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Pour les scientifiques, des morceaux de cérumen peuvent être des trésors biologiques

Cire d'oreille de baleine? Vraiment? C'est étrange à bien des égards - que les baleines aient même du cérumen, que quelqu'un ait pensé chercher quelque chose comme ça, et que le Muséum national d'histoire naturelle de Smithsonian ait stocké pas un, pas dix, mais environ 1 000 échantillons de bouchons de cérumen bien plus de 50 ans.

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Et ces échantillons, qui, il n'y a pas si longtemps, accumulaient de la poussière et se posaient des questions sur leur valeur, agissent maintenant la communauté scientifique (attendez-la). . . oreille.

C'est parce qu'ils sont beaucoup plus que les objets étranges, quotidiens et plutôt grossiers qu'ils paraissent. Nous apprenons maintenant que les échantillons de cérumen de baleine sont peut-être uniques dans leur capacité à décrire l’histoire de la vie des mammifères marins les plus anciens, ainsi qu’à nous donner un aperçu d’un lieu et d’un moment où nous ne pouvons parvenir à rien. Ce sont en fait des capsules temporelles physiologiques et écologiques. Pour les chercheurs qui tentent de mieux comprendre les océans de la planète, ils sont en or massif.

«C’est un bon exemple de spécimens qui ont été recueillis dans un but précis, il y a de nombreuses années - les premiers ont été recueillis au début du XXe siècle - et maintenant que nous trouvons un autre moyen d’interroger ces spécimens, nous pouvons pour découvrir qu'ils ont une toute autre histoire à raconter », explique Charley Potter, chercheur au Smithsonian, qui a dirigé la collection du musée dans la division de zoologie des vertébrés jusqu'à sa retraite en 2015.

«Nous allons commencer à poser des questions que personne n'a même pensé poser à ces animaux, car personne ne peut revenir en arrière. Mais cela nous permet de le faire », explique Stephen J. Trumble, professeur agrégé de biologie et physiologiste animale à la Baylor University. "Parfois, cela semble presque écrasant parce que nous obtenons beaucoup d'informations."

Comme la plupart des innovations scientifiques, l’étude de la cire d’oreille de baleine (ou bouchons d’oreille) a été réalisée en posant une question que personne n’avait pensé à poser et en examinant l’évidence sous un angle complètement différent.

De retour dans la journée, lorsque nous avons abattu les baleines avec un abandon insouciant, les baleiniers ont découvert les bouchons d'oreilles lorsqu'ils ont disséqué la tête de leurs carrières infortunées. Un bouchon d'oreille de baleine issu des collections du Muséum d'histoire naturelle fait partie des centaines de spécimens rarement exposés présentés dans l'exposition «Objects of Wonder», qui ouvrira ses portes le 10 mars 2017. L'émission examine le rôle essentiel joué par les collections du musée dans la recherche scientifique. quête de connaissances.

Collection de mammifères marins L'énorme installation de stockage Paul E. Garber du Smithsonian à Suitland, dans le Maryland, est l'endroit où les scientifiques du musée conservent la collection de mammifères marins. (Donald E. Hurlbert)

«Le canal auditif externe des cétacés est scellé à la surface», explique le biologiste marin Randall W. Davis, de Texas A & M à Galveston et grand physiologiste des mammifères marins. «Il existe un vestige du conduit auditif externe, mais celui-ci n'est pas ouvert à l'environnement. Le pétrole est toujours sécrété dans l'oreille, mais il s'accumule dans cette merveilleuse matrice organique déposée en couches très distinctes. "

Tout comme les anneaux d'un arbre, les couches passent régulièrement de l'obscurité à la lumière, indiquant des périodes de croissance. Selon Trumble, depuis le début des années 1900, les scientifiques ont compris que ces couches pouvaient être utilisées pour se rapprocher de l'âge d'un animal. Mais c’est à peu près tout ce à quoi ils étaient utilisés, mis à part le fait d’être présentés comme des curiosités.

Un jour, il y a environ cinq ans, Trumble, spécialiste de la physiologie des mammifères marins, parlait de ces couches avec son collègue Sascha Usenko, directeur du programme d'études supérieures en sciences de l'environnement de Baylor et chimiste de l'atmosphère et de l'environnement.

"Et il a dit:" Cela ressemble beaucoup au noyau de sédiment où vous comptez les couches dans le sédiment ", et nous nous sommes regardés et nous nous sommes dit, d' accord ..." Dans l'expérience d'Usenko, les carottes de sédiment étaient des trésors d'informations sur le passé climat et environnements.

Charlie Potter Nous avons pu découvrir que la cire d'oreille de baleine avait une toute autre histoire à raconter, explique Charley Potter, chercheur au Smithsonian (ci-dessus). (Donald E. Hurlbert)

«Ils sont capables d’enregistrer et d’archiver des informations sur les produits chimiques, et nous pouvons tirer les tendances de ces informations», explique-t-il, «des carottes de récif, des carottes de glace, etc. Lorsque nous adaptons le profil chimique à une séquence temporelle, nous pouvons reconstruire l'aspect de certains aspects de l'environnement dans le passé. La quantité d'informations provenant de ces types de matrices est énorme. "

Alors à quelles questions la matrice organique qui est un bouchon d'oreille de baleine pourrait-elle apporter une réponse?

Ils ont demandé à Potter s'il avait de la cire d'oreille de baleine dans les collections du Natural History Museum. At-il jamais. Vers la fin des années 1960, vers la fin de la participation des États-Unis à la chasse à la baleine industrielle, le Bureau des pêches (aujourd'hui le Service national des pêches maritimes) a prélevé une variété de tissus et d'échantillons de baleines mortes à des fins d'étude. Les bouchons d'oreilles se sont retrouvés à la Smithsonian Institution - palettes et palettes.

Excité par la théorie de Trumble et Usenko, Potter proposa des bouchons d'oreilles et des idées sur ce qu'ils pourraient éventuellement révéler. Après environ 18 mois de travail sur le traitement des échantillons, leurs premiers travaux ont montré des profils de contaminants environnementaux similaires à ceux qu’ils avaient constatés dans des tissus tels que la graisse, ce qui correspond à des périodes d’alimentation après des périodes de migration et de jeûne.

Suite à d'autres questions et un bouchon d'oreille d'une baleine bleue qui avait subi une grève de navire au large de la côte californienne et s'est échoué en 2007 (fourni par le Musée d'histoire naturelle de Santa Barbara), Usenko, Trumble, Potter et deux autres co-auteurs a publié un article en 2013 dans les Actes de la National Academy of Sciences.

Il décrivait comment le bouchon d'oreille du rorqual bleu capturait non seulement l'historique des contaminants qu'il avait rencontrés tout au long de sa vie, mais aussi son propre registre physiologique de changements hormonaux et de produits chimiques liés au stress que les scientifiques pourraient associer à des événements majeurs de la vie tels que la puberté, la grossesse et la naissance. Ces données de base pourraient aider les scientifiques à prendre pour acquis les hypothèses de vérité qu’ils utilisaient pour déterminer l’âge, les périodes de gestation et les naissances, par exemple - toutes les informations permettant aux décideurs de prendre des décisions plus éclairées en matière de gestion des espèces.

Ce qui est peut-être encore plus important, le bouchon d'oreille a fourni toutes ces données dans un délai mesurable avec une précision de six mois. Étant donné que chaque bande de la fiche était fixée tous les six mois environ, les chercheurs pouvaient déterminer avec une grande précision le moment où une exposition ou un événement particulier se produisait. Et ils savaient que les bouchons d'oreilles leur permettraient également de définir des données de base à partir desquelles ils pourraient comparer et mesurer non seulement l'exposition d'une baleine au mercure et aux pesticides au cours de sa vie dans diverses eaux, mais également celle d'autres baleines d'autres océans et d'autres décennies à des fins de comparaison. étude - une histoire chimique et biologique non seulement des baleines, mais des océans dans lesquels elles ont nagé.

Par exemple, il est maintenant possible d'examiner un bouchon d'oreille pris en 1910 d'une baleine grise qui se trouvait dans le Pacifique au large de San Francisco - qui, selon son âge, aurait pu vivre du début au milieu du XIXe siècle - et de comparer ses données. à une baleine grise dans le même océan en 1970 ou dans le présent (si l’on lave les morts, c’est le moyen principal par lequel les scientifiques obtiennent des échantillons contemporains).

Les taux de naissance étaient-ils les mêmes? Quels contaminants étaient présents dans l’un mais pas l’autre et pourquoi? D'où viennent ces contaminants? Le niveau de stress était-il le même et si non, pourquoi? Qu'est-ce qui a provoqué le stress? Les questions deviennent presque sans fin.

«C’est encore plus unique que quelque chose comme un sédiment, parce que cela représente un individu et qu’il peut bouger, sa durée de vie est ridiculement longue, et souvent elle vit dans des régions de la planète auxquelles nous n’avons souvent pas accès, Dit Usenko. «C’est un outil tellement puissant que les gens nous ont dit en gros:« Je n’avais jamais pensé pouvoir poser ces questions ». ''

«Ils ont découvert une toute nouvelle fenêtre sur la physiologie et l'exposition environnementale à certains produits chimiques. . . des questions auxquelles il est très difficile de répondre autrement », déclare Davis. «Si vous allez harponner une baleine et analyser tous ses tissus, vous obtenez un seul instantané dans le temps qui pourrait représenter quelques semaines ou quelques mois. Mais si vous avez un enregistreur physiologique chez cet animal tout au long de sa vie, alors cela devient incroyablement précieux, et c’est ce qu’ils sont. "

Maintenant qu'ils ont commencé à découvrir les mystères des bouchons d'oreilles, Usenko, Trumble et d'autres scientifiques extraient ces spécimens à la recherche de données. Jusqu'à présent, ils ont traité environ deux douzaines de bouchons - certains provenant de la collection du Natural History Museum, d'autres de musées du monde entier, et d'autres encore de chasses inuit contemporaines à la baleine boréale - essayant de couvrir des générations, des régions géographiques et des espèces différentes. (Remarque: toutes les baleines ne génèrent pas de bouchons d'oreilles. Les plus petites espèces, par exemple, ont des canaux auriculaires de formes différentes qui ne peuvent pas les accueillir.)

Trumble s'intéresse, par exemple, aux forces externes qui créent un stress. Pourquoi, par exemple, les niveaux de cortisol - une mesure chimique du stress - montent-ils dans une baleine boréale récemment tuée à Barrow, en Alaska, alors que chez le rorqual bleu de 2007, les niveaux de stress étaient systématiquement élevés?

«Est-ce une fonction de l'endroit où se trouvait la baleine bleue, comme une zone de navigation lourde? Ou était-ce seulement cet animal lui-même? ”Demande-t-il. Il essaie également de voir si les animaux des années 1980, par exemple, étaient plus stressés que ceux qui nageaient dans les années 1920; jusqu'à présent, les données indiquent que les niveaux de stress de base étaient plus bas chez les animaux il y a plusieurs générations. «Nous ne savons pas à quoi attribuer cela; Est-ce le bruit, les produits chimiques, la nourriture, le manque de nourriture? Nous ne savons pas encore. . . il semble qu’à chaque fois que nous obtenons une réponse, nous devons répondre à plus de questions. ”

«Objets de merveille: des collections du musée national d'histoire naturelle» est présenté du 10 mars 2017 au 2019.

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