Trois choses à savoir sur l’aquaculture, les échantillons lunaires et l’intelligence artificielle

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Voici Renée-Claude Goulet, Cassandra Marion et Michelle Campbell Mekarski.

Ces conseillères scientifiques d’Ingenium fournissent des conseils éclairés sur des sujets importants pour le Musée de l’agriculture et de l’alimentation du Canada, le Musée de l’aviation et de l’espace du Canada et le Musée des sciences et de la technologie du Canada.

Dans cette captivante série mensuelle de billets publiés sur le blogue, les conseillères scientifiques d’Ingenium présentent trois « pépites » d’information insolite en lien avec leur champ d’expertise respectif. Pour l’édition de janvier, elles se sont penchées sur les dernières avancées de l’aquaculture, sur les échantillons lunaires de Chang’e 5 et sur la façon dont l’intelligence artificielle aide les scientifiques à mieux comprendre le comportement des protéines dans l’organisme des êtres vivants.

Une main tenant un couteau tranche soigneusement un filet de saumon.

On peut se procurer du saumon d’élevage frais à l’année, contrairement au saumon sauvage qui n’est pêché que de la mi-juin au début de septembre.

Votre saumon de l’Atlantique n’est pas pêché de l’océan Atlantique : pourquoi?

Avez-vous déjà mangé du poisson d’élevage? Si vous consommez du saumon de l’Atlantique, la réponse est forcément : oui.

Tout le saumon de l’Atlantique que l’on trouve dans le commerce est issu de l’aquaculture, c’est-à-dire de l’élevage de poissons à nageoires, de crustacés, de mollusques et d’algues marines (comme le varech) à des fins alimentaires. En fait, il reste peu de saumons de l’Atlantique à l’état sauvage, et les populations de saumons sauvages sont, dans l’ensemble, en péril.

La détérioration de l’environnement, l’activité industrielle et la mauvaise gestion des pêches ont contribué au déclin des saumons de l’Atlantique. En 1984, constatant que cette précieuse espèce risquait de disparaître si rien n’était fait, le gouvernement canadien a interdit la pêche commerciale du saumon sur la côte Est. D’importants efforts sont maintenant déployés pour tenter de comprendre, de préserver et de restaurer les populations de ce poisson.

L’aquaculture est un mode de production alimentaire relativement nouveau au Canada. Grâce à l’avènement de nouvelles technologies et à une meilleure compréhension des pratiques d’élevage d’espèces marines en captivité, l’aquaculture est devenue commercialement viable dans les années 1980. Si toutes les espèces de poissons ne se prêtent pas à l’élevage en captivité, le saumon de l’Atlantique possèdait les qualités nécessaires et a contribué à l’essor de l’industrie. Aujourd’hui, l’aquaculture est un moyen de plus en plus privilégié pour répondre à la demande de poisson et fruits de mer et permet d’abandonner progressivement la pêche d’espèces sauvages.

Cependant, avant l’élevage en captivité du saumon de l’Atlantique, le saumon frais n’était pas très commun dans les épiceries des terres intérieures du Canada. Aujourd’hui, il est incontournable. Produit principal de l’aquaculture au Canada, le saumon représente 70 % de la production annuelle du pays. Vous aurez deviné, il s’agit surtout de saumon de l’Atlantique, mais aussi de saumons coho et quinnat, deux espèces de l’océan Pacifique. On peut encore acheter du saumon sauvage; par exemple, le saumon en conserve est généralement du saumon coho, quinnat, rouge, rose ou kéta, qui sont toutes des espèces de l’océan Pacifique pêchées sur la côte Ouest.

Même si l’aquaculture n’est pas exempte de problèmes, elle permet d’envisager l’avenir avec optimisme. La science et les innovations ouvrent la voie à un mode de production alimentaire qui repose sur l’aquaculture durable (dans l’océan et sur la terre) plutôt que sur la pêche d’espèces sauvages, sur lesquelles pèsent déjà l’altération de l’environnement et l’activité humaine.

Par: Renée-Claude Goulet

Image détaillée et contrastée de la région nord-ouest de la face visible de la Lune, avec l’espace en guise d’arrière-plan noir.

La partie nord-ouest de la face visible de la Lune, au centre de laquelle on voit la mer des Pluies (Mare Imbrium). La sonde Chang’e 5 s’est posée dans l’océan des Tempêtes (Oceanus Procellarum), zone sombre de forme irrégulière qui se trouve à gauche sur la photo.

Prélèvement de nouveaux échantillons lunaires : mission accomplie! 

À la fin de 2020, l’Administration nationale chinoise de l’espace a mené à bien une mission robotique lunaire de 23 jours. La sonde Chang’e 5 a orbité avec succès autour de la Lune, s’est posée sur l’astre, a creusé celui-ci et prélevé environ 2 kg de roche et de sol, qu’elle a emportés sur Terre où ils seront étudiés. Il s’agit de la première mission de prélèvement d’échantillons lunaires depuis 44 ans et, partout dans le monde, les spécialistes de la Lune exultent.

En 1969, les astronautes américains d’Apollo 11 ont été les premiers à marcher sur la Lune et à en remporter des échantillons. La dernière fois que la NASA a remporté des échantillons lunaires, c’était en 1972 dans le cadre de la mission Apollo 17. Le module atterrisseur Luna 24 de l’Union soviétique était le dernier à avoir réussi à envoyer sur Terre des échantillons en 1976. La Chine est donc devenue le troisième pays à avoir réussi pareil exploit. À titre indicatif, le poids combiné de la matière lunaire répertoriée sur Terre, à savoir les échantillons rapportés grâce aux missions Apollo et Luna et ceux issus des météorites lunaires, s’élève à 791,3 kg. Cette quantité n’est cependant guère représentative de la surface de la Lune dans son ensemble.

L’objectif de Chang’e 5 était de prélever des échantillons près du complexe volcanique Mons Rümker dans l’océan des Tempêtes, la plus grande des mers lunaires. Plaines sombres situées sur la face visible de la Lune, les mers lunaires étaient autrefois d’immenses étendues de lave basaltique provenant d’anciens volcans. Selon les scientifiques, la dernière de ces éruptions a formé les plus jeunes roches de la Lune, il y a de cela 1,5 à 2 milliards d’années environ. Les connaissances sur cette période de l’histoire de la Lune sont lacunaires, car les roches les plus jeunes parmi les collections d’échantillons ont 3 milliards d’années, alors que les plus anciennes, qui ont 4,5 milliards d’années, sont presque aussi vieilles que la Lune. Fait intéressant, c’est aussi durant cette période que sont apparus les organismes multicellulaires sur Terre. Grâce à ces échantillons, on pourra mieux déterminer les âges de la surface de la Lune et comprendre l’histoire du volcanisme lunaire.

Cette mission sur la Lune est la cinquième du programme d’exploration lunaire de la Chine à être couronnée de succès. D’autres missions robotiques lunaires sont prévues afin de préparer l’établissement d’une station de recherche lunaire et l’alunissage d’un équipage dans les années 2030.

La plupart des grandes agences spatiales et des sociétés spatiales commerciales du monde ont formé une coalition en vue d’un retour sur la Lune et de l’établissement d’une présence humaine durable dans le cadre du Traité sur la station spatiale Gateway. Ce traité prévoit la construction d’une station spatiale qui orbitera autour de la Lune (la station spatiale Gateway) et pour laquelle le Canada a accepté de construire le Canadarm3. Aux termes du Traité, deux astronautes canadiens se rendront sur la Lune; l’un d’eux fera partie de l’équipage de la mission Artemis II qui orbitera autour de la Lune en 2023. Lors de la mission Artemis III de la NASA, l’équipage se posera sur la Lune afin de prélever d’autres précieux échantillons!

Par: Cassandra Marion

L’intelligence artificielle pour résoudre un problème biologique

À mesure qu’on apprend des choses, qu’on grandit et mène sa vie, on découvre beaucoup de choses! Comment reconnaît-on les membres de sa famille dans un groupe de personnes? Quelle est la meilleure stratégie pour battre son petit frère agaçant à un jeu de société? Quel cadeau offre-t-on à sa meilleure amie (qui a tout ce qu’elle désire!)?

On fait appel à son intelligence pour déterminer ce qu’il convient de faire. Grâce à l’intelligence, on peut apprendre, créer, communiquer, sympathiser et faire bien d’autres choses encore. L’intelligence artificielle (IA) est une branche de l’informatique qui consiste à apprendre aux ordinateurs à penser et à prendre des décisions comme le font les humains. La société DeepMind, l’un des chefs de file du domaine de l’IA, est devenue célèbre grâce à ses programmes AlphaGo et AlphaGo Zero, qui ont appris à battre les champions des échecs, du shōgi et du go, trois jeux de société parmi les plus complexes qui soient.

Les succès remportés par ces programmes d’IA ont incité DeepMind à mettre au point des programmes d’IA pour résoudre des problèmes plus sérieux et plus complexes, notamment pour économiser l’énergie, détecter des cancers et améliorer les applications de traduction. En novembre 2020, la société a annoncé une percée qui a provoqué l’effervescence dans la communauté scientifique : elle dit avoir réussi à prédire plus précisément le repliement de protéines.

En quoi cela est-il important? Les protéines sont des éléments constitutifs essentiels des organismes vivants. Si le corps était une ville, les protéines seraient les machines, l’acier et le béton qui permettraient de construire cette ville. Que ferait-on pour administrer la ville et la réparer si on ne savait pas comment fabriquer des poutres d’acier, du béton ou même des camions? Ce serait plutôt difficile, non? Voilà pourquoi la résolution du « problème du repliement des protéines » revêt une telle importance pour la science.

Les protéines se décomposent et créent des molécules, défendent l’organisme contre les envahisseurs, construisent des structures, contractent les muscles et transmettent des signaux. La capacité des protéines à remplir ces fonctions dépend non seulement de l’ordre de leurs éléments constitutifs, mais aussi de leur forme. La forme dans laquelle les protéines se replient est étonnamment difficile à prédire, même si le repliement des protéines s’inspire des lois de la physique.

Les scientifiques s’efforcent de résoudre ce problème dans le cadre de la Critical Assessment of Protein Structure Prediction (« Évaluation critique des techniques de prédiction de la structure des protéines »), une sorte de compétition qui se déroule à l’échelle mondiale depuis 1994. Cette année, le groupe DeepMind a obtenu le score de 92,4 % pour son modèle de prédiction de la structure des protéines, un résultat de loin supérieur à celui des tentatives précédentes.

Pouvoir prédire avec précision la structure des protéines permettra de comprendre beaucoup plus rapidement le comportement des protéines dans l’organisme de tous les êtres vivants. Cette percée ouvre de nouvelles perspectives pour la mise au point de traitements pharmaceutiques et la compréhension des maladies, et trouvera de très nombreuses autres applications. 

Par: Michelle Campbell Mekarski

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Renée-Claude Goulet

Renée-Claude est conseillère scientifique au Musée de l'agriculture et de l'alimentation du Canada et enseignante agréée de l'Ontario. Grâce à sa formation en biologie, en éducation et à ses nombreuses années d'expérience dans le développement et la mise en œuvre de programmes et expos au musée, elle a développé une expertise dans la communication de sujets liés à la science et à l'innovation qui sous-tendent la production d'aliments, de fibres et de carburants, auprès de publics variés.  

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Cassandra Marion

Cassandra est la conseillère scientifique du Musée de l'aviation et de l'espace du Canada. Elle est titulaire d'un doctorat en géologie et en science et exploration planétaires. Ses recherches portent sur les cratères d'impact de météorites dans l'Arctique canadien. Elle a plus d'une décennie d'expérience dans le domaine de l'éducation et de la sensibilisation dans l’élaboration et la prestation de programmes scientifiques. Elle se consacre à partager sa passion pour les sciences avec les communautés proches et lointaines, et à améliorer la culture scientifique au Canada. 

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Michelle Campbell Mekarski

En tant que conseillière scientifique au Musée des sciences et de la technologie du Canada, Michelle Campbell Mekarski vise à combler l’écart entre la communauté scientifique et le public en rendant les sciences et la technologie intéressantes, accessibles et amusantes. Détentrice d’un doctorat en biologie évolutionniste et en paléontologie, elle possède de nombreuses années d’expérience en conception et en animation d’activités de vulgarisation scientifique. Dans ses temps libres à l’extérieur du Musée, elle enseigne à l’Université d’Ottawa ou à l’Université Carleton, fouille le sol à la recherche de fossiles ou se détend au bord de l’eau.