Trois choses que vous devriez savoir sur la galle verruqueuse de la pomme de terre, Mimas, une des lunes de Saturne, et les animaux dotés d’une protection antigel intégrée.

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Faites connaissance avec Renée-Claude Goulet, Cassandra Marion et Michelle Campbell Mekarski.
Elles sont les conseillères scientifiques d’Ingenium qui fournissent des conseils d’expertes sur des sujets importants en lien avec 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 série mensuelle de billets de blogue colorés, les conseillères scientifiques d’Ingenium présentent des pépites insolites touchant leur champ d’expertise. Pour notre édition de mars, elles nous expliquent comment un champignon de sol a entraîné la mise en quarantaine des pommes de terre de l’Île-du-Prince-Édouard, qu’un océan caché pourrait faire vaciller Mimas, une des lunes de Saturne, et comment certains animaux ont une protection antigel intégrée.

Plusieurs pommes de terre non lavées vues de haut sur un fond blanc

Les pommes de terre sont vulnérables à plusieurs maladies fongiques. La galle verruqueuse de la pomme de terre, Synchytrium endobioticum, est considérée dans le monde entier comme étant un « organisme de quarantaine », assujetti à des mesures de réglementation rigoureuses visant à en prévenir la propagation. 

Un champignon du sol entraîne la mise en quarantaine des pommes de terre de l’Île-du-Prince-Édouard

Nous sommes nombreux à savoir que l’Île-du-Prince-Édouard est un endroit propice à la culture de la pomme de terre. En fait, en 2021, l’Î.-P.-É. à elle seule a produit 23,2 % de la récolte totale annuelle de pommes de terre du Canada.  

Cependant, en novembre 2021, les producteurs de pommes de terre de semence destinées à l’exportation aux États-Unis ont reçu une nouvelle dévastatrice : jusqu’à nouvel ordre, les patates en provenance de l’Î.-P.-É. devenaient interdites d’entrée aux États-Unis. La détection d’une redoutable maladie fongique, la galle verruqueuse de la pomme de terre, dans deux champs de l’île avait déclenché de rigoureuses mesures de quarantaine végétale visant à contrer la propagation de la maladie au-delà des frontières provinciales et nationales. 

Bien qu’il ne présente aucun risque pour la santé humaine, ce champignon particulièrement néfaste infecte les jeunes pommes de terre en créant de grosses excroissances disgracieuses, ou verrues, sur leur surface extérieure. Cela réduit le rendement et rend les pommes de terre invendables, ce qui peut avoir de graves répercussions sur l’économie et la sécurité alimentaire si rien n’est fait pour remédier à la situation.   

Le champignon se déplace sur les machines contaminées, dans les pommes de terre et les sol, et même dans le fumier d’animaux qui ont mangé des pommes de terre atteintes. Il n’existe aucune solution chimique ou biologique pour éliminer ce champignon une fois qu’il est dans le champ. De plus, il peut entrer en dormance et ressortir dans le même endroit des décennies plus tard. La façon la plus efficace de le gérer est d’abord de faire en sorte qu’il n’entre pas dans les champs. 

La galle verruqueuse de la pomme de terre a été détectée pour la première fois à l’Î.-P.-É. en 2000 et les frontières ont alors également été fermées aussitôt. Depuis lors, l’Agence canadienne d’inspection des aliments (ACIA) surveille cette maladie de très près. Pour empêcher la propagation de la galle verruqueuse, cette maladie est gérée au Canada en vertu de la Loi sur la protection des végétaux, et dans le monde entier en vertu de la Convention internationale pour la protection des végétaux de la Conférence de l’ONU pour l’alimentation et l’agriculture (FAO).  

Heureusement, en décembre, une enquête et des analyses approfondies du sol ont permis à l’ACIA de confirmer que les fermes canadiennes étaient maintenant exemptes de ce champignon et que nos exportations de pommes de terre étaient sécuritaires. Il est cependant trop tard pour certains agriculteurs, qui ont dû détruire leurs récoltes, car la détérioration de la qualité de leurs pommes de terre mises en quarantaine les rendait invendables.

La capacité de détecter et de limiter rapidement tout foyer éventuel de maladie végétale contribue à prévenir d’énormes pertes agricoles à long terme. Toutefois, l’exemple de l’Î.-P.-É. démontre également comment les approches visant à bloquer la propagation des maladies végétales doivent inclure des stratégies pour réduire les préjudices causés aux agriculteurs et à la sécurité alimentaire pendant la gestion de la crise. L’indemnisation des agriculteurs, la mise en place de filières appropriées pour traiter rapidement tout produit récupérable, des utilisations novatrices pour les récoltes compromises et le développement de systèmes alimentaires locaux peuvent contribuer à atténuer les impacts des efforts à venir en matière de prévention des pandémies végétales. 

Ce n'est pas la première fois que le Canada doit réagir à la menace d'une pandémie végétale et ce n'est certainement pas la dernière. Les changements climatiques viennent élargir les types et l'étendue des ravageurs qui s'attaquent aux cultures et aux animaux. Des mesures énergiques et une coopération à l'échelle mondiale, ainsi que des outils de détection précoce, de surveillance et de prédiction, contribueront à maîtriser ces menaces pour l'agriculture.

Par Renée-Claude Goulet


 

une vue en noir et blanc de Mimas, une des lunes de Saturne qui comporte plusieurs cratères, mettant en évidence un très grand cratère d’impact du côté droit.

Une image de Mimas, une lune de Saturne et son grand cratère Herschel à droite, capturé par la sonde spatiale Cassini. 

Un océan caché pourrait faire vaciller Mimas, l’une des lunes de Saturne

Selon une récente étude, Mimas, l’une des lunes de Saturne, pourrait actuellement abriter un océan liquide sous sa croûte glacée. 

La Terre est le seul corps du système solaire à comporter les conditions favorables à la présence d’un océan d’eau liquide à sa surface. Dans le système solaire externe froid, de plus en plus de preuves suggèrent l’existence de plusieurs mondes océaniques gelés qui pourraient être suffisamment chauds pour abriter un océan liquide sous une croûte glacée. Jusqu'ici, il s’agit de plusieurs lunes de géantes gazeuses : Encelade, Europe, Ganymède, Callisto, Titan et Triton, ainsi que la planète naine Pluton. 

Mimas, qui fait près de 400 km de largeur, est affectueusement surnommée l’« Étoile de la mort » en raison de son cratère d’impact d’une largeur de 130 km, qui porte le nom du découvreur de cette lune, William Herschel. Il s’agit de l’orbite la plus petite et le plus rapprochée des grandes lunes de Saturne. La surface inégale de Mimas est truffée de cratères d’impact et jusqu’à récemment, on croyait qu’il s’agissait d’une boule de roche et de glace plutôt inactive, en forme de ballon de football.    

Vacillation et chaleur         

Dans le cadre de la mission Cassini de la NASA, qui visait, comme plusieurs le savent l’exploration de Saturne et de ses lunes, on a décelé et mesuré la libration physique de Minas, soit la façon dont elle vacille lorsqu’elle tourne, et son orbite. L’équipe de la mission Cassini a constaté que Mimas présentait une vacillation irrégulière, ce qui laisse croire qu’elle pourrait être géologiquement active. Cela a poussé les scientifiques à évaluer et à modéliser la structure interne ou les conditions susceptibles de provoquer cette vacillation.   

Les forces de marée, c’est-à-dire la puissante attraction gravitationnelle exercée par Saturne, font que Mimas, beaucoup plus petite, s’étire et se détend en tournant. Ce jeu d’étirement et de relâchement entraîne une friction interne et un réchauffement. Les modèles de l’étude révèlent que Mimas devrait comporter juste assez de chaleur pour empêcher à la fois la congélation d’un océan glacé caché et le dégel d’une croûte de glace de 25 m d’épaisseur. 
La prochaine question épineuse consiste à déterminer comment un océan pourrait s’être créé sur Mimas sans laisser de traces géologiques à sa surface. Les autres mondes océaniques présentent généralement des caractéristiques de surface lisse, des fractures causées par les marées, ou des traces d’activité géologique sous la forme de geysers, comme ceux qui ont été observés en pleine éruption sur Encelade. Or, on ne retrouve aucune caractéristique de cet ordre sur Mimas.  

D’autres études et modélisations de Mimas s’imposent pour étayer l’hypothèse de l’océan. Cela dit, si cette petite lune aux nombreux cratères abrite effectivement un océan « furtif », et blague de science-fiction à part, cela aurait des implications considérables pour toutes les futures études des mondes glacés et des autres corps du système de Saturne. Cela pourrait même faire évoluer notre façon de caractériser un monde potentiellement habitable.  

Aller plus loin

The case for an ocean-bearing Mimas from tidal heating analysis, article susmentionné dans Icarus.
La plus grande lune de Jupiter, Ganymède, vue depuis Juno 

Par Cassandra Marion

Image au microscope d’une surface de neige présentant de petits morceaux de glace couverts de collemboles. Chaque collembole a six pattes, deux antennes et un corps allongé.

Ces créatures, si minuscules soient-elles (moins d’un millimètre), sont dotées d’un superpouvoir : l’antigel! 

Froid, mais pas glacial : comment certains animaux ont une protection antigel intégrée à leur organisme

À la fin d’un long hiver, qu’est-ce qui vous rappelle le retour imminent du printemps? Les premières plantes qui traversent la neige fondante? Les oies qui reviennent du Sud? Les marmottes qui se réveillent de leur hibernation? Ou peut-être (comme je l’ai remarqué au cours de ma promenade de la fin de semaine dernière) l’arrivée des puces des neiges?  

Les puces des neiges, qu’il convient plutôt d’appeler « collemboles nivicoles », ne sont ni des puces ni des insectes (bien qu’il s’agisse de proches cousines). On trouve des collemboles, qui se nourrissent de végétation morte, dans le sol à l’échelle de la planète. Ils sont actifs toute l’année, mais au Canada, c’est à la fin de l’hiver qu’ils sont le plus visibles, puisqu’ils traversent la neige en direction du soleil, d’où leur surnom.   

Pour la plupart des êtres vivants, survivre à l’hiver sans geler constitue un défi. La plupart des organismes peuvent survivre à des températures passablement froides, mais en deçà d’un certain seuil, leurs cellules commencent à geler. Lorsqu’il se forme de la glace dans les cellules, le mouvement de l’eau et les arêtes acérées des cristaux de glace peuvent déchirer et tuer les cellules et les tissus délicats (c’est ce qu’on appelle les engelures). 
Pour survivre, les organismes recourent à diverses stratégies. Les oies migrent vers des climats plus cléments, les marmottes hibernent, les arbres feuillus perdent leurs feuilles et entrent en dormance, et certains organismes, comme les collemboles, utilisent une protection antigel.                                                       
Les protéines antigel s’agrippent à la glace dès que celle-ci commence à se former dans le corps et empêchent les petites particules de se transformer en plus gros cristaux qui pourraient causer des dommages. 

La présence de protéines antigel a d’abord été découverte chez des poissons de l’Antarctique et, depuis lors, on en a repéré chez des plantes, des bactéries, des insectes, des arachnides, des champignons et des levures. En résistant au gel, ces organismes peuvent vivre dans, sur et autour de la glace et de la neige. À l’extrême, certains organismes (notamment des grenouilles!) utilisent des protéines semblables pour contrôler la formation de cristaux de glace afin de pouvoir geler sans endommager leurs cellules et leurs tissus. Par la suite, lorsque les températures se réchauffent, elles dégèlent, se réveillent et poursuivent leur vie.  

Les protéines d’antigel attirent grandement l’attention des chercheurs en raison du grand potentiel qu’elles recèlent. Les chercheurs étudient la façon dont les protéines antigel pourraient servir à prolonger la durée de conservation des aliments surgelés, à accroître la résistance au gel chez les plantes, à traiter les engelures, à améliorer la préservation des tissus lors des greffes d’organes ainsi qu’à mieux préserver les œufs, le sperme et les embryons. Un jour, les protéines antigel pourraient même permettre de congeler des humains pour les voyages dans l’espace. 
En vous promenant sur les sentiers cet hiver, recherchez de petites taches mobiles au pied des arbres. Ces petites créatures hivernales bénéficient d’une impressionnante adaptation au froid.  

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.