Depuis la pandémie de Covid-19, nous connaissons tous très bien les tests antigéniques, mais saviez-vous que le principe de l’autotest a été imaginé, dans les années 1960, par une jeune designer pour rendre le test accessible à toutes les femmes en le pratiquant à domicile ? Découvrez l’histoire de Margaret Crane, et les obstacles qu’elle a dû surmonter.

Les tests de diagnostic rapide ont sauvé de nombreuses vies à travers le monde grâce à leurs simplicité et rapidité, et à leur prix abordable. Les plus répandus sont les tests antigéniques, dont nous avons tous pu bénéficier pendant la pandémie de Covid-19. D’autres tests antigéniques existent, comme ceux détectant la dengue ou le chikungunya, deux infections virales tropicales, ou encore le paludisme, la maladie la plus mortelle au monde chez les enfants de moins de 5 ans.

Ces types de tests sont reconnus d’utilité publique par l’Organisation mondiale de la santé (OMS). Le test antigénique de la grippe est par exemple utilisé en routine. Bien que l’intérêt pour ces tests ait émergé durant la Covid-19, nous étions déjà familiarisés avec les tests antigéniques sans nous en rendre compte ! Les tests de grossesse, ô combien impliqués dans nos histoires personnelles, sont les premiers tests de diagnostic rapide créés. On doit cette découverte à Margaret Crane, dont l’invention a contribué à l’amélioration considérable du domaine diagnostique général.

Les tests de grossesse à travers les âges

Détecter une grossesse a toujours revêtu une importance pour la santé féminine, la gestion familiale et les questions sociales. Un papyrus médical égyptien datant d’environ 1350 avant notre ère, appelé le papyrus Carlsberg, détaille une méthode simple. Des grains d’orge et de blé, enfermés chacun dans un petit sac ou un récipient, étaient humidifiés quotidiennement avec l’urine de la femme à tester. L’absence de germination diagnostiquait l’absence de grossesse. La germination de l’orge, elle, prévoyait la naissance d’un garçon, quand celle du blé présageait celle d’une fille. En 1963, une équipe de recherche a décidé d’essayer cette technique de l’Égypte antique, à première vue rudimentaire. De manière étonnante, même si la prédiction du sexe était décevante, la méthode égyptienne avait une sensibilité très élevée : 70 % des grossesses ont été confirmées ! Cela est probablement dû au fait que les hormones dans les urines de la femme enceinte miment l’action des phytohormones, les hormones végétales.

En 1927, le zoologue anglais Lancelot Hogben obtient une chaire de recherche pour étudier les hormones animales à l’Université du Cap en Afrique du Sud. Il y découvre le « crapaud à griffe » du Cap (Xenopus laevis) dont les femelles ont la capacité de pondre toute l’année. Le professeur Hogben contribue à la création d’un test de grossesse qui porte son nom. Son principe ? Injecter de l’urine de femme enceinte dans un crapaud femelle. En raison des hormones contenues dans l’urine, cette injection déclenchait spontanément la ponte. Le test présentait une sensibilité supérieure à 95 % !

Bien que ce protocole soit devenu un test de routine dans les années 1940, la majorité des femmes n’avait toujours pas d’accès facile aux tests de grossesse. D’autres tests similaires existaient, utilisant des souris femelles ou des lapines, consistant à en examiner les ovaires pendant 48 à 72 heures après l’injection d’urine, pour voir si celle-ci avait induit une ovulation. Ces tests présentaient des contraintes de temps, de coûts et l’utilisation d’animaux, ce qui a motivé la recherche de méthodes plus rapides et moins invasives.

La découverte de l’hormone hCG

Au début des années 1930, la docteure américaine Georgeanna Jones découvrit que le placenta produisait une hormone, appelée la gonadotrophine chorionique humaine, dont l’abréviation est l’hCG. Cette découverte en a fait un marqueur précoce de grossesse, et pour la tester, il ne restait plus qu’à la détecter !

En 1960, le biochimiste suédois Leif Wide immunisa des animaux contre l’hCG humaine et en purifia les anticorps. On avait donc à disposition des molécules, les anticorps, capables de détecter l’hCG, encore fallait-il que la réaction antigène-anticorps (dans ce cas, l’hCG est l’antigène reconnu par les anticorps) puisse être visible pour confirmer une grossesse à partir d’urines.

Le professeur Leif Wide développa un test de grossesse, selon une technologie appelée l’inhibition de l’hémagglutination. Elle se base sur l’utilisation de globules rouges, dont la couleur permet une analyse à l’œil nu. Si les anticorps se lient aux globules rouges, ils ont tendance à s’agglutiner, et cela forme une « tache rouge » au fond du test. En cas de grossesse, l’échantillon d’urine contient de l’hCG : les anticorps réagissent avec l’hCG et ne peuvent pas lier les globules rouges. L’absence de tâche rouge indique une grossesse ! Ce test était révolutionnaire, car, contrairement aux autres, et en plus d’être beaucoup moins coûteux, le résultat n’était obtenu qu’en deux heures.

L’invention de Margaret Crane

En 1962, l’entreprise américaine Organon Pharmaceuticals a commercialisé ce test de grossesse, à destination des laboratoires d’analyses médicales. En 1967, Margaret Crane est une jeune designer de 26 ans sans aucun bagage scientifique, employée par cette compagnie dans le New Jersey, pour créer les emballages de leur branche cosmétique. Un jour qu’elle visite le laboratoire de l’entreprise, elle assiste à l’exécution d’un des tests. Un laborantin lui explique la longue procédure, consistant au prélèvement d’urine par le médecin et à l’envoi à un laboratoire d’analyses. Il fallait attendre environ deux semaines pour une femme avant d’avoir un résultat.

Malgré la complexité théorique de la technique, Margaret Crane réalise alors à la fois la simplicité de lecture du test et du protocole : il suffisait d’avoir des tubes, un flacon d’anticorps et un indicateur de couleur (les globules rouges) ! De retour chez elle à New York, elle lance des expériences en s’inspirant d’une boîte de trombones sur son bureau, et conçoit un boîtier ergonomique – avec tout le matériel et un mode d’emploi simplifié –, destiné à l’usage direct à la maison par les utilisatrices. Margaret Crane montre son prototype à Organon Pharmaceuticals, qui refuse l’idée, jugeant qu’une femme ne serait pas capable de lire seule le résultat, aussi simple soit-il…

La persévérance de Margaret Crane

Peu de temps après la proposition de Margaret Crane, un homme employé par Organon Pharmaceuticals s’en inspire et lance la même idée, et lui est écouté. Elle décide alors de tirer parti de la situation, en assistant aux réunions où elle était la seule femme. Plusieurs tests, prototypés par des designers masculins, y sont présentés : en forme d’œuf de poule, soit roses, soit décorés de strass… Sans aucune hésitation, c’est celui de Margaret Crane qui est choisi pour sa praticité, car elle l’avait pensé pour que son utilisation soit la plus facile possible. Margaret Crane dépose son brevet en 1969, mais Organon Pharmaceuticals hésite à le commercialiser tout de suite, de peur que les consommatrices soient dissuadées par des médecins conservateurs ou par leur communauté religieuse.

Il est mis pour la première fois sur le marché en 1971 au Canada, où l’avortement venait d’être légalisé. Bien que créditée sur le brevet américain, Margaret Crane ne perçut aucune rémunération, car Organon Pharmaceuticals céda les droits à d’autres entreprises.

L’histoire de Margaret Crane illustre un parcours fascinant, où l’observation empirique rencontre le design industriel. Sa contribution fut finalement reconnue en 2014 par le Musée national d’histoire américaine.

Son concept fondateur, celui d’un test simple, intuitif et autonome pour l’utilisateur, ouvrit la voie révolutionnaire aux tests de grossesse sous la forme que nous connaissons aujourd’hui et aux tests antigéniques, essentiels notamment lors de crises sanitaires.

Valérie Lannoy 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.

En Europe, la rose a connu son âge d’or au XIX^e siècle : en l’espace de quelques décennies, le nombre de variétés s’est envolé, passant d’environ 100 à près de 8 000. Grâce à l’étude des caractéristiques de ces variétés et aux outils modernes de la génomique, nous venons de retracer l’histoire de cette évolution, marquée par d’importants croisements entre rosiers asiatiques et rosiers européens anciens. De ce mariage est née une diversité qui continue de façonner nos jardins contemporains.

Le XIXᵉ, un siècle rosomane

Depuis l’Antiquité, les roses sont cultivées, aussi bien en Chine que dans la région méditerranéenne, pour leurs vertus médicinales, notamment les propriétés anti-inflammatoires et antimicrobiennes des huiles essentielles ou comme sources de vitamine C dans les cynorrhodons (faux-fruits des rosiers), et pour leur forte charge symbolique, notamment religieuse. Pourtant, pendant des siècles, le nombre de variétés est resté très limité, autour d’une centaine. Le XIX^e siècle marque un tournant majeur pour l’horticulture européenne avec une effervescence portée par un nouvel engouement pour l’esthétique des roses. Les collectionneurs – dont la figure la plus emblématique fut probablement l’impératrice Joséphine de Beauharnais– et les créateurs de nouvelles variétés français ont eu un rôle déterminant dans cet essor, donnant naissance à une véritable « rosomanie » et contribuant à une explosion du nombre de variétés, passant d’une centaine à près de 8000 variétés ! À titre de comparaison, depuis cette période, le nombre de variétés a certes continué de progresser, s’établissant à environ 30 000 variétés aujourd’hui, mais à un rythme de croissance moins soutenu.

Au-delà de l’augmentation du nombre de variétés, le XIX^e siècle a été marqué par une grande diversification des caractéristiques des rosiers. Le nombre de pétales, notamment, est devenu un critère d’intérêt majeur. Les rosiers botaniques, des formes cultivées anciennes issues directement de la nature, ne possédaient en général que cinq pétales. Au fil du XIX^e siècle, la sélection horticole a permis d’obtenir des variétés aux fleurs bien plus sophistiquées, certaines présentant plusieurs dizaines, voire des centaines de pétales. Cependant, cette évolution n’a pas suivi une progression linéaire : la première moitié du siècle a vu une nette augmentation du nombre de pétales, marquée par une mode des rosiers cent-feuilles, tandis que la seconde moitié a été plutôt caractérisée par une stagnation, voire un retour à des formes plus simples. Certaines variétés très travaillées sur le plan esthétique ont ainsi été sélectionnées pour paradoxalement n’avoir que cinq pétales.

La plus grande différence entre les rosiers du début et de la fin du XIX^e réside dans un caractère fondamental : la remontée de floraison. Jusqu’au milieu du XIX^e siècle, les rosiers étaient majoritairement non remontants, c’est-à-dire qu’ils ne fleurissaient qu’une seule fois par an, au printemps. La capacité des rosiers à refleurir, en générant de nouvelles fleurs au cours de l’été, voire même jusqu’à l’automne, n’est pas le fruit du hasard ! Cette caractéristique a constitué un objectif important des sélectionneurs de l’époque. Cette histoire, très associée aux croisements génétiques effectués, notamment avec des rosiers chinois, a laissé une empreinte durable, aussi bien dans nos jardins contemporains que dans les génomes mêmes des rosiers.

Bien qu’ils n’en étaient pas conscients, les sélectionneurs ont aussi pu contribuer à l’introduction de caractères défavorables. Ainsi, en étudiant les niveaux de symptômes de la maladie des taches noires sur des centaines de variétés du XIX^e, nous avons mis en évidence une augmentation de la sensibilité des variétés. Cette maladie est aujourd’hui considérée comme une des premières causes de traitements phytosanitaires sur les rosiers, ce qui n’est pas sans poser des questions sanitaires sur l’exposition aux pesticides des fleuristes et autres professionnels du secteur horticole. Notre étude a néanmoins trouvé des régions génomiques associées à une résistance à cette maladie, offrant l’espoir d’une sélection vers des variétés nouvelles plus résistantes.

Notre étude n’a pas uniquement porté sur la prédisposition aux maladies mais également à l’une des caractéristiques les plus importantes des roses : leur odeur. Le parfum des roses est expliqué par un cocktail complexe de molécules odorantes. Deux molécules sont néanmoins très importantes dans ce qu’on appelle l’odeur de rose ancienne, le géraniol et le 2-phényléthanol. Nous avons étudié le parfum de centaines de variétés et observé une très forte variabilité de celui-ci, autant en teneur qu’en composition. Nos résultats ne soutiennent toutefois pas, ou alors extrêmement marginalement, une réduction du parfum des roses au cours du XIX^e siècle. La perte de parfum est vraisemblablement arrivée ultérieurement, au cours du XX^e siècle, une période qui voit l’apparition d’une activité de création variétale spécifique pour les roses à fleurs coupées et qui aurait négligé le parfum des roses au profit de la durée de tenue en vase, permettant de délocaliser la production dans des pays aux coûts de production réduits.

Des rosiers aux génomes métissés

Pour mieux comprendre l’origine et la diversité de ces rosiers du XIX^e, il faut désormais plonger dans l’univers de l’infiniment petit : celui de leurs génomes. Dans notre nouvelle étude, nous avons entrepris de caractériser en détail la génétique de plus de 200 variétés, en nous appuyant sur des dizaines de milliers de marqueurs, c’est-à-dire d’une information ciblée sur des zones particulières des génomes, connues comme étant variables selon les variétés, et ce, répartis sur l’ensemble de leurs chromosomes. Pour une trentaine de variétés, nous sommes allés encore plus loin, en décryptant l’intégralité de leur génome, fournissant non plus des dizaines de milliers, mais des dizaines de millions de marqueurs, ouvrant ainsi une fenêtre encore plus précise sur l’histoire génétique des rosiers. A noter que le mode de conservation nous a facilité la tâche pour étudier l’ADN de ces rosiers historiques directement à partir des plantes actuelles conservées en roseraie. En effet, grâce au greffage, les variétés de rosiers sont potentiellement immortelles !

Grâce à cette analyse, nous avons d’abord pu confirmer les résultats d’études antérieures qui, bien que fondées sur un nombre limité de marqueurs génétiques, avaient déjà mis en évidence que la diversification des rosiers du XIX^e siècle résultait de croisements successifs entre rosiers anciens européens et rosiers asiatiques. La haute résolution offerte par la génomique nous a toutefois permis d’aller plus loin : nous avons montré que cette diversité s’est construite en réalité sur un nombre très réduit de générations de croisements, impliquant de manière récurrente des variétés phares de l’époque, utilisées comme parents dans de nombreux croisements. Il est remarquable de noter que cela s’est produit avec une bonne dose de hasard (via la pollinisation) puisque la fécondation artificielle (choix des deux parents du croisement) n’est utilisée sur le rosier qu’à partir du milieu du XIXᵉ siècle.

Bien que reposant sur un nombre limité de générations de croisements, contribuant à un métissage entre rosiers asiatiques et européens, notre étude a également permis de montrer que les rosiers possèdent une importante diversité génétique. Toutefois, la sélection menée au cours du XIX^e siècle a contribué à une légère érosion de cette diversité, en particulier chez les variétés issues de la fin du siècle. Or, le maintien d’une large diversité génétique est essentiel pour la résilience et l’adaptation des espèces face aux changements environnementaux. Sa préservation au long cours représente donc un enjeu majeur. Tant que les anciennes variétés sont conservées, cette perte reste réversible. Il est donc crucial d’agir pour éviter leur disparition définitive en préservant les collections de roses anciennes et botaniques.

À l’échelle du génome complet, la sélection tend à réduire la diversité génétique. Mais à une échelle plus fine, ses effets peuvent être encore plus marqués, entraînant une diminution locale beaucoup plus prononcée de la diversité. Notre étude a ainsi révélé qu’une région du chromosome 3, contenant différentes formes d’un gène clé impliqué dans la remontée de la floraison, a fait l’objet d’une sélection particulièrement intense au XIX^e siècle. Ce résultat, bien que prévisible compte tenu de l’importance de ce caractère, a été confirmé de manière claire à la lumière des données génomiques. De manière plus inattendue, nous avons également identifié d’autres régions du génome présentant des signatures similaires de sélection, notamment sur les chromosomes 1, 5 et 7. À ce stade, les gènes concernés, et les éventuels caractères morphologiques associés restent encore à identifier. Malgré les avancées de la génomique, le mariage des roses d’Occident et d’Orient au XIX^e siècle garde encore nombre de ses secrets de famille !

Les auteurs 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 organisme de recherche.

Elles peuvent inquiéter ou être balayées d’un revers de la main : les toiles d’araignées sont en réalité des merveilles d’ingénierie naturelle. Leur architecture, aussi variée qu’ingénieuse, répond à des fonctions précises : capturer des proies, protéger des œufs, amortir une chute ou fournir des repères sensoriels. Observer ces fils de soie, c’est plonger dans 400 millions d’années d’évolution et de créativité biologiques.

Vous êtes-vous déjà retrouvé nez à nez avec une toile d’araignée lors d’une promenade dans la nature ? Ou avez-vous déjà balayé des toiles d’araignée dans votre garage ?

Si oui, alors vous connaissez déjà les toiles orbitulaires, qui sont régulières, géométriques, et qui sont emblématiques d’Halloween ; et les toiles en réseau désordonné, qui sont celles que l’on trouve dans nos garages et dans nos caves. Ce ne sont là que deux exemples d’architectures de toiles d’araignées. Une toile est toujours spécialement adaptée à l’environnement de l’araignée et à la fonction qu’elle doit remplir.

Si de nombreuses araignées utilisent leurs toiles pour attraper des proies, elles ont également développé des façons inhabituelles d’utiliser leur soie, par exemple pour envelopper leurs œufs ou pour se créer des filins de sécurité qui les rattrapent lorsqu’elles tombent.

En tant que scientifique spécialiste des matériaux qui étudie les araignées et leur soie, je m’intéresse à la relation entre l’architecture des toiles d’araignées et la résistance des fils qu’elles utilisent. Comment la conception d’une toile et les propriétés de la soie utilisée affectent-elles la capacité d’une araignée à capturer son prochain repas ?

Aux origines des toiles

La soie d’araignée a une longue histoire évolutive. Les chercheurs pensent qu’elle est apparue il y a environ 400 millions d’années.

Ces araignées ancestrales utilisaient la soie pour tapisser leurs repaires, pour protéger leurs œufs vulnérables et pour créer des chemins sensoriels et des repères afin de se déplacer dans leur environnement.

Pour comprendre à quoi pouvaient ressembler les toiles d’araignées anciennes, les scientifiques s’intéressent à l’araignée lampadaire.

Cette araignée vit dans les affleurements rocheux des Appalaches et des Rocheuses, aux États-Unis. Elle est une parente vivante de certaines des plus anciennes araignées à avoir jamais tissé des toiles, et elle n’a pratiquement pas changé depuis.

Bien nommée en raison de la forme de sa toile, l’araignée lampadaire tisse une toile dont la base étroite s’élargit vers l’extérieur. Ces toiles comblent les fissures entre les rochers, où l’araignée peut se camoufler contre la surface rugueuse. Il est difficile pour une proie potentielle de traverser ce paysage accidenté sans se retrouver piégée.

Diversité des toiles

Aujourd’hui, toutes les espèces d’araignées produisent de la soie. Chaque espèce qui tisse des toiles crée sa propre architecture de toile, parfaitement adaptée au type de proie qu’elle mange et à l’environnement dans lequel elle vit.

Prenons l’exemple de la toile orbiculaire. Il s’agit d’une toile réalisée à partir d’un centre de manière circulaire, avec un motif régulier de rayons et de cercles concentriques. Elle sert principalement à capturer des proies volantes ou sauteuses, telles que les mouches et les sauterelles. Les toiles orbiculaires se trouvent dans les zones ouvertes, comme à la lisière des forêts, dans les herbes hautes ou entre vos plants de tomates.

Comparez-les à des toiles en réseau désordonné, une structure que l’on voit le plus souvent près des plinthes dans les maisons, dans les caves ou greniers. Bien que l’expression « toile en réseau désordonné » soit couramment utilisée pour désigner toute toile d’araignée poussiéreuse et abandonnée, il s’agit en fait d’une forme de toile spécifique généralement conçue par les araignées de la famille des Theridiidae.

Cette toile a une architecture en 3D complexe, donnant un aspect fouillis. Les fils sont collants et tendus dans toutes les directions, notamment vers le bas, où ils sont maintenus fixés au sol sous une forte tension. Ces fils agissent comme un piège collant à ressort pour capturer des proies rampantes, telles que les fourmis et les coléoptères. Lorsqu’un insecte entre en contact avec la colle à la base du fil, la soie se détache du sol, parfois avec une force suffisante pour soulever le repas dans les airs.

Les araignées bizarres

Imaginez que vous êtes un naïf scarabée, qui rampe entre les brins d’herbe, et que vous vous retrouvez sur un sol recouvert d’une toile de soie tissée de manière très dense. Alors que vous commencez à avancer sur ce paillasson d’un genre particulier, vous avez juste le temps d’apercevoir huit yeux braqués sur vous depuis un entonnoir de soie, avant d’être happé et avalé tout cru.

Ce type d’araignée à toile en entonnoir bâtit des constructions horizontales au sol, qu’elle utilise comme une extension de son système sensoriel. L’araignée attend patiemment dans son abri en forme d’entonnoir. Les proies qui entrent en contact avec la toile créent des vibrations qui alertent l’araignée : un mets délicieux est en train de marcher sur le paillasson, et il est temps de lui sauter dessus.

Les araignées sauteuses sont des tisserandes à part, puisqu’elles ne tissent pas de toiles. Elles sont connues pour leurs couleurs variées, vives ou iridescentes, et leurs danses nuptiales élaborées, qui en font l’une des arachnides les plus attachantes. Leur aspect mignon les a rendues populaires, notamment grâce à Lucas the Spider, une adorable araignée sauteuse animée par Joshua Slice. Dotées de deux grands yeux frontaux qui leur permettent de percevoir les distances, ces araignées sont de fantastiques chasseuses, capables de sauter dans toutes les directions pour se déplacer et de bondir sur leur prise.

Mais que se passe-t-il lorsqu’elles se trompent dans leur calcul ou, pis, lorsqu’elles doivent échapper à un prédateur ? Les araignées sauteuses attachent un fil à leur point de départ avant de s’élancer dans les airs, comme une sorte de corde de rappel. Si le saut rate, elles peuvent remonter le long du filin et réessayer. Non seulement ce filin de sécurité en soie leur permet de ressauter, mais il les aide également dans leur saut. Le fil leur permet de contrôler la direction et la vitesse de leur saut en plein vol. En modifiant la vitesse à laquelle elles libèrent la soie, elles peuvent atterrir exactement où elles le souhaitent.

Pour tisser une toile

Toutes les toiles, de la toile orbiculaire à la toile d’araignée d’apparence désordonnée, sont construites selon une série d’étapes fondamentales distinctes.

Les araignées à toile orbiculaire commencent généralement par construire une prototoile. Les scientifiques pensent que cette construction initiale est une phase exploratoire, pendant laquelle l’araignée évalue l’espace disponible et trouve des points d’ancrage pour sa soie. Une fois que l’araignée est prête à construire sa toile principale, elle utilise la prototoile comme échafaudage pour créer le cadre, les rayons et la spirale qui l’aideront à absorber l’énergie des proies qui se prennent dedans et à les capturer. Ces structures sont essentielles pour garantir que leur prochain repas ne déchire pas la toile, en particulier les insectes tels que les libellules, qui ont une vitesse de croisière moyenne de 16 km/h. Une fois sa toile terminée, l’araignée orbiculaire retourne au centre de la toile pour attendre son prochain repas.

Un seul type de matériau ne permettrait pas de fabriquer toutes ces toiles d’araignée. En fait, les araignées peuvent créer jusqu’à sept types de fibre soie différente, et les araignées tisserandes les fabriquent toutes. Chaque type de fibre a des propriétés chimiques, physiques et mécaniques adaptées à la fonction recherchée, servant à un usage spécifique dans la vie de l’araignée (toile, cocon, câble d’ancrage, fil de détection, filet de capture, etc.). C’est dans les glandes séricigènes que sont produites les fibres de soie, et chaque type de glandes produit un fil de soie particulier avec une fonction spécifique.

Les araignées orbiculaires entament le tissage de leurs toiles par la fabrication d’un fil porteur très résistant. Quant à la spirale pour piéger les insectes, construite en partant du centre vers l’extérieur, elle est constituée d’une soie extrêmement élastique. Lorsqu’une proie se prend dans la spirale, les fils de soie se déforment sous l’impact. Ils s’étirent pour absorber l’énergie et empêcher la proie de déchirer la toile.

La « colle d’araignée » est un type de soie modifiée, dotée de propriétés adhésives. C’est la seule partie de la toile d’araignée qui soit réellement collante. Cette soie collante, située sur la spirale de capture, permet de s’assurer que la proie reste collée à la toile suffisamment longtemps pour que l’araignée puisse lui administrer sa morsure venimeuse.

Apprendre à observer les architectes arachnides

Les araignées et leurs toiles sont incroyablement variées. Chaque espèce d’araignée s’est adaptée à son environnement naturel pour capturer certains types de proies. La prochaine fois que vous verrez une toile d’araignée, prenez le temps de l’observer plutôt que de la balayer ou d’écraser l’araignée qui s’y trouve.

Remarquez les différences dans la structure de la toile et voyez si vous pouvez repérer les gouttelettes de colle. Observez la façon dont l’araignée est assise dans sa toile. Est-elle en train de manger ou y a-t-il des restes d’insectes qu’elle a peut-être empêchés de s’introduire dans votre maison ?

L’observation de ces architectes arachnides peut nous en apprendre beaucoup sur le design, l’architecture et l’innovation.

Ella Kellner 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.

Dans le cosmos, certains objets émettent des pulsations plutôt qu’une lumière continue. Cette année, les astronomes ont découvert ASKAP J1832, un objet dans la Voie lactée qui émet à la fois des rayons X et des ondes radio, et qui ne ressemble à rien de connu.

Dans une étude publiée dans Nature au mois de mai, nous rapportons la découverte d’un nouveau phénomène transitoire à longue période – et, pour la première fois, qui émet également régulièrement des sursauts de rayons X.

Les transitoires à longue période sont une classe d’objets cosmiques récemment identifiés qui émettent d’intenses flashs d’ondes radio toutes les quelques minutes, voire à plusieurs heures d’intervalle, ce qui est beaucoup plus long que les émissions pulsées très rapides que nous détectons généralement chez les pulsars, qui sont issus de l’explosion d’une étoile massive en fin de vie.

La nature de ces objets transitoires à longue période et la manière dont ils génèrent leurs signaux inhabituels restent un mystère.

Notre découverte ouvre une nouvelle fenêtre sur l’étude de ces sources énigmatiques. Mais elle renforce également le mystère : l’objet que nous avons trouvé ne ressemble à aucun type d’étoile ou de système connu dans notre galaxie ni au-delà.

À l’affût des scintillements radio dans le ciel

Le ciel nocturne recèle de nombreux éléments invisibles à l’œil nu, mais détectables à d’autres longueurs d’onde, comme les ondes radio.

Notre équipe de recherche scrute régulièrement le ciel radio à l’aide du SKA Pathfinder australien (ASKAP), exploité par le CSIRO dans la région de Wajarri Yamaji, dans l’ouest de l’Australie. Notre objectif est de trouver des objets cosmiques qui apparaissent et disparaissent – que l’on appelle « transients » en anglais, « objets transitoires », en français.

Les objets transitoires sont souvent liés à certains des événements les plus puissants et les plus spectaculaires de l’Univers, tels que la mort explosive d’étoiles.

Fin 2023, nous avons repéré une source extrêmement brillante, baptisée ASKAP J1832-0911 (d’après sa position dans le ciel), dans le plan de notre galaxie. Cet objet est situé à environ 15 000 années-lumière… c’est loin, mais toujours dans la Voie lactée.

Un événement spectaculaire

Après la découverte initiale, nous avons commencé des observations de suivi à l’aide de télescopes situés dans le monde entier dans l’espoir de capter d’autres impulsions. Grâce à une surveillance continue, nous avons constaté que les impulsions radio provenant d’ASKAP J1832 arrivaient régulièrement, toutes les quarante-quatre minutes. Cela a confirmé qu’il s’agissait d’un nouveau membre du groupe peu fourni des transitoires à longue période.

Nous avons également fouillé les anciennes données provenant de la même partie du ciel, mais nous n’avons trouvé aucune trace de l’objet avant sa découverte en 2023. Ceci suggère qu’un événement spectaculaire s’est produit peu avant notre première détection, un événement suffisamment puissant pour « allumer » soudainement notre objet transitoire atypique.

Puis, en février 2024, ASKAP J1832 est devenu extrêmement actif. Après une période calme en janvier, la source s’est considérablement intensifiée : moins de 30 objets dans le ciel ont jamais atteint une telle luminosité dans le domaine radio… À titre de comparaison, la plupart des étoiles que nous détectons en radio sont environ 10000 fois moins lumineuses qu’ASKAP J1832 lors de cette flambée.

Un coup de chance

Les rayons X sont une forme de lumière que nous ne pouvons pas voir avec nos yeux. Ils proviennent généralement d’environnements extrêmement chauds et énergétiques. Bien qu’une dizaine d’objets similaires émettant des ondes radio (celles que nous avons détectées initialement) aient été découverts à ce jour, personne n’avait jamais observé d’émission X de leur part.

En mars, nous avons tenté d’observer ASKAP J1832 en rayons X. Cependant, en raison de problèmes techniques avec le télescope, l’observation n’a pas pu avoir lieu.

Puis, coup de chance ! En juin, j’ai contacté mon ami Tong Bao, chercheur postdoctoral à l’Institut national italien d’astrophysique, pour vérifier si des observations précédentes aux rayons X avaient capté la source. À notre grande surprise, nous avons trouvé deux observations antérieures provenant de l’observatoire à rayons X Chandra de la Nasa, bien que les données soient encore dans une période de diffusion limitée (et donc non encore rendues publiques en dehors d’un cercle restreint de chercheurs et chercheuses).

Nous avons contacté Kaya Mori, chercheur à l’université Columbia et responsable de ces observations. Il a généreusement partagé les données avec nous. À notre grande surprise, nous avons découvert des signaux X clairs provenant d’ASKAP J1832. Plus remarquable encore : les rayons X suivaient le même cycle de 44 minutes que les impulsions radio.

Ce fut un véritable coup de chance. Chandra était pointé vers une cible complètement différente, mais par pure coïncidence, il a capté ASKAP J1832 pendant sa phase inhabituellement brillante et active.

Un tel alignement fortuit est extrêmement rare, c’est comme trouver une aiguille dans une botte de foin cosmique.

Toujours un mystère

La présence simultanée d’émissions radio et de sursauts X est une caractéristique commune des étoiles mortes dotées de champs magnétiques extrêmement puissants, telles que les étoiles à neutrons (étoiles mortes de grande masse) et les naines blanches (étoiles mortes de faible masse).

Notre découverte suggère qu’au moins certains objets transitoires à longue période pourraient provenir de ce type de vestiges stellaires.

Mais ASKAP J1832 ne correspond à aucune catégorie d’objet connue dans notre galaxie. Son comportement, bien que similaire à certains égards, reste atypique.

Nous avons besoin de plus d’observations pour vraiment comprendre ce qui se passe. Il est possible qu’ASKAP J1832 soit d’une nature entièrement nouvelle pour nous, ou qu’il émette des ondes radio d’une manière que nous n’avons jamais observée auparavant.

Ziteng Wang 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.

*En 1962, le prix Nobel de physiologie ou médecine est attribué à Watson, Crick et Wilkins pour la découverte de la structure de l’ADN. Rosalind Franklin n’est pas mentionnée, elle est pourtant à l’origine de cette découverte majeure. Découvrez son histoire et tous ses exploits scientifiques, notamment en virologie. *

« La science et la vie quotidienne ne peuvent pas et ne doivent pas être séparées. »

Cette phrase de Rosalind Franklin éclaire sa vision singulière : pour elle, la science n’était pas une abstraction, mais un chemin concret vers une meilleure compréhension du monde. Tout au long de sa vie, elle a su allier une rigueur scientifique sans faille à un engagement discret, dans un univers où les femmes peinaient encore à obtenir la reconnaissance qu’elles méritaient.

Ni figure publique ni militante affichée, Rosalind Franklin travaillait dans l’ombre, avec une exigence et une méthode implacables. Et pourtant, c’est grâce à son expertise que la lumière a traversé la molécule d’ADN, révélant sa fameuse forme en double hélice.

À une époque où la place des femmes en science restait fragile, elle imposa sa voie avec précision et détermination, convaincue que la véritable beauté réside dans la structure profonde des choses.

Une détermination née dès l’enfance

Le 25 juillet 1920, au cœur du quartier londonien de Notting Hill, naît Rosalind Elsie Franklin, deuxième enfant d’une fratrie de cinq. Issue d’une famille juive britannique aisée et cultivée, elle grandit dans un environnement où la rigueur intellectuelle et l’engagement social sont des piliers. Son père, Ellis Arthur Franklin, banquier passionné de physique, rêvait d’être scientifique mais a vu ses ambitions fauchées par la Première Guerre mondiale. Sa mère, Muriel Waley, militait activement pour l’éducation des femmes. Ce mélange d’idéalisme, de savoir et de devoir allait profondément façonner Rosalind.

Dès l’enfance, elle fait preuve d’une intelligence hors norme. À six ans, elle passe ses journées à résoudre des problèmes d’arithmétique, sans jamais faire d’erreur, selon sa tante. À neuf ans, elle se lance un défi personnel : finir chaque semaine première de sa classe. Elle tiendra ce pari pendant deux ans. Déjà se dessine une personnalité exigeante, compétitive et intensément tournée vers la connaissance. Mais dans la société britannique des années 1920, une telle ambition, chez une fille, suscite autant d’admiration que de réticence, dans un contexte où la place des femmes restait largement cantonnée à la sphère domestique.

Une vocation affirmée dès l’adolescence

Rosalind Franklin poursuit ses études au prestigieux St Paul’s Girls’ School, l’un des rares établissements à enseigner les sciences aux jeunes filles. Elle y brille, notamment en physique et en mathématiques. En 1938, elle entre au Newnham College de l’Université de Cambridge, l’un des deux collèges féminins de l’époque. Son choix de se spécialiser en chimie et en physique n’est pas encore courant chez les femmes.

En 1941, en pleine guerre mondiale, elle obtient son diplôme. Tandis que beaucoup de femmes sont orientées vers des rôles d’assistante, Rosalind refuse tout compromis et intègre un laboratoire du British Coal Utilisation Research Association (Association britannique pour la recherche sur l’utilisation du charbon). Elle y étudie la microstructure du charbon par diffraction des rayons X, technique qui deviendra sa spécialité.

Ces recherches, bien que menées dans un contexte de guerre, auront des retombées industrielles majeures, notamment pour la fabrication de masques à gaz et de matériaux isolants.

En 1945, Rosalind Franklin obtient un doctorat de Cambridge – un exploit pour une femme à cette époque. En effet, à cette période, Cambridge ne délivrait pas officiellement de diplômes aux femmes, ce qui rend cet accomplissement d’autant plus remarquable, car Franklin fait partie des premières à obtenir un doctorat dans un contexte universitaire encore très fermé aux femmes.

Un interlude heureux à Paris

En 1947, une nouvelle étape marque sa vie : elle rejoint le Laboratoire Central des Services Chimiques de l’État, à Paris, sur invitation de Jacques Mering. Elle y perfectionne ses compétences en cristallographie par rayons X et découvre un environnement de travail plus ouvert, où sa parole est écoutée et ses idées respectées.

Elle se lie d’amitié avec des chercheurs, découvre la culture française, et adopte un mode de vie simple mais libre. Elle parcourt les Alpes à pied, discute dans les bistrots, s’immerge dans la langue et la gastronomie. Elle confiera plus tard :

« Je pourrais vagabonder en France pour toujours. J’adore le pays, les gens et la nourriture. »

Pour une femme qui a toujours ressenti le poids du sexisme britannique, la France offre alors un souffle de liberté. En effet, l’université britannique, en particulier Cambridge et King’s college, reste encore profondément patriarcale : les femmes sont exclues des clubs et réunions informelles et ne reçoivent officiellement des diplômes à Cambridge qu’à partir de 1947.

La « Dark Lady » de la double hélice

Mais la science l’appelle ailleurs. En 1951, elle retourne en Angleterre avec une bourse prestigieuse (Turner and Newall Fellowship). Elle rejoint le King’s College de Londres, au département de biophysique, pour travailler sur une mystérieuse molécule encore peu comprise : l’ADN. On sait, depuis Avery (1944), qu’elle joue un rôle dans l’hérédité, et Chargaff (1950) a établi que les bases azotées se répartissent selon des proportions constantes (A=T, G=C), mais la structure tridimensionnelle demeure inconnue. C’est là que son destin scientifique se joue.

Franklin apporte au projet son expertise pointue en diffraction X. En quelques mois, elle améliore considérablement les images de l’ADN, et capture l’une des photographies les plus célèbres de l’histoire de la biologie : le « cliché 51 ». Cette image révèle, avec une clarté inédite, la forme hélicoïdale de la molécule d’ADN. On y voit des taches disposées en forme de X, révélant que la molécule forme une double hélice régulière. L’espacement des taches renseigne sur la distance entre les bases (A, T, C et G), et leur symétrie suggère une structure très ordonnée.

Rosalind Franklin identifie également deux formes distinctes de l’ADN selon l’humidité (forme A et B), et démontre que les groupements phosphate sont orientés vers l’extérieur.

Mais derrière cette réussite, l’ambiance au laboratoire est tendue. Franklin est la seule femme scientifique du département, et ses collègues masculins, notamment Maurice Wilkins, voient son indépendance comme de l’insubordination. En effet, Wilkins pensait que Franlkin arrivait au laboratoire comme assistante sous sa direction. De son côté, Rosalind pensait avoir été recrutée pour diriger ses propres recherches sur l’ADN,de manière indépendante. Cette incompréhension institutionnelle a été exacerbée par une communication défaillante de la part de John Randall, directeur du laboratoire, qui n’a pas informé Wilkins de l’autonomie accordée à Franklin. Wilkins n’a appris cette décision que des années plus tard, ce qui a contribué à des tensions professionnelles. Ce dernier, persuadé qu’elle est son assistante, se heurte à son refus catégorique de toute hiérarchie injustifiée. Leur relation devient glaciale. Dans ce climat conservateur et misogyne, Franklin se heurte à un plafond de verre invisible, mais solide.

C’est dans ce contexte qu’un événement aux lourdes conséquences se produit. Sans son consentement, Wilkins montre le cliché 51 à James Watson, jeune chercheur de Cambridge. Ce dernier, avec Francis Crick, travaille lui aussi sur l’ADN, mais sans données expérimentales directes. En découvrant la photographie, Watson est stupéfait :

« Ma mâchoire s’est ouverte et mon pouls s’est emballé. »

La photographie de Franklin devient la pièce manquante qui leur permet de construire leur célèbre modèle de la double hélice. En avril 1953, trois articles fondamentaux sur l’ADN paraissent dans la revue Nature. Le premier, signé par Watson et Crick, propose le célèbre modèle en double hélice, fondé sur des raisonnements théoriques et des données expérimentales issues d’autres laboratoires – notamment le cliché 51, transmis à leur insu par Maurice Wilkins. Le second article, coécrit par Wilkins, Stokes et Wilson, présente des résultats de diffraction des rayons X qui confirment la présence d’une structure hélicoïdale, en cohérence avec le modèle proposé. Le troisième, rédigé par Rosalind Franklin et Raymond Gosling, expose avec rigueur leurs propres données expérimentales, parmi les plus décisives, mais sans que Franklin ait été informée de leur utilisation préalable par Watson et Crick. Bien que sa contribution soit déterminante, elle n’est mentionnée que brièvement dans les remerciements.

Watson la surnomme plus tard dans ses mémoires « Rosy », un diminutif qu’elle n’a jamais utilisé et qu’elle détestait. Il la décrit comme austère, inflexible, difficile – un portrait injuste qui trahit davantage les préjugés de l’époque que la réalité de sa personne. Ses collègues masculins l’appellent la « Dark Lady » de l’ADN.

Blessée, fatiguée par ce climat toxique, Franklin quitte le King’s College dès la fin 1953. Mais loin d’abandonner, elle rebondit immédiatement.

La renaissance scientifique : les virus

Elle rejoint alors le Birkbeck College, un établissement de l’Université de Londres situé à Bloomsbury, sur l’invitation du physicien John Bernal qui la qualifie de « brillante expérimentatrice ». Elle y obtient un poste de chercheuse senior, à la tête de son propre groupe de recherche, financé par l’Agricultural Research Council. Là, elle applique ses compétences en diffraction X à un nouveau domaine : les virus. Elle se lance dans l’étude du virus de la mosaïque du tabac, un petit virus végétal très étudié. Avec son équipe, les doctorants Kenneth Holmes et John Finch, le jeune chercheur postdoctoral Aaron Klug, futur prix Nobel, ainsi que l’assistant de recherche James Watt, elle démontre que l’ARN du virus est situé à l’intérieur d’une coque protéique hélicoïdale. Cette découverte est essentielle car elle montre la forme en 3D du virus, explique comment l’ARN est protégé à l’intérieur, et crée les bases pour mieux comprendre les virus. Cela a aidé à progresser dans la recherche pour trouver des traitements contre les infections virales.

Entre 1953 et 1958, elle publie plus de 15 articles majeurs, établissant les bases de la virologie moléculaire. Elle travaille également sur la structure du virus de la polio, en collaboration avec le futur prix Nobel Aaron Klug, récompensé en 1982 pour son développement de la microscopie électronique cristallographique et l’élucidation des complexes biologiques entre acides nucléiques et protéines. Elle est enfin dans un environnement où elle est écoutée, respectée, et même admirée.

Un destin interrompu

Mais en 1956, le destin frappe cruellement. Au cours d’un séjour aux États-Unis, Franklin ressent de fortes douleurs abdominales. Le diagnostic tombe : cancer des ovaires. Elle a 36 ans. La maladie est probablement liée à son exposition répétée aux rayons X, à une époque où les protections étaient rudimentaires, voire absentes.

Malgré plusieurs opérations et de lourds traitements, elle continue de travailler, fidèle à sa discipline et à sa passion. Jusqu’à ses derniers mois, elle écrit, corrige, encourage, dirige. Elle meurt le 16 avril 1958, à l’âge de 37 ans.

Un prix Nobel sans elle

Quatre ans après sa mort, en 1962, le prix Nobel de physiologie ou médecine est attribué à Watson, Crick et Wilkins pour la découverte de la structure de l’ADN. Rosalind Franklin n’est pas mentionnée. Officiellement, le prix ne peut être attribué à titre posthume. Officieusement, elle n’a jamais été sérieusement envisagée comme co-lauréate, car son nom ne circulait pas dans les cercles masculins du pouvoir scientifique.

Une reconnaissance restaurée

Il faudra attendre les années 1970 pour que sa contribution soit pleinement reconnue. D’abord par Anne Sayre, amie de Franklin, journaliste américaine et amie proche de Franklin rencontrée à Londres dans les années 1950 grâce à leur cercle social commun lié au monde scientifique, qui publie Rosalind Franklin and DNA en 1975 pour rétablir les faits. Puis, bien après, en 2002, avec la biographie The Dark Lady of DNA, écrite par Brenda Maddox et qui rencontre un grand écho international.

Aujourd’hui, son nom est inscrit sur des bâtiments universitaires, des bourses, des prix scientifiques. En 2020, elle est sélectionnée par le magazine Nature parmi les plus grandes scientifiques du XX^e siècle. En 2021, la mission spatiale européenne vers Mars, nommée Rosalind Franklin Rover, a été lancée pour chercher des traces de vie passée dans le sous-sol martien. Ce nom rend hommage à Franklin, dont les travaux sur la structure de l’ADN symbolisent la recherche des bases moléculaires du vivant.

Rosalind Franklin, longtemps éclipsée par ses pairs, incarne aujourd’hui bien plus qu’une figure oubliée de la science. Elle est devenue un symbole de ténacité, d’éthique scientifique, et de justice. Une pionnière dont l’éclat posthume inspire chercheuses et chercheurs à persévérer malgré les obstacles, les discriminations et les injustices qu’ils peuvent rencontrer.

Coralie Thieulin 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.