de venin identique. Chez les fourmis légionnaires, le venin des soldats contient des enzymes digestives, probablement impliquées dans la prédigestion des proies. Chez la fourmi Neoponera goeldii, le venin contient une molécule qui imite une hormone de vertébré, provoquant une douleur immédiate pour dissuader les prédateurs.
Des venins encore largement méconnus
Les venins sont des mélanges complexes de dizaines voire de centaines de molécules biologiquement actives utilisées pour immobiliser des proies et se défendre. Ils contiennent des molécules appelées « toxines », souvent des protéines, qui perturbent rapidement des fonctions vitales, telles que la transmission nerveuse ou la coagulation sanguine.
Les recherches se sont surtout concentrées sur les grands animaux venimeux, comme les serpents, les scorpions ou les araignées. Cela s’explique par la quantité de venin qu’ils produisent, mais aussi par leur dangerosité pour l’humain. Aujourd’hui, ces venins sont également étudiés pour leur potentiel thérapeutique, car certaines toxines ont déjà inspiré des médicaments commercialisés. Une molécule issue du venin d’une vipère d’Amazonie (Bothrops jararaca) a, par exemple, conduit au développement du Captopril, un médicament aujourd’hui largement prescrit dans le traitement de l’hypertension artérielle.
Historiquement, le tout premier composé de venin à avoir été caractérisé est l’acide formique, isolé à partir de la distillation des fourmis du genre Formicapar John Wray en 1670. Si presque toutes les fourmis sont venimeuses, toutes ne piquent pas. Certaines projettent des substances chimiques, souvent à base d’acide formique ou d’autres composés volatils. Environ la moitié des espèces possèdent toutefois un aiguillon fonctionnel comparable à celui des guêpes et des abeilles, leur permettant d’injecter un venin riche en protéines.
Ces venins sont longtemps restés peu étudiés. La raison en est simple : chaque fourmi ne produit que quelques nanolitres de venin, ce qui rend leur collecte et leur analyse difficiles. Pourtant, avec presque 15 000 espèces décrites, les fourmis constituent un immense réservoir de diversité chimique encore largement inexploré.
Un défi technique pour les scientifiques
Avant d’étudier les venins, les chercheurs doivent d’abord prospecter dans la forêt afin de localiser les espèces et collecter les colonies. Les fourmis occupent en effet toutes les strates de l’écosystème terrestre, du sous-sol jusqu’à la canopée, et certaines espèces peuvent s’avérer particulièrement difficiles à trouver.
Une fois au laboratoire, les fourmis sont disséquées individuellement sous loupe binoculaire. À l’aide de pinces extrêmement fines, notre équipe de recherche extrait les réservoirs à venin. Des dizaines, voire des centaines d’individus sont souvent nécessaires pour obtenir une quantité de venin suffisante pour les analyses.
La composition du venin est étudiée grâce à des techniques de pointe : la spectrométrie de masse identifie précisément les protéines présentes, tandis que le séquençage des ARN permet de lire les instructions génétiques utilisées par les fourmis pour les produire. En combinant ces méthodes, nous pouvons relier chaque molécule à son gène, révélant toute la richesse chimique de ces venins.
Chez les fourmis légionnaires, une division des tâches jusqu’au venin
Parmi les espèces étudiées, nous nous sommes intéressés aux fourmis légionnaires (Eciton hamatum), dont le venin n’avait encore jamais été exploré. Ces fourmis se distinguent par leur mode de vie nomade : elles ne construisent pas de nid fixe, ce qui les rend particulièrement vulnérables aux prédateurs.
Pour y faire face, elles ont développé une organisation sociale très spécialisée. Certaines ouvrières, appelées « soldats », ont des mandibules hypertrophiées en forme de crochet qu’elles utilisent pour pincer efficacement les vertébrés susceptibles de les attaquer. Les autres ouvrières, appelées « minors », assurent l’ensemble des tâches de la colonie tout en participant également à sa défense. Ainsi, toutes les fourmis légionnaires disposent d’un venin douloureux. Ces insectes sont également de redoutables prédatrices : elles organisent des raids massifs, parfois mobilisant des milliers d’individus, pour capturer une grande variété de proies, principalement d’autres fourmis, des guêpes, mais aussi des araignées et parfois de petits vertébrés, comme des lézards.
L’étude du venin de la fourmi légionnaire a montré que celui des soldats présente une composition en protéines plus simple que celui des autres ouvrières. Tous ces venins provoquent une douleur chez les vertébrés, mais seul celui des soldats est capable de paralyser efficacement les insectes. Plus surprenant encore, ce venin contient également des enzymes digestives, les chymotrypsines. Cela suggère que le venin ne sert pas uniquement à immobiliser les proies ou à provoquer de la douleur, mais qu’il pourrait aussi contribuer à leur prédigestion.
Cette hypothèse prend tout son sens lorsque l’on considère le cycle de vie de ces fourmis. Les colonies alternent entre une phase statique d’environ vingt jours, durant laquelle elles restent en bivouac, chassent intensivement tandis que la reine pond massivement, et une phase nomade d’environ quinze jours, marquée par le déplacement quotidien de la colonie pour répondre aux besoins alimentaires élevés des larves nouvellement écloses. Or, les fourmis adultes ne peuvent consommer que des liquides, car leur système digestif filtre les particules solides. Ce sont donc les larves qui digèrent habituellement les proies. Mais lors de la phase statique, les larves sont rares, voire absentes. En temps normal, ce sont donc les larves qui assurent la digestion des proies. Nous avançons ainsi l’hypothèse que les enzymes présentes dans le venin des soldats permettraient de prédigérer les proies, facilitant ainsi l’alimentation des adultes, même en l’absence de larves.
Imiter son ennemi pour mieux se défendre
Une autre stratégie a été mise en évidence chez la fourmi Neoponera goeldii. Son venin contient en effet une toxine qui imite la bradykinine, une hormone propre aux vertébrés et impliquée dans la douleur et l’inflammation. Or, les insectes ne possèdent ni cette hormone ni les récepteurs qui lui sont associés. Autrement dit, cette molécule ne cible pas les proies, mais leurs prédateurs, notamment les oiseaux et les mammifères. En activant les récepteurs de la douleur chez les vertébrés, elle provoque une douleur immédiate et intense, ce qui constitue une défense efficace contre les prédateurs.
Dans notre étude, nous avons également identifié des toxines imitant la bradykinine dans certains venins de guêpes, mais Neoponera goeldii est la seule espèce de fourmis connue pour posséder une telle toxine.
L’écologie de cette espèce éclaire cette adaptation. Neoponera goeldii est une fourmi arboricole qui vit dans des structures étonnantes appelées « jardins de fourmis ». Les ouvrières construisent leurs nids en assemblant des débris végétaux, des fibres et de la terre, formant ainsi un terreau suspendu dans la végétation. Elles y intègrent des graines de plantes épiphytes, c’est-à-dire des plantes qui poussent sur d’autres sans les parasiter (comme certaines broméliacées ou orchidées), qui germent directement dans le nid. Avec le temps, les racines de ces plantes grandissent et stabilisent la structure, tandis que les fourmis bénéficient d’un abri durable en hauteur. Cette association forme de véritables « jardins suspendus », parfois volumineux et très visibles dans la canopée. Cependant, cette visibilité a un coût : contrairement aux espèces discrètes qui vivent dans le sol ou le bois mort, ces colonies sont exposées en permanence aux prédateurs. Dans ce contexte, la fuite ou la dissimulation sont peu efficaces. La défense repose donc sur un venin capable de provoquer une douleur chez un prédateur.
Ces résultats montrent à quel point la composition des venins de fourmis est liée au mode de vie des espèces : ce sont des cocktails chimiques façonnés par l’évolution pour répondre à des contraintes écologiques très spécifiques.
Axel Touchard ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d’une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n’a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.
La photosynthèse fixe le carbone atmosphérique sous forme de molécules organiques essentielles à la vie et produit l’oxygène présent dans l’atmosphère et dans les mers. Elle a été acquise par le monde vivant via des intégrations cellulaires successives en « poupées russes », les photosymbioses. En mimant les étapes précoces des photosymbioses, nous suggérons, dans notre article publié dans Current Biology que l’oxygène serait un facteur déterminant pour les initier en milieu hypoxique (faible teneur en oxygène). La fourniture de carbone pouvant être un évènement secondaire.
En convertissant le rayonnement solaire en énergie utilisable par le monde vivant, la réaction de photosynthèse a profondément modifié l’ensemble de la planète Terre. La photosynthèse permet la conversion du carbone provenant du dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique en matière organique complexe, principalement sous forme de sucres qui alimentent une grande partie des formes de vie, dont les sociétés humaines. Une autre conséquence de la photosynthèse, qui a eu des conséquences majeures à l’échelle planétaire, est la production d’oxygène. Celle-ci est causée par la cassure de molécules d’eau qui initie le flux énergétique d’électrons qui permet la fixation du carbone en sucres.
La photosynthèse oxygénique est apparue chez un groupe particulier de bactéries, les cyanobactéries, dont des traces fossiles remontent à 3,8 milliards d’années et dont des descendants existent encore aujourd’hui. L’oxygène produit a permis le métabolisme aérobie, plus énergétique, qui a conduit à l’émergence d’organismes unicellulaires prédateurs. Certains ont intégré des cyanobactéries, bénéficiant à leur tour de la photosynthèse, c’est ce que l’on appelle la photosymbiose. Les lointains descendants de ces organismes sont devenus les algues et les plantes actuelles.
Des emboîtements en « poupées russes » secondaires et tertiaires
L’histoire ne s’arrête pas là puisque, à plusieurs reprises, d’autres organismes prédateurs ont intégré ceux déjà issus de la première photosymbiose, créant des emboîtements en « poupées russes » secondaires et tertiaires. Par exemple, les coraux, apparus il y a environ 500 millions d’années, sont des animaux hébergeant des organismes photosynthétiques unicellulaires issus d’une photosymbiose secondaire, les dinoflagellés.
Nous avons développé un système expérimental permettant l’évolution en laboratoire d’étapes précoces de la transition entre une relation prédateur-proies vers une relation hôte-photosymbionte. Il comprend un organisme unicellulaire prédateur du groupe des ciliés, Tetrahymena thermophila et des proies photosynthétiques. Les ciliés sont des unicellulaires, très abondants dans les écosystèmes aquatiques, dont font partie les paramécies. la cyanobactérie Synechoccoccus elongatus permet de mimer les événements de photosymbiose primaire et la microalgue verte eucaryote Chlorella variabilis permet de mimer les événements de photosymbiose secondaire.
Des cellules de Tetrahymena thermophila ont phagocyté des algues unicellulaires (Chlorella variabilis), celles-ci ne sont pas digérées et peuvent fournir de l’oxygène issu de la photosynthèse. Fourni par l’auteur
Grâce à la fluorescence naturelle des organismes photosynthétiques, nous avons combiné la microscopie et la cytométrie de flux, qui permet de quantifier et de trier des cellules suivant leur taille ou leur fluorescence pour observer le trajet des proies à l’intérieur des cellules prédatrices.
Une gloutonnerie extraordinaire
Nous avons ainsi caractérisé cette dynamique de la phagocytose jusqu’à l’élimination sous forme de boulettes fécales. Ceci a montré la gloutonnerie du prédateur unicellulaire qui peut ingérer jusqu’à 160 cyanobactéries ou 40 microalgues en moins d’une heure, et les élimine progressivement pendant plusieurs heures. Curieusement, de nombreuses proies sont rejetées sans être digérées totalement, voire pas du tout, suggérant qu’une transition simple entre l’état de proie et celui de symbionte intracellulaire ne nécessiterait que l’interruption de la rejection.
Afin d’évaluer les conditions environnementales permettant l’initiation d’une symbiose, nous avons placé le prédateur et ses proies dans des milieux pauvres en carbone assimilable ou en absence oxygène, et mesuré la survie du prédateur. Nous avons ainsi montré que les proies photosynthétiques favorisent considérablement la survie en milieu hypoxique alors qu’elles procurent un avantage faible, voire inexistant, dans un milieu pauvre en carbone. L’hypoxie induit aussi une condition physiologique atténuant sa propre cause, puisque le transit intracellulaire des proies est considérablement ralenti, favorisant ainsi l’utilisation de l’oxygène produit par la photosynthèse des proies.
Ce résultat n’était pas vraiment attendu car il est généralement admis que le moteur principal des photosymbioses est la fourniture de carbone sous forme de sucres. Nous montrons donc que la production d’oxygène en conditions hypoxiques peut être une cause primaire de l’initiation d’une symbiose photosynthétique.
Les milieux hypoxiques ont été prépondérants pendant une grande partie de l’histoire de notre planète et sont toujours fréquents, en particulier dans les environnements aquatiques et marins. Leur incidence augmente même sous l’influence de perturbations anthropiques et de l’augmentation des températures. L’exploration de ces milieux pourrait donc révéler de nouvelles associations photosymbiotiques. Nous anticipons maintenant que le système expérimental que nous avons développé nous permettra d’étudier les mécanismes moléculaires et cellulaires stabilisant une proie en symbionte, qui restent largement inconnus. Au-delà de la compréhension d’un mécanisme fondamental d’association entre organismes ces travaux pourraient avoir des applications de biologie synthétique, pour construire, par exemple, de nouvelles associations productrices de biocarburants.
Christophe Robaglia a reçu des financements de l’ANR, Projet-ANR-21-CE20-0035 PHOCEE
Gaël Brasseur et Loïc Quevarec ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d’une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n’ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.
Au CHU de Grenoble, des patients épileptiques ont lu des phrases, comme « Je me cogne », « Je me brûle », « Je goûte » ou « Il me chatouille », pendant qu’on enregistrait leur activité cérébrale. Résultat : l’insula postérieure, une zone du cerveau qui est impliquée dans le ressenti de la douleur, la température ou le dégoût, s’active comme si le corps vivait réellement la scène. Voici un décryptage de cette étude récente, parue fin 2025 dans iScience.
Vous êtes tranquillement installé avec un bon livre. Survient alors une scène si tendue que vos muscles se crispent et votre cœur accélère. Ce basculement d’une suite de caractères d’imprimerie vers des sensations physiques est très fréquent et commence tout juste à être mieux compris par les neurosciences cognitives. Comprendre un mot, ce n’est pas seulement le voir – c’est activer tout un réseau de connaissances et d’expériences. Par exemple, dès l’instant où vous lisez le mot
… vous percevez sa couleur, la forme des caractères, ses lettres. Puis, presque instantanément, son sens émerge : un fruit rond, sucré ou acidulé, peut-être le souvenir de la tarte Tatin de votre mamie, voire même l’image de Newton sous son arbre ?
Comprendre un mot, au delà de le voir, c’est activer tout un réseau de connaissances et d’expériences. Comment ces sensations et ces images arrivent-elles dans nos cerveaux ? Le traitement cognitif lors de la lecture est-il un calcul purement abstrait, ou le sens des mots est-il ancré dans des expériences sensorielles ou motrices qui remontent à la surface ?
Pour répondre à ces questions, nous vous proposons de comprendre d’abord les enjeux théoriques majeurs en psychologie concernant l’accès à la signification des mots ; puis de plonger avec nous dans nos expériences.
Comment percevons-nous le monde ?
Les individus interagissent avec leur environnement par l’intermédiaire de multiples modalités d’entrée et de sortie. Une modalité est un canal par lequel nous faisons l’expérience du monde ou agissons sur celui-ci. Il peut s’agir d’une modalité sensorielle, comme la vision qui nous permet de percevoir les formes et les couleurs, la somesthésie, qui va nous aider à ressentir le toucher et la douleur, ou encore la modalité verbale, qui nous permet de traduire nos pensées en mots.
À chaque fois que vous interagissez avec une pomme, votre cerveau entre en ébullition. Si vous la regardez, vos zones visuelles s’activent ; si vous la croquez, ce sont vos zones gustatives qui prennent le relais… Ces activités sont dites « spécifiques » : elles sont les échos directs de vos sens. Puis grâce à des chefs d’orchestre comme l’hippocampe, ces sensations éphémères ne s’évaporent pas. Elles se transforment en traces mnésiques durables. Paradoxalement, bien que ces souvenirs soient bâtis à partir de vos sens, ils ne restent pas cantonnés dans les zones de la vision ou du toucher. Ils migrent vers des « zones de convergence » neutres, de véritables carrefours cérébraux où l’information est stockée à long terme. Jusqu’ici, tout le monde est plus ou moins d’accord.
C’est sur la suite que les chercheurs se divisent : comment réutilisons-nous ces souvenirs pour penser ou pour comprendre ce qu’on lit ?
Selon les théories dites « désincarnées », le cerveau fonctionne comme un ordinateur ultrapuissant. Une fois qu’une expérience (manger une pomme) est stockée, elle est transformée en un symbole abstrait, un code pur. Pour penser au concept de « pomme », votre cerveau n’aurait plus besoin de se souvenir de la sensation de la pomme ; il manipule simplement des données logiques, déconnectées de vos sens.
La théorie de la cognition « incarnée », à l’inverse, soutient que la pensée reste profondément ancrée dans le corps. Selon elle, on ne peut pas penser à une « pomme » sans que le cerveau ne réactive secrètement les zones sensorielles du toucher, de la vue, du goût, etc. Penser, ce serait en quelque sorte re-vivre l’expérience physique à basse intensité. Le sens d’un mot ne serait pas un code abstrait mais une simulation sensorielle.
Le débat reste ouvert : notre pensée est-elle une simulation sensorielle ou un pur calcul abstrait ? La réponse se cache peut-être dans la manière dont ces traces mnésiques s’animent lorsque nous lisons.
Observer comment le cerveau réagit lors de la lecture
Un élément de réponse est peut-être à trouver dans des travaux en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf).
En effet, ces recherches montrent que lire ou entendre un mot d’action comme « manger » active les régions motrices qui sont observées lors de l’action effective de manger.
De plus, il a été montré que si l’action concerne la main ou le pied, ce sont les zones motrices correspondantes qui s’activent – il y aurait une « somatotopie », c’est-à-dire une organisation cérébrale reflétant la topographie de notre corps. En clair : l’activité provoquée par des phrases évoquant le pied, la bouche ou la main chevauche précisément les zones motrices vouées à ces mêmes parties du corps.
Ces résultats semblent donc contredire l’hypothèse dite « désincarnée », selon laquelle les zones motrices somatotopiques ne devraient jouer aucun rôle dans la compréhension des phrases ou la représentation du sens des verbes.
Ces études présentent cependant des limites. L’IRM fonctionnelle ne permet pas notamment de mesurer précisément le moment où ces activations apparaissent. Or, la question du temps est centrale dans le débat entre cognition incarnée et cognition symbolique. En effet, selon l’hypothèse incarnée, l’activation des régions sensorimotrices surviendrait au moment même où le sens émerge.
Zoom sur l’insula grâce à une résolution temporelle d’exception
Nous nous sommes penchés spécifiquement sur cette zone, car le cortex insulaire, ou insula, constitue une véritable « tour de contrôle » de nos sensations. Il est subdivisé en plusieurs sous-régions, organisées en deux grandes zones qui coopèrent pour transformer un simple message nerveux en une expérience subjective. De manière schématique, on distingue l’insula antérieure et l’insula postérieure. Chacune de ces deux parties traite des informations distinctes en provenance du corps et de l’environnement.
Ainsi, l’insula postérieure est impliquée dans le traitement des signaux issus des organes internes (informations intéroceptives, telles que les battements du cœur ou les sensations viscérales) ainsi que des signaux liés à une menace pour l’intégrité des tissus (informations nociceptives, comme celles générées lors d’une coupure ou d’une brûlure). L’insula antérieure, quant à elle, présente une dimension plus intégrative et cognitive, contribuant à l’élaboration du sens des sensations, notamment à travers leur dimension émotionnelle et cognitive.
Pour évaluer la dynamique de l’activité cérébrale de l’insula, nous avons utilisé une méthode offrant l’une des meilleures précisions temporelles et spatiales disponibles chez l’être humain : l’électroencéphalographie intracrânienne (iEEG). L’iEEG est une méthode de neuro-imagerie dite invasive, utilisée uniquement pour des raisons médicales, impliquant l’exploration de l’activité électrique cérébrale à l’aide des électrodes implantées à l’intérieur du cerveau. Cette méthode permet ainsi une mesure de l’activité neuronale très précise d’un point de vue de la localisation et du décours temporel. Elle est notamment employée chez des patients souffrant d’une épilepsie pharmacorésistante (dont les crises ne peuvent être contrôlées par un médicament) afin de localiser la zone du cerveau responsable des crises.
C’est ainsi que nous avons collaboré avec 16 patients implantés avec des iEEG au CHU de Grenoble-Alpes pour raisons médicales. Nous leur avons demandé de lire de courtes phrases appartenant à différentes catégories sémantiques : abstraites (par exemple, « Je réfléchis »), liées à l’action (par exemple, « Je cours ») et liées à des sensations somesthésiques (par exemple, « Je me brûle »).
Cette temporalité extrêmement courte suggère que l’insula postérieure pourrait contribuer au traitement lexico-sémantique des phrases liées aux sensations corporelles. En d’autres termes, lors du traitement de phrases liées aux sensations, le cerveau simulerait des expériences sensorielles et douloureuses, réactivant partiellement des régions habituellement impliquées dans le traitement des sensations réelles.
L’implication de l’insula postérieure en réponse à de telles phrases apporte des éléments de réponse aux débats sur la cognition incarnée ou désincarnée, selon laquelle l’accès au sens de mots liés à des sensations implique une re-expérience partielle de l’état sensoriel correspondant.
Pour résumer, il existe donc un ensemble d’études, utilisant diverses méthodologies, remettant en question l’hypothèse dite « désincarnée » qui dominait les théories du langage jusqu’à la fin du XXᵉ siècle. Les zones cérébrales spécifiques à une modalité – incluant les cortex visuel, auditif et moteur –, dont on savait depuis longtemps qu’elles jouent un rôle crucial dans la perception et la production de la forme des mots, semblent désormais également impliquées dans l’instanciation du sens des mots.
Bien sûr de nombreuses questions restent en suspens. Une question cruciale est sans doute la suivante : comment les simulations spécifiques à une modalité sensori-motrice peuvent-elles représenter des concepts abstraits comme le temps, la justice ou le bonheur ? Les objets concrets (comme une pomme) ou les actions concrètes (comme lancer) peuvent être représentés par des simulations sensorielles ou motrices. Mais comment représenter des idées que nous ne pouvons ni percevoir avec nos sens ni manipuler avec nos muscles ?
Le projet LAMI (ANR-22-CE28-0026) est soutenu par l’Agence nationale de la recherche (ANR), qui finance en France la recherche sur projets. L’ANR a pour mission de soutenir et de promouvoir le développement de recherches fondamentales et finalisées dans toutes les disciplines, et de renforcer le dialogue entre science et société. Pour en savoir plus, consultez le site de l’ANR.
Richard Palluel-Germain a reçu des financements l’Agence Nationale de la Recherche, grant/
award number: LAMI-ANR-22-CE28-0026.
Marcela Perrone-Bertolotti a reçu des financements de l’Agence Nationale de la Recherche, grant/ award number: LAMI-ANR-22-CE28-0026..
Source: The Conversation – France in French (2) – By Zacharie Duputel, Sismologue, Chargé de recherche au CNRS, Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise, Institut de physique du globe de Paris (IPGP)
Le piton de la Fournaise, situé sur l’île de La Réunion, est souvent présenté comme l’un des volcans les mieux surveillés au monde. Depuis 1979, l’Observatoire volcanologique du Piton de la Fournaise suit l’activité du volcan 24 heures sur 24 grâce à un réseau de plus de 100 instruments qui enregistrent les moindres soubresauts du volcan : séismes, déformations du sol et émissions de gaz.
Cette surveillance étroite, même si elle ne permet pas une prédiction au sens strict – à savoir prédire la date et l’heure exactes du début d’une éruption –, permet de reconnaître les phases de réactivation nous renseignant sur une augmentation de la probabilité d’une éruption.
Le piton de la Fournaise a connu 86 éruptions depuis la création, en 1979, de l’Observatoire volcanologique qui suit son activité. Toutes ont pu être anticipées grâce à différents signaux avant-coureurs, comme l’augmentation de sismicité, l’inflation du volcan ou l’augmentation des flux de CO₂ dans le sol, permettant à l’observatoire de donner l’alerte aux autorités.
L’éruption du 13 février 2026 en est un bon exemple : pendant plusieurs semaines, le volcan a montré des signaux de réactivation, d’abord discrets et profonds, puis de plus en plus superficiels et clairs. Leur analyse montre qu’une éruption peut souvent être anticipée, même si son déclenchement final peut être extrêmement rapide. Cette éruption a connu trois phases d’activité : du 13 février au 25 mars, du 28 mars au 2 avril, puis du 8 au 12 avril 2026. Au 13 avril, elle est à l’arrêt, mais une reprise reste possible.
Les instruments de l’observatoire ont enregistré les premiers signes de réveil à la mi-septembre 2025, avec de la sismicité profonde à environ 20 kilomètres de profondeur sous la région des Plaines (à 15 kilomètres au nord-ouest du sommet du volcan) qui a duré et augmenté jusqu’en novembre. Ces séismes sont le signe d’un mouvement de magma ou d’une montée en pression dans la partie profonde du système d’alimentation du volcan.
À partir du 22 novembre 2025, l’activité sismique est devenue plus superficielle et s’est rapprochée du sommet : d’abord entre 4 et 5 kilomètres de profondeur, puis entre 1 et 2,5 kilomètres, dans la zone du réservoir magmatique superficiel.
Fin novembre, l’inflation de l’édifice volcanique (c’est-à-dire le « gonflement » du volcan) confirmait la mise en pression du réservoir magmatique superficiel situé sous le sommet.
À ce stade, les signaux sismiques et géodésiques convergeaient et nous indiquaient clairement qu’une remontée de magma des profondeurs vers le système d’alimentation superficiel du volcan était en train de se produire. Nous avons donc alerté les autorités de cette situation, et le préfet de La Réunion a déclenché, le 28 novembre 2025, la phase de vigilance du plan Orsec « Piton de la Fournaise », le dispositif de gestion de crise en cas de menace éruptive. Ce niveau d’alerte signifie qu’une éruption est possible à moyen terme, c’est-à-dire dans les jours ou les semaines qui suivent. Les randonneurs sont ainsi informés qu’une éruption peut se produire, mais ils peuvent toujours accéder au sommet du piton de la Fournaise à condition de rester sur le sentier balisé.
Le réveil du volcan s’est manifesté par trois intrusions magmatiques (injections de magma qui n’atteignent pas la surface, ce sont en quelque sorte des éruptions avortées) – les 5 décembre 2025, 1er janvier 2026 et 6 et 7 février 2026 – ainsi que par une première éruption brève, sur le flanc nord du volcan, du 18 au 20 janvier 2026.
Chacun de ces épisodes a été précédé par une crise sismique, c’est-à-dire un essaim de séismes très rapprochés dans le temps et l’espace, pouvant atteindre plusieurs centaines d’événements par heure, ainsi que par des mouvements rapides du sol, liés à la remontée du magma depuis le réservoir magmatique superficiel situé à environ deux kilomètres sous le sommet.
Ces crises sismiques déclenchent des alarmes automatiques permettant d’avertir la personne d’astreinte de l’observatoire, et ainsi d’alerter rapidement les autorités, afin que le préfet puisse activer les niveaux correspondants du plan OrsecC : d’abord l’alerte 1, « éruption imminente », puis, lorsque l’éruption débute, l’alerte 2-1, « éruption en cours dans l’Enclos sans menace particulière », alerte 2-2, « éruption en cours dans l’Enclos avec menace pour les biens et l’environnement » ou alerte 2-3 « éruption en cours Hors Enclos avec menace pour les personnes, les biens et l’environnement ». L’Enclos étant une structure caldérique inhabitée où se sont produits 95 % des éruptions récentes.
Entre chacune de ces intrusions et éruptions, l’activité sismique et l’inflation de l’édifice ont perduré, traduisant la poursuite de la pressurisation du réservoir superficiel. Ces observations ont conduit, sous recommandation de l’observatoire, au maintien de la phase de Vigilance du plan Orsec de la part du préfet de La Réunion entre chacune de ces phases.
Des signaux précoces, mais un déclenchement parfois très rapide
Même si les éruptions du piton de la Fournaise sont toutes précédées par des crises sismiques, indiquant le début de la remontée finale du magma depuis le réservoir superficiel vers la surface, une éruption peut se mettre en place très rapidement.
Ainsi, contrairement à l’éruption de janvier 2026 dont la crise sismique avait duré 3,18 heures (soit 191 minutes), l’éruption du 13 février a débuté environ trente-cinq minutes seulement après le début de la crise sismique. Même si nous avons donné l’alerte rapidement aux autorités d’une probabilité forte de l’imminence d’une éruption, l’évacuation complète du volcan n’a pas pu être menée dans un délai si court. Certains randonneurs ont ainsi assisté au début de l’éruption au sommet avant d’être rapidement pris en charge par le peloton de gendarmerie de haute montagne. Les fissures étaient alors situées à 300 mètres du sentier autorisé.
Aujourd’hui, nous savons estimer la position approximative de l’injection magmatique au sein de l’édifice volcanique grâce à la localisation des séismes qu’elle provoque et aux sources de déformation. C’est ainsi qu’au cours de la crise sismique nous informons les autorités sur la zone où le magma se propage. En revanche, nous ne savons pas pour le moment prédire avec exactitude l’emplacement du futur site éruptif, ni l’heure précise du début de l’éruption, même si des avancées récentes permettent de prédire si une injection magmatique atteindra ou non la surface.
De nouveaux outils pour mieux anticiper les éruptions et la propagation des coulées de lave
Ainsi, de nouveaux outils d’analyse, notamment fondés sur l’apprentissage automatique, permettent aujourd’hui de mieux détecter la sismicité et d’analyser en temps réel des mesures fines de déformation. Et le Piton de la Fournaise, véritable volcan-laboratoire, permet de tester ces nouvelles méthodes.
Parmi ces avancées, nous avons développé et implémenté à l’observatoire la méthode Jerk. Cette méthode est basée sur la détection de très faibles mouvements du sol enregistrés à près de 8 km du volcan, associés à l’ouverture brutale des fractures lors d’une injection magmatique. Elle permet d’émettre des alertes automatiques, fondées sur un unique paramètre associé à une valeur seuil, indiquant la probabilité forte qu’une injection de magma aboutisse à une éruption.
Ainsi, cette méthode a permis de lancer une alarme en temps réel avant 92 % des 24 éruptions étudiées entre 2014 et 2023, parfois plusieurs heures avant l’arrivée du magma en surface. Le système Jerk a très bien fonctionné lors des éruptions de janvier et février 2026.
Lors d’une éruption, nous cherchons également à mieux anticiper les trajectoires des coulées de lave, en simulant les zones probables de recouvrement par les laves. Ces cartes, en complément des relevés de terrain réalisés grâce à des survols par des drones opérés par l’observatoire volcanologique, le service départemental d’incendie et de secours et la gendarmerie, ont été mises à jour et partagées avec les autorités tout au long de la gestion de crise, notamment pour définir les zones potentiellement impactées par les coulées de lave.
Ainsi, durant les 48 heures précédant la coupure de la route nationale RN2 (route qui relie le sud au nord de l’île sur la côte est) par les coulées de lave, nous avons suivi au plus près, sur le terrain et grâce aux caméras de l’observatoire, la position des résurgences de lave afin d’affiner ces simulations. Ces simulations ont également été précieuses pour définir à l’avance le point d’arrivée de la lave à l’océan, dont l’interaction avec l’eau de mer a généré un panache de gaz acide.
Le projet LAVA (ANR-16-CE39-0009) est soutenu par l’Agence nationale de la recherche (ANR), qui finance en France la recherche sur projets. L’ANR a pour mission de soutenir et de promouvoir le développement de recherches fondamentales et finalisées dans toutes les disciplines, et de renforcer le dialogue entre science et société. Pour en savoir plus, consultez le site de l’ANR.
Oryaëlle CHEVREL a reçu des financements de l’Institut de Recherche pour le Développement et Agence nationale de la recherche (projet LAVA ANR-16 CE39-0009).
Aline Peltier, François Beauducel et Zacharie Duputel ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d’une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n’ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.
