Québec science, 1 janvier 1992, Juin

3,25$ :: ; si.sin;, :»:i: ; ¦: : : ; wmmmm : ^ ^ - iiiH Volume 30, numéro 9 tilt bill pimiri fitt, it jm t 'em ÏPFCIA1 ENVIRONNEMENT ,’HYPOTHESE GAIA : flOTRE PLANÈTE :ST-ELLE VIVANTE ?f ¦ ml fERS UNE GESTION PLANÉTAIRE AUSSE ALERTE m ULTRAVIOLETS .ES MAISONS VERTES » lVE A-T-ELLE iXISTÉ ?JUIN 1992 "y i >iié * imà 101 —01977 QTElÛ2 73333 01719 8 Courrier de 2" classe, enregistremen; n 1052.Port paye à Québec.C.P.250.Sillery.Québec.Canada GIT 2R1 j.JL I ü i HEyüE NA 11 ôNALE B QK EAU DEP0 T LEGAL 1/00 Si DÉNIS MON ! REAL.0l_iE.Hk‘X sKG 77333301719806 ékD.¦t ' ( ' rywjÿCehÀÆwX'! PARC MARIN du •¦•;-• 'A 'n environnement marin unique à la rencontre du Saguenay et du Saint-Laurent.Laissez-vous éblouir par les beautés du fjord et du fleuve, la présence des nombreux mammifères marins et la richesse de la mystérieuse vie marine.1+1 MARINE >;< PARK Environnement Canada Environment Canada Service des parcs Parks Service Canada •- -:VV ' ¦*1 ilume 30, numéro 9 ACTUALITE 11 SIDOCI, l’informatique au chevet du malade Un système à écran tactile, qui enregistre la parole, pour faciliter le travail des intervenants de la santé, cela est maintenant réalité.Par Yvon Larose Les maisons « vertes » pour la banlieue et pour la ville On a beau vouloir concevoir la maison économe d’énergie parfaite, cela ne fait pas nécessairement une maison entièrement écologique, surtout si elle est située en banlieue.Par Stéphane Gagné L’eau, notre amie L’eau n’y sera peut-être jamais aussi claire que dans un beau lac de montagne, mais le Saint-Laurent va à nouveau pouvoir accueillir les baigneurs.Par Jean-Marc Fleury Un bloc opératoire futuriste Le nouveau bloc opératoire de l’Hôpital de l'Enfant-Jésus, avec ses installations sophistiquées, ne néglige rien pour la sécurité des opérations.Par Yvon Larose • Le cratère de Maskovagas fiaide sou coupable SPFCTA T ENVIRONNEMENT 13 16 La science de Gaia La Terre et tous ses occupants constituent un seul et unique organisme vivant, capable de s'adapter et de survivre aux conditions de vie de son évolution.Par Jean-Marc Fleury Le Biodôme : la maison de la vie La conception, la réalisation et la mission de ce nouveau concept en muséologie, basé sur la notion d’écosystème.Publi-reportage au centre du magazine SOMMAIRE Page 24 J *9 Page 16 ¦3-V-V — 24 Premiers pas en gestion planétaire La planète court peut-être au désastre, selon les plus alarmistes, mais les chefs d’Etat semblent résolus à renverser la vapeur.A preuve, le Sommet de la Terre, tenu ce mois-ci à Rio de Janeiro.Par Eve-Lucie Bourque, Jean-Marc Fleury et Raymond Lemieux 29 Ozone : fausse alerte aux UV Aussi graves que les dangers dénoncés, les cris d’alarme lancés par certains organismes ne font parfois qu’entretenir la confusion sur T état réel de la pollution.Par Étienne Denis 33 Ève a-t-elle existé ?N’avons-nous eu qu’une seule mère ?Etait-elle africaine, asiatique ou caucasienne ?A-t-elle 100 000 ans ou 10 fois plus ?Répondre à ces questions, ce serait dire où se trouve l'arche de Noé - ou le jardin d’Eden.Par Norman Leavy CHRONIQUES Page 29 Page 33 5 ENTRE LES LIGNES 6 COURRIER 38 EN VRAC 39 LA DIMENSION CACHÉE Pinceaux au boulot Par Raynald Pepin 41 À LIRE La fin de l'avenir.Le déclin technologique et la crise de l’Occident 42 DANS LE PROCHAIN NUMÉRO QUÉBEC SCIENCE, magazine à but non lucratif, est publié 10 fois l’an par les Presses de l’Université du Québec.La direction laisse aux auteurs l’entière responsabilité de leurs textes.Les titres, sous-titres, textes de présentation et rubriques non signés sont attribuables à la rédaction.Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation réservés.Télex: 051-31623 Dépôt légal : Bibliothèque nationale du Québec Deuxième trimestre 1992.ISSN-0021-6I27 Répertorié dans Point de repère et dans l’Index des périodiques canadiens.© Copyright 1992 - QUÉBEC SCIENCE PRESSES DE L’UNIVERSITÉ DU QUÉBEC Imprimé sur papier contenant 50 % de fibres recyclées et 20%de fibres désencrées (post-consommation) JUIN 1992 / QUÉBEC SCIENCE 3 ‘AVANTAGES Membre fl LE MAGAZINE QUÉBEC SCIENCE OFFRE À SES MEMBRES UNE SÉRIE D'AVANTAGES TOUS PLUS INTÉRESSANTS LES UNS QUE LES AUTRES.deia EN VOICI UN AUTRE EXEMPLE temps ÜJV SONS C^ïà Ses -téléphonique, transfert de J°®e^9700, avec alarme, cal"' électroniques Las n avec les autres«qq et SW0; f ^ dans un boîtier avec les auiiw o qq et 4,5 9S1,»««' Irf sci# (OJliHf1 ojljil* [S^ supérieure blanche des nuages lors de votre prochain voyage en avion, pour constater que ces surfaces réfléchissent de 70 à 80 % du rayonnement solaire.Au début, l’étoile de Floréale était moins lumineuse (1).Le long de l’équateur de la planète, la température atteignait à peine les 5 °C nécessaires aux pâquerettes.À la première lente et difficile floraison, il y avait des pâquerettes de toutes les teintes, des plus claires aux plus sombres.Pendant la première saison les fleurs les plus sombres absorbèrent plus de rayonnement.Cette absorption plus grande rendait la température de leur environnement légèrement supérieure à celle des endroits où poussaient les fleurs plus claires.Par contre, la température des sites où domi naient les fleurs claires tombait au-dessous des 5 °C fatidiques ; un grand nombre de ces dernières mouraient avant d’avoir germé.Ainsi, la saison suivante, il y avait plus de fleurs sombres (2).Après plusieurs saisons, il y avait une prolifération suffisante de fleurs sombres pour entraîner une élévation de la température de toute la planète.Mais l’étoile vieillissante dégageait de plus en plus de chaleur.Bientôt, les sites où les pâquerettes sombres faisaient grimper la température au-dessus des 40 °C se dégarnirent.C’est alors que les pâquerettes blanches prirent le dessus (3), favorisées par leur capacité naturelle à réfléchir la chaleur solaire.Jusqu’à ce que le flux thermique de l’étoile agonisante devienne trop puissant, même pour une Floréale couverte de fleurs claires (4).(Il est facile de créer d’autres Floréale avec le logiciel SimEarth, disponible en version IBM et Macintosh.) Avec ce modèle simple.Lovelock montrait que la régulation thermique de toute une planète pouvait s’expliquer par la simple compétition entre des fleurs de teintes différentes.Il créa un grand nombre de Floréale, certaines avec seulement deux teintes de pâquerettes, d’autres avec de nombreuses nuances.Sur certaines de ces planètes, des maladies affectaient les pâquerettes, des animaux les broutaient et, enfin, la planète était périodiquement bombardée par des astéroïdes.Mais la simple compétition entre fleurs de différentes teintes parvenait chaque fois à maintenir la température planétaire dans la fourchette de 5 à 40 °C.Le modèle avait aussi la grande qualité de réconcilier Gaïa avec les règles de la sélection naturelle, les espèces les mieux adaptées ayant le plus de descendants.Donc, la simple compétition entre fleurs de différentes teintes pouvait régler la température d’une planète, sans qu’intervienne quelque dessein de leur part.UNE COUVERTURE DE TROP Par contre, il est beaucoup plus difficile aux gaïens de démontrer que la vie constitue le principal mécanisme qui façonne l’environnement terrestre, du climat ***** LES PAQUERETTES, THERMOSTAT DE FLORÉALE Lorsque survient le printemps, la neige fond beaucoup plus rapidement sur les rues recouvertes d'asphalte noir.Les surfaces noires absorbent beaucoup plus de chaleur des rayons du soleil que les surfaces claires.Sur Floréale, les pâquerettes noires prolifèrent lorsque le rayonnement solaire se fait chiche et sont remplacées par des pâquerettes claires au fur et à mesure que le rayonnement solaire s’intensifie.Ce mécanisme permet à Floréale de stabiliser sa température malgré un accroissement de la chaleur solaire.JUIN 1992/QUÉBEC SCIENCE 19 20 jusqu’à la dérive des continents.L’un des préceptes gaïens veut en effet qu’il ne puisse y avoir une occupation partielle d’une planète par des organismes vivants.« Elle serait aussi éphémère, dit Lovelock, qu’une moitié d’animal.» Sur Gaïa, la croissance de la vie affecte l’environnement à un point tel que les êtres vivants et le milieu physique évoluent en étroite liaison, jusqu’à former un seul processus indivisible.Le paramètre planétaire le plus important, dans le modèle gaïen, est sans contredit la température.Pour Lovelock, le fait que la fourchette des températures terrestres soit demeurée favorable à la vie, malgré l’augmentation du réchauffement solaire, ne tient pas au seul hasard.L’explication par un jeu de facteurs géologiques favorables ne suffit pas non plus.C’est la vie, qui a pris son environnement en main et qui l’a adapté à ses besoins.Dans l’histoire de la vie terrestre selon Gaïa, le maintien d’une température convenable, que ce soit par l’élimination de la couverture de gaz carbonique ou par d’autres mécanismes, occupe une place centrale.Là-dessus, les scientifiques se disent d’accord.L’apparition de la vie a entraîné une décimation du gaz carbonique, qui n’a connu de cesse que récemment, avec l’avènement de la révolution industrielle.En premier lieu, la vie bactérienne a éliminé de grandes quantités de gaz carbonique, en utilisant le carbone pour sa propre fabrication.Ces bactéries « photosyn-thétiseuses » se comportaient donc comme les pâquerettes blanches de Floréale : leur prolifération refroidissait la Terre, en grugeant la douillette de Gaïa.De leur côté, les prédateurs des bactéries fixatrices de carbone agissaient comme les pâquerettes sombres, en retournant le gaz carbonique dans l’atmosphère.Aujourd’hui, on dirait que les plantes et les arbres sont les pâquerettes claires et les animaux les sombres.POMPES À GAZ CARBONIQUE Le modèle gaïen comprend plusieurs autres mécanismes, régularisant le climat terrestre par leur effet sur le cycle du gaz carbonique.Par exemple, la vie QUÉBEC SCIENCE/JUIN 1992 retirerait de l’atmosphère une grande quantité de gaz carbonique, en favorisant l’érosion des roches.Là où les géologues attribuent à l’eau de pluie enrichie en gaz carbonique la propriété de dissoudre les roches.Lovelock accorde un rôle très important aux plantes.Il souligne le fait que, dans les sols colonisés par les plantes, la concentration en gaz carbonique est de 10 à 40 fois plus élevée que dans l’atmosphère.Les organismes vivants agissent comme des pompes à gaz carbonique, l’extrayant de l’air pour l’enfouir dans le sol.Les racines d’un arbre exhalent un peu de gaz carbonique tout au long de la vie de l’arbre.Lorsqu’il meurt, le carbone fixé dans ses racines est oxydé par les bactéries, ce qui libère du gaz carbonique dans le sol.Ce gaz carbonique réagit avec les roches, pour former du carbonate de calcium que les ruisseaux et les eaux souterraines entraînent jusqu’à la mer.Là encore, la vie intervient avec la multitude d’organismes marins qui incorporent le carbonate à leurs coquilles.Sur les fonds marins bordant les continents, la pluie continuelle de coquillages microscopiques accumule des sédiments calcaires de grande épaisseur, ce qui retire d’immenses quantités de carbone de l’atmosphère.D’ailleurs, en éliminant le gaz carbonique par la dissolution des roches et la production de calcaire, la vie ne se contente pas de maintenir une température favorable, elle libère aussi toutes sortes de minéraux nécessaires à sa propre croissance.LES PIEDS SUR L’ATMOSPHÈRE De leur côté, les géologues estiment qu'il existe deux cycles du carbone : le biologique et le géochimique.Pour eux, c’est le calcium qui, par sa seule présence, piège le gaz carbonique en s’y associant pour former le carbonate de calcium.Du point de vue des géologues, nous marchons sur notre ancienne atmosphère lorsque nous déambulons sur les montagnes, collines et falaises de calcaire.La tectonique des plaques est le moteur du cycle géochimique.Les fonds marins se renouvellent constamment, naissant au milieu des océans et dispa- NOYAUX CONDENSATION ¦Kl raissant dans les zones de subduction, à la marge des continents.La chaleur intense provoquée par la subduction des fonds marins libère le carbone, qui s’échappe par la bouche des volcans.La vitesse de déplacement des plaques tectoniques paraît lente, un maximum de 5 centimètres par année, mais cela signifie que le cycle géochimique du carbone ne dépasse pas 200 millions d’années, une période relativement brève à l’échelle géologique.Pour les géologues, le cycle biologique demeure tout à fait marginal.Il leur suffit de constater qu’il y a 100 000 fois plus de carbone dans les roches terrestres que dans toute l’atmosphère.Lovelock leur répond que c’est la vie qui a démarré le mouvement de la tectonique des plaques.Il reprend à ^ son compte une très controversée hypothèse, attribuant aux sédiments de carbonate de calcium situés en marge des continents le rôle d’initiateurs de la tectonique.Ces sédiments de calcaire, résultats de l’accumulation des restes d’organismes marins, auraient modifié la chimie et la température de la croûte terrestre, de façon à la fracturer et à enclencher les mouvements tectoniques.Cette idée laisse les géologues .COlDnlf d c ‘'«‘il pDaHj U LU Esfl, ¦.!' ¦ fSti Si ’"S tv.s Si ie Sc„! Sij “da 1*% Süe LE THERMOSTAT DE GAIA - : .mi complètement perplexes.« Il est à peu près impossible de vérifier si la tectonique a commencé avant la vie ou non », dit Barrie Clarke, de l’Univer sité Dalhousie, à Halifax.LE LIEN ALGUES-NUAGES En plus de sa contribution à la fixation du carbone dans les roches calcaires, Lovelock propose un autre mécanisme par lequel la vie contrôlerait le climat : l’hypothèse algues-nuages (figure ci-dessus).L’intérêt de ce mécanisme tient au fait qu’il peut, lui, faire l’objet de recherches.Selon cette hypothèse, l’émission de gaz soufrés par des algues marines constituerait le thermostat de la planète.Les algues colonisent des dizaines de milliers de kilomètres carrés des surfaces océaniques.Chaque année, elles émettent environ 40 millions de tonnes de sulfure de diméthyl, ou diméthyl-sulfure (DMS), dans l’atmosphère.Or, ce composé soufré est un excellent précurseur des gouttelettes d’acide sulfurique qui constituent les plus efficaces noyaux de condensation de la vapeur d’eau.Sans ces noyaux, il ne peut y avoir formation de nuages.L’émission de DMS par les algues marines pourrait donc provoquer la formation de nuages et ainsi influencer le climat.Ce serait là le thermostat de Gaïa.Des températures plus chaudes favoriseraient la multiplication des algues et, par conséquent, l’émission de plus grandes quantités de DMS dans l’air marin.Par contre, l’accroissement de DMS provoquerait plus d’ennuagement.Une plus grande partie du rayonnement solaire serait réfléchie par les nuages, et la température s’abaisserait.Mais la diminution de l’ensoleillement et de la température ralentirait la croissance des algues et la production de DMS.D’où moins de nuages, et ainsi de suite.Cette fois-ci, les scientifiques tiennent une hypothèse gaïenne vérifiable, et ils ne se gênent pas.Par exemple, en décembre 1988, la revue scientifique Nature publiait un article dévastateur de Stephen Schwartz, du Brookhaven National Laboratory, à New York, affirmant qu’il n’y avait aucun lien entre le DMS et le climat.Stephen Schwartz appuyait son argumentation sur la récente augmentation des noyaux de condensation soufrés d’origine humaine.Les noyaux soufrés produits par l’activité indus- trielle sont maintenant aussi nombreux que ceux qu’engendrent les algues.Etant donné que cette augmentation s’est produite au cours des cent dernières années, et surtout dans l’hémisphère Nord, on devrait y observer une augmentation parallèle de l’ennuage-ment et une diminution de la température par rapport à l’hémisphère Sud.D’autant plus que les noyaux de condensation soufrés migrent peu d’un hémisphère à l’autre, tandis que le gaz carbonique produit par l’activité industrielle se répartit de façon homogène à la grandeur de la planète.Dans son article de 1988, Schwartz affirmait qu’il n’y avait eu ni accroissement de l’ennuagement ni refroidissement ou ralentissement du réchauffement dans l’hémisphère Nord par rapport à l’hémisphère Sud.Le chercheur s’avouait surpris de ce résultat et se voyait obligé de conclure que la production de DMS par les algues n’a pas d’effet climatique, les noyaux de condensation soufrés, qu’ils soient d’origine industrielle ou naturelle, ayant des propriétés identiques.Mais, en janvier dernier, Stephen Schwartz et plusieurs des plus prestigieux noms de la climatologie signaient dans la revue Science un article contredisant complètement l’article de Nature.Dans ce dernier article, les auteurs concluent que les noyaux soufrés ont un tel impact sur le climat qu’ils ont annulé le réchauffement climatique prévu par l’augmentation du gaz carbonique ! Tout comme si les cheminées des usines avaient pris la relève des algues de Gaïa.Pour Maurice Levasseur, de l’Institut Maurice-Lamontagne, à Mont-Joli, les mécanismes en cause sont si compliqués que le débat reste ouvert.Il est le premier océanographe canadien à étudier la production marine de DMS.« J’ai été intéressé, dit-il, parce que le DMS crée un problème.Episodiquement, les morues pêchées dans le détroit de Belle-Isle et au large du Labrador dégagent une forte odeur de soufre, ce qui peut en réduire la valeur commerciale.» On trouve dans leur estomac un petit ptéropode (mollusque nageur de quelques millimètres de longueur) contenant lui-même de fortes teneurs en DMS.JUIN 1992 / QUÉBEC SCIENCE 21 i-t- « Mon premier objectif, explique Maurice Levasseur, est d’identifier les algues productrices de DMS et les conditions favorisant le transfert du DMS dans la chaîne trophique jusqu’à la morue.En même temps, je veux apporter ma contribution à la compréhension du cycle global du DMS et de son éventuel effet sur le climat.» Sans adhérer complètement à Gaï'a, Maurice Levasseur fait partie des nombreux scientifiques qui se disent stimulés par la théorie.Les travaux de ce chercheur représentent beaucoup d’intérêt, car ils portent sur la production de DMS dans les milieux arctiques et subarctiques, qui sont les plus vulnérables aux variations climatiques.LE SUPERORGANISME BACTÉRIEN D’autres, comme Sorin Sonea, de l’Université de Montréal, voient en Gaïa une confirmation de leur propre théorie.Depuis longtemps, le professeur Sonea affirme que les bactéries forment un unique organisme.En effet, l’information génétique circule si librement entre les bactéries qu’il n’y a pas formation de véritables espèces bactériennes.Chaque fois qu’une bactérie dispose d’une propriété avantageuse, elle la partage aussitôt avec les autres.Pour preuve, il suffit de constater la rapidité avec laquelle se propage la résistance bactérienne aux antibiotiques.Lovelock a repris l’idée du professeur Sonea.Lorsqu’il décrit Gaïa comme un organisme vivant, il accorde au monde bactérien un rôle central.C’est la communauté des bactéries qui joue un rôle clé dans les cycles du carbone et de l’azote, ainsi que dans tous les autres cycles biogéophysiques planétaires.La forme de vie qui a pris naissance il y a plus de 3,5 milliards d’années et qui représente encore plus de la moitié de la masse des êtres vivants, c’est le superorganisme bactérien.« Sur Gaïa, dit Lovelock, nous ne sommes qu’une espèce parmi les autres.» Le théoricien espère ainsi qu’en montrant à quel point tous les êtres vivants forment un tout organique avec la Terre, il convaincra ses sœurs et frères de respecter toutes les formes de vie, Gaïa comprise.Lovelock craint qu’à trop perturber la physiologie gaïenne, comme nous risquons de le faire avec le réchauffement climatique, nous ne précipitions une réaction qui amènerait Gaïa à se débarrasser de notre espèce, alors que le superorganisme bactérien, lui, s’en remettrait certainement.Les partisans de Lovelock comparent l’hypothèse Gaïa à la théorie de l’évolution de Darwin et à celle de la tectonique des plaques de Wegener.Il a fallu bien des années et bien des recherches, avant que l’on accepte leurs grandes synthèses.Peut-être en sera-t-il de même pour la théorie gaïenne.En attendant, il faudrait faire savoir à notre planète que, même si on n’a rien contre la Gaïa microbienne, on aime bien la Gaïa humaine.?M ¦¦ Les nouvelles avenues technologiques passent par le carrefour de l’excellence, le CRIM (Centre de recherche informatique de Montréal) Le CRIM se consacre à des activités de recherche et développement de haut niveau portant sur le développement de technologies informatiques de pointe, assure le transfert des connaissances vers les utilisateurs de façon à hausser leur niveau de compétitivité et leur apport au développement économique, et il contribue à la formation d'une main-d’oeuvre hautement qualifiée en informatique aux 2" et 3° cycles universitaires.Le CRIM regroupe plus de 50 universités et entreprises québécoises actives dans le domaine de l'informatique.Il compte 70 employés dont plusieurs chercheurs de renommée mondiale.Afin de faciliter le transfert de connaissances, le CRIM a établi des liens avec différents centres de recherche et universités autant sur la scène canadienne quïnternationale(notamment en Allemagne, en France, aux États-Unis).Le CRIM constitue avant tout un lieu unique de collaboration universités-entreprises et offre un réseau de contacts privilégiés en R-D dans le domaine de l'informatique.Ses domaines d’intervention sont les suivants: systèmes à base de connaissances compréhension de la parole et interprétation des signaux génie logiciel et Centre de génie logiciel appliqué architectures parallèles informatique des processus industriels et vision artificielle téléinformatique et réseaux environnements informatisés de formation et interfaces personne-système Prenez la bonne direction, contactez le CRIM .^ M Centre de recherche informatique de Montréal Tél.: (514)340-5700 Téléc.: (514)340-5777 ™BI, Québec, Canada.CRIM Avec nous, foulez de nouvelles terres de connaissance.à sas Le Biodôme de Montréal, sur le chemin d’une muséologie renouvelée Communication scientifique Muséographie Animation Programmation et gestion Groupe Média Science inc.3575, boul.Saint-Laurent Bureau 705, Montréal (Québec) H2X 2T7 (514) 845-3636 Design+ Communication inc.4749, Notre-Dame ouest Montréal (Québec) H4C 1S7 (514) 932-1428 Paroles en jeu inc.Case postale 1105 Succursale B Montréal (Québec) H3B 3K7 (514) 297-4459 Métamorphoses Claude Benoit inc.3575, boul.Saint-Laurent Bureau 701, Montréal (Québec) H2X 2T7 (514) 845-3616 Par Eve-Lucie Bourque, Jean-Marc Fleury et Raymond Lemieux La plus grande conférence de tous les temps, les chefs des 170 États qui se partagent la planète, 30 000 participants, un ordre du jour qui commence avec la description des grands écosystèmes terrestres et se termine par des incitations à changer notre façon de vivre.Ce n’est pas pour rien qu’on a surnommé « Sommet de la Terre » la Conférence des Nations Unies sur l’environnement et le développement, qui a lieu ce mois-ci (du 3 au 14 juin), à Rio de Janeiro.u paysan de l’Inde, qui ne trouve plus ni bois pour cuire ses / aliments ni eau pour s’abreuver, aux familles américaines _____/ de Love Canal, obligées de quitter leurs demeures construites sur des sols empoisonnés, les habitants de la planète se soucient désormais autant de l’avenir de la Terre entière que du devenir de leur environnement immédiat.Les manifestations de l’activité humaine atteignent l’ordre de grandeur des grands processus planétaires fondamentaux.Les humains transforment ou consomment presque la moitié du matériel végétal produit par l'action photosynthétique.À cause de leur recours croissant aux engrais, les agriculteurs et jardiniers du globe fixent autant d’azote que dame Nature.L’activité industrielle rejette annuellement de 7 à 8 milliards de tonnes de carbone, soit 7 % de la quantité échangée entre l’atmosphère et les océans.Et, chaque année, nous sommes 100 millions d’habitants de plus sur la planète.Certains affirment qu’il nous faut désormais prendre la responsabilité de la planète tout entière.Tout un défi, lorsque l’on connaît les incertitudes qui troublent les scientifiques eux-mêmes (voir « L’ozone, fausse alerte aux UV », page 29).5 O œ O LE LIVRE DE BORD DE LA PLANETE La Conférence de Rio se veut un tournant dans cette prise en main des écosystèmes planétaires.Mais avant de commander Gaïa (voir « La Science de Gaïa », page 16), il nous reste à nous entendre sur ce que nous voulons qu’elle devienne.Les problèmes que les scientifiques nous ont décrits ont été causés par notre façon de vivre.Il faudra la modifier, surtout si l’on veut se partager Gaïa à dix ou douze milliards, population mondiale prévue dans seulement 40 ans.Les chefs d’État réunis à Rio doivent s’entendre sur une Déclaration sur l’usage de la Terre.On s’attend aussi à ce qu’ils ratifient plusieurs conventions, sur le changement climatique, la biodiversité et, peut-être, la désertification et les forêts.Ils signeront le premier « livre de bord » planétaire, Agenda 21, un document de 700 à 800 pages décrivant la situation actuelle, et donnant une série d’objectifs et les moyens de les atteindre, cela dans 21 domaines différents, du changement climatique à l’éducation environnementale.Enfin, les nations riches et pauvres chercheront 24 QUÉBEC SCIENCE/JUIN 1992 les fonds indispensables pour commen cer à piloter écologiquement la planète ; une facture de 625 milliards de dollars par année, dont 125 milliards que les pays pauvres espèrent obtenir des pays riches.Plusieurs des atteintes à notre éco-sphère : l’amincissement de la couche d’ozone par les CFC, la réchauffement du climat par les gaz thermo-actifs, l’envahissement par les déchets, rintoxication par les métaux lourds, les organochlorés et les pesticides relèvent de la responsabilité première des pays industrialisés du Nord.Par contre, la dégradation accélérée des terres en pente et des sols tropicaux, ainsi que la croissance rapide de la pression démographique sur les ressources sont le fait des pays sous-développés du Sud.iT’ Puisque c’est la misère qui pousse les pauvres du tiers-monde à détruire l’environnement, il leur faut le développement.Comme le répète souvent Maurice Strong, le secrétaire général de la Conférence de Rio, « la croissance économique est le meilleur gage de protection de l’environnement ».C’est pourquoi la Conférence de Rio porte à la fois sur le développement et l’environnement.JUIN 1992 / QUÉBEC SCIENCE 25 - Reste maintenant à inventer un nouveau type de développement.Un développement différent du modèle suivi jusqu’ici par les pays industrialisés, qui devront se mettre à l’ère du recyclage et adopter un mode de vie plus frugal, par exemple en renonçant au véhicule personnel au profit du transport en commun.« Nous allons devoir vivre des vies d’une modestie sophistiquée », dit Maurice Strong.POUR QUELQUES DEGRÉS DE TROP L’instrument de gestion privilégié par les participants au Sommet de Rio pour mettre en place une gestion viable de la Terre est la convention.Après deux ans de discussions, les représentants de 143 pays en sont venus, trois semaines avant le Sommet de Rio, à un consensus pour stabiliser, d’ici à l’an 2000, les émissions de gaz responsables de l’effet de serre.Cette entente devait constituer la pierre angulaire d’une convention mondiale sur les changements climatiques, que l’on souhaitait ratifier à Rio.Le débat scientifique et politique entourant ce dossier est cependant loin d’être clos.D’abord, le phénomène du réchauffement climatique n’est pas encore parfaitement élucidé.Le président des Etats-Unis, Georges Bush, a d’ailleurs souvent allégué cet argument pour se défiler devant tout engagement en faveur de la réduction des émissions de gaz à effet de serre.Mais une chose est certaine : la composition de l’atmosphère a changé.Les teneurs atmosphériques en dioxyde de carbone, méthane, oxydes d’azote et chlorofluorocarbones ont augmenté.La température moyenne de la planète est de 15 °C.Les gaz, comme le dioxyde de carbone, captent et retiennent une partie de la chaleur solaire que reçoit la Terre.C’est ce que l’on appelle l’effet de serre, sans lequel la vie serait impossible.L’augmentation de certains de ces gaz, issus de l’utilisation de combustibles fossiles, dans le transport et l’industrie, ou résultant de la décomposition de matières organiques, contribue à accroître l’effet de serre.Ainsi, les travaux réalisés dans le cadre du Programme international géosphère- Financement adéquat et transfert de technologies permettraient de réconcilier les attentes exprimées lors des réunions préparatoires au Sommet de Rio.biosphère, sous l’égide des Nations Unies, ont permis de constater que le CO, a augmenté de 25 % dans l’atmosphère, depuis le début du siècle, et, pendant toute cette période, la température du globe s’est élevée de 0,6 °C.ASSAINIR AU NORD, SANS NUIRE AU SUD Ces études ont également mis en lumière une corrélation entre l’effet de serre et le taux de COr Selon les diffé- rents modèles mathématiques utilisés, un doublement des émissions de gaz carbonique fera augmenter la température de 5 à 12 °C, à la hauteur du cercle polaire.En somme, continuer à rejeter ces gaz mènerait à des chambardements climatiques majeurs : le régime des vents serait modifié, le cycle agricole serait perturbé et le niveau des mers s’élèverait d’au moins 25 centimètres.Ce qui serait catastrophique pour des pays situés légèrement au-dessous du niveau de la mer, comme les Pays-Bas et les Maldives.Les discussions de Rio ont une saveur autant scientifique que politique et économique.Certains estiment que la limitation des gaz à effet de serre nuirait à la compétitivité industrielle.Les pays industrialisés, surtout les États-Unis, rechignent à adopter une convention qui affecterait leur économie.En même temps, les pays du Sud, dont la production de gaz à effet de serre par habitant n’est qu’une fraction de celle des pays industrialisés, revendiquent le droit à un développement industriel, que la Convention pourrait compromettre.Ils se refusent à faire les frais d’une pollution principalement produite par les riches.Le quotidien de New-Delhi, The Times of India, rappelle à ce propos que « si on invite le Nord à réduire de 20 % la quantité de gaz carbonique dans l’atmosphère et que l’on autorise le Sud à augmenter ses émissions de 50 %, on aboutira à la situation suivante : la part des États-Unis passera de cinq à quatre tonnes de CO, par personne, tandis que celle de l’Inde s’élèvera de 0,4 tonne à 0,6 tonne ».Le projet de convention adopté en mai dernier prévoit d’aider les pays du Sud à contrôler leurs émissions.Cela se concrétiserait par des transferts de tech- - Mût till ï'otitr les iéi|iiise MLes i!l()i|)I0té '|KlltS»,C CONTRE tac des en Pttclii 'isiil i p tantsetlei ®ms Wersiju tas ’Nsi froprié; Ne les no ^ IC “taiésen »(, giU.en 26 QUÉBEC SCIENCE / JUIN 1992 niques offrant une meilleure efficacité énergétique.C’est une des raisons pour lesquelles un bon nombre de pays se seraient ralliés au projet.Reste à en négocier les modalités, ainsi que les fonds qui seraient alloués au Sud par le Nord.Les signataires ont aussi convenu de protéger ce qu’ils appellent les « puits », c’est-à-dire les forêts, qui absorbent une partie du gaz carbonique.GÈNES CONTRE BIOTECHNOLOGIES Avec des enjeux moins spectaculaires que ceux de la Convention sur les changements climatiques, le projet de Convention sur la biodiversité, une entente visant à préserver les organismes vivants et leur matériel génétique, n’en est pas moins tout aussi crucial.En effet, le développement durable devra s’appuyer sur un plus grand recours aux êtres vivants : végétaux et animaux aux rendements accrus, plantes adaptées aux sols marginaux, virus et bactéries appropriés à la lutte biologique.Même avec les possibilités du génie génétique, l’immense bassin de gènes des espèces domestiquées et sauvages représente l’expérience accumulée de 3,5 milliards d’années d’évolution.En fait de réservoir de sagesse, il ne se fait pas mieux.Pourtant, selon le biologiste américain Edward O.Wilson, l’activité hu- maine, surtout dans la destruction des écosystèmes tropicaux, provoque la disparition d’environ 17 500 espèces par année, sur un total de 10 à 30 millions.Un pays aussi grand que le Canada ne possède que 125 000 espèces et compte à peine 3 300 plantes indigènes.Le Brésil, lui, en abrite 5 000.Or, le quart des médicaments que nous utilisons tiennent leur ingrédient actif d’une plante.Atropine, curare, digitaline, morphine, quinine, réserpine et vincristine (utilisée avec succès contre la leucémie) ne sont que quelques-uns des plus célèbres d’entre eux.Les ressources génétiques des pays tropicaux sont aussi importantes pour notre garde-manger que pour notre pharmacie.On ne connaît que cinq plantes commerciales ayant leur origine en Amérique du Nord : le bleuet, la canne-berge, l’artichaut, le pacanier (noix de pacane) et le tournesol.Tout le reste vient d’ailleurs et surtout des pays du Sud.LE MARCHANDAGE DES RESSOURCES GÉNÉTIQUES Aujourd'hui, les sélectionneurs sont constamment aux aguets.Ils modifient sans cesse les plantes, en ayant la plupart du temps recours à des gènes de plantes originaires du Sud.Par exemple, ils n’en finissent plus de découvrir le po- tentiel des gènes d’un parent sauvage du maïs, découvert sur une montagne du Mexique en 1977.Les variétés incorporant ces gènes ont une plus grande tolérance aux sols mal drainés, une solidité plus grande et une résistance accrue aux maladies virales.À tel point que l’on envisage la création d’une sorte de supermaïs, « pratiquement indemne de maladie, robuste et merveilleusement savoureux », écrit Erich Hoyt, du Fonds mondial pour la Nature.Les pays en développement ont bien conscience de leur richesse génétique.Ils se sentent lésés par les pays industrialisés, qui retirent un profit immense de l’exploitation de plantes « de chez eux ».Pour eux, le Sommet de Rio est une occasion unique d’obtenir justice.La frustration de ces pays a considérablement augmenté depuis que les pays industrialisés ont commencé à utiliser la biotechnologie pour modifier, breveter puis leur vendre à prix forts des plantes qui leur appartenaient au départ.« Ils voient l’accès à leurs ressources génétiques comme une forme de néocolonialisme », explique Johannah Bernstein, responsable du Comité canadien de participation des organisations non gouvernementales au Sommet de Rio.En échange de l’accès à leurs ressources génétiques, les pays en développement exigent que les pays du Nord leur permettent d'utiliser les nouvelles variétés, issues de la biotechnologie, à des prix subventionnés et sans qu’ils aient à respecter les brevets.La Convention sur la biodiversité devrait comprendre des engagements des pays industrialisés à fournir des fonds supplémentaires, pour aider les pays du Sud à inventorier et protéger leurs ressources génétiques.Cette protection devrait surtout mettre l’accent sur la conservarion in situ, c’est-à-dire la protection des ressources génétiques dans leur milieu naturel, par l’entremise de parcs ou de réserves naturelles.Dans le domaine de la conservation des ressources génétiques comme dans de nombreux autres, les pays en développement demandent aussi aux pays industrialisés de pouvoir se procurer L’activité humaine, en détruisant les écosystèmes, entraîne chaque année la disparition de nombreuses espèces.JUIN 1992 / QUÉBEC SCIENCE 27 Alejandro Balaguer - Sygma / Publiphoto La solution à la crise de l’environnement réside dans la disparition de la pauvreté et des inégalités entre pays du Sud et du Nord.les techniques les plus récentes, mais à des prix inférieurs à ceux du marché et sans avoir à respecter les brevets.C’est une sorte de marchandage, où le Sud livrerait ses ressources génétiques en échange des techniques du Nord.TECHNOLOGIES POUR TOUS « Si les pays en développement adoptent des techniques obsolètes et inefficaces, alors notre destruction est assurée, dit Mostafa Tolba, directeur du Programme des Nations Unies pour l’environnement.La question principale est de savoir si les pays pauvres auront accès aux nouvelles techniques.» A l’heure actuelle, les 25 % de la population mondiale vivant dans les pays industrialisés consomment 70 % des ressources de la planète.Personne n’ose envisager une planète où les quatre autres milliards d’humains amélioreraient leur sort en adoptant le même mode de vie et les mêmes techniques.La seule perspective de voir les 1,1 milliard d’habitants de la Chine, qui sont déjà responsables de 9 % des émissions mondiales de gaz carbonique, sextupler leur production d’énergie en construisant des dizaines de milliers de chaudières au charbon, bouleverse tous les scénarios de réduction du CO,.Mais la Chine n’a ni les moyens ni la technologie pour changer de source d’énergie ou même modifier les 750 000 chaudières déjà existantes.Les pays en développement voient donc dans la Conférence de Rio une occasion de forcer la main aux pays du Nord, en exigeant l’accès aux techniques nouvelles.Les pays du Sud n’ont pas le choix.Déjà, le remboursement de leur dette aux banques du Nord fait que, ces dix dernières années, il y a eu un transfert net de capitaux du Sud vers le Nord.Si vous voulez que nous sauvions la planète, disent-ils aux pays du Nord, il faudra que vous en absorbiez les coûts.Les discussions préliminaires à la Conférence de Rio comprenaient donc toute une section sur le transfert de techniques.Pour Herbert Brent-Copley, du Centre de recherches pour le développement international, à Ottawa, « le transfert de techniques ne suffit pas.Il faut rendre le Sud capable de développer ses propres techniques.» M.Brent-Copley espère que le Sommet de la Terre sera l’occasion de mettre en place les réseaux permettant de relier directement les inventeurs aux utilisateurs de techniques.De tels contacts directs seraient préférables à l’établissement de centres gouvernementaux de collecte et de diffusion des techniques.En s’associant directement à des clients du Sud, les fournisseurs du Nord pourraient se trouver de nouveaux débouchés pour leurs pièces de rechange.L’élargissement des marchés favoriserait une amélioration des rendements et de la productivité.À moyen et à long terme, les échanges de techniques pourraient même se faire dans les deux sens, entre autres dans les domaines de la lutte biologique, de la télédétection et du traitement des eaux usées.LE MODÈLE DE MONTRÉAL Il n’en demeure pas moins que les pays industrialisés devront aider les pays du Sud à se mettre à l’heure technologique du développement durable.L’exemple à suivre a été mis au point à Montréal, lors de la signature du Protocole sur les substances qui éliminent l’ozone.Le Protocole de Montréal sur les substances qui éliminent l’ozone a créé l’obligation pour les signataires de transférer les meilleures techniques disponibles, selon des termes équitables et favorables aux pays du tiers-monde.Ce protocole prévoit un fonds afin de financer les coûts supplémentaires encourus par les pays en développement.Enfin, il comporte une réserve, selon laquelle la capacité des pays en développement à remplir leurs obligations dépend de leur accès aux techniques et aux fonds additionnels.Le Protocole de Montréal sur les substances qui éliminent l’ozone est le modèle qui inspire de nombreux artisans du Sommet de la Terre.Signé en 1987, il s’est avéré une grande réussite.Les pays industrialisés sont en voie d’éliminer entièrement les CFC d’ici l’an 2000.Ils ont aussi créé un fonds de 160 millions de dollars pour aider les pays pauvres.Plusieurs pays industrialisés collaborent activement avec de nombreux pays en développement à l’élimination des chloro-fluorocarbones.Enfin, des compagnies se sont mises de la partie, dont Northern Telecom, qui a transféré au Mexique une nouvelle technique de nettoyage de composants électroniques sans recours aux CFC.Il faut dire qu’il n’y a pas de précédent à l’ampleur avec laquelle la détérioration de la couche d’ozone a mobilisé le public et les gouvernements.Rio n’ira peut-être pas aussi loin que Montréal.Plusieurs craignent la signature d’ententes trop vagues et pas suffisamment contraignantes.Ce sera quand même un extraordinaire effort pour réapprivoiser une planète que l’on risque de ne plus pouvoir reconnaître, si le développement ne se fait pas viable.?28 QUÉBEC SCIENCE/JUIN 1992 AUâUv Par Etienne Denis Depuis le printemps dernier, les pertes d’ozone nous font craindre le soleil.Pourtant, les risques sont toujours restés pratiquement nuis.Voici pourquoi.Fausse alerte.Le soleil n’est pas vraiment plus nocif aujourd’hui qu’il y a 20 ans, alors que les CFC n’attaquaient pas encore la couche d’ozone.Malgré toutes les inquiétudes, nous recevrons cet été seulement 3 % de plus d’ultraviolets.Les rayons solaires atteindront ainsi une intensité qui serait jugée normale à la latitude de Washington.Et si le soleil n’est pas une catastrophe naturelle à Washington, pourquoi le serait-il à Montréal ?En fait, l’augmentation des uitraviolets équivaudra cet été à deux minutes d’exposition supplémentaire par heure de soleil.En passant ces deux minutes à l’ombre, vous annulerez tous les effets « nocifs » des pertes d’ozone ! Vous êtes sceptique ?C’est pourtant ce que toutes les études, toutes les recherches scientifiques ont toujours affirmé.Mais autant aux Nations Unies qu’à la NASA, en passant par Environnement Canada, les « experts » ont passé toutes ces études et ces recherches sous silence, préférant adopter une attitude alarmiste.La même prévision apocalyptique a donc partout été répétée : l'amincissement de 10 % de la couche d’ozone survenant à chaque printemps en Amérique du Nord et en Europe augmentera les cancers cutanés de 26 %, soutient par exemple le directeur exécutif du Programme des Nations Unies pour l’environnement.Imaginez la catastrophe en Antarctique, où les pertes atteignent 50 % ! Mais un tel raisonnement est simpliste, pour ne pas dire carrément faux.Ne tenant compte que des pourcentages de destruction d’ozone par la pollution, ce responsable oublie tous les autres facteurs qui modifient constamment l’épaisseur de la couche.Les vents, par exemple, déplacent d’énormes quantités d’ozone, créant ainsi d’importantes fluctuations.Résultat : la couche protectrice est pratiquement deux fois plus épaisse aux pôles qu’à l’équateur ; elle est aussi deux fois plus épaisse au printemps qu’à l’automne.Ainsi, les destructions d’ozone provoquées par les CFC et autres « ozonocides » s’ajoutent à des grandes variations naturelles saisonnières.SE FAIRE BRONZER EN AVRIL ! Très stables, les molécules de CFC ne se dégradent pas au niveau du sol.Lorsqu’elles sont lâchées dans l’atmosphère, elles diffusent donc lentement jusqu’à l’ozonosphère.À cette altitude, les ultraviolets, plus intenses, leur arrachent leurs atomes de chlore.Ce sont ces derniers qui attaquent l’ozone, principalement au-dessus des pôles et au printemps, lorsque le soleil point à l’horizon, mais que la température reste à - 80 °C.Ces conditions très particulières favorisent alors une série de réactions chimiques qui transforment l’ozone en simple oxygène.Fleureusement, ces réactions ralentissent à l’approche de l’été, à mesure que les températures se réchauffent.Les molécules détruites sont alors remplacées, probablement par de l’ozone venant des latitudes moyennes.Entre temps, la couche se régénère au-dessus de l’équateur, où les conditions favorisent la synthèse d’ozone à partir de l’oxygène.La destruction de l’ozone est donc essentiellement un phénomène printanier et polaire.Coïncidence : cette destruction se produit exactement aux moments et aux endroits où la couche est naturellement la plus épaisse ! L’amincissement artificiel est entièrement compensé par un épaississement naturel de la couche d’ozone.Tenir compte de ce petit détail change complètement la perception du problème.Prenons un exemple.La vague actuelle d’inquiétude vient en grande partie d’une déclaration de la NASA, en février dernier.L’agence américaine avait en effet détecté une quantité anormalement élevée de chlore dans la haute atmosphère de l’hémisphère Nord, assez pour annoncer un amincissement de 30 à 40 % de la couche d’ozone ! La cause ?L’éruption, en juin 1991, du volcan philippin Pinatubo, dont les poussières envoyées dans la haute atmosphère auraient accéléré la dégradation des CFC.(Finalement, cette crainte ne s’est pas réalisée ; nous verrons un peu plus loin pourquoi.) Première nuance : la latitude.Contrairement aux déclarations de plusieurs médias, le « trou » annoncé n’est pas apparu au-dessus de nos têtes, mais plutôt au pôle Nord.Deuxième nuance : la saison.Malgré la destruction de 15 %, prévue pour le printemps, la couche devait finalement demeurer plus épaisse qu’en été ! De fait, la destruction d’ozone crainte par la NASA nous aurait fait parvenir en mars une quantité d’ultraviolets qui aurait été jugée normale en avril, soit une intensité de rayonnement deux fois moindre que celle du mois de juillet ! Force est d’admettre que notre santé et l’environnement n’étaient vraiment pas menacés, d’autant plus que très peu de gens s’exposent au soleil aussi tôt au printemps.UNE HYSTÉRIE INJUSTIFIÉE La réaction à l’annonce de la NASA a pourtant frisé l’hystérie.Plusieurs groupes environnementaux ont prédit des épidémies de cancers.Le ministre canadien de l’Environnement, Jean Charest, s’est mis de la partie.Devant tous les médias du pays, il nous mettait en garde contre les conséquences des pertes d’ozone « annoncées » par la NASA.Il nous a recommandé de réduire l’exposition de nos enfants au soleil, dès la fin de l’hiver ! Dans leur analyse de la « crise », les médias ont à peine été moins alarmistes.Du magazine américain Time au journal montréalais La Presse, le même message a partout été répété : les « trous » dans la couche d’ozone nous obligent maintenant à nous protéger du soleil.Si personne n’a vraiment rétabli les faits, c’est probablement parce qu’on a confondu le problème de l’ozone avec un autre danger, malheureusement bien L’augmentation des cancers de la peau est plutôt attribuable à la mode du bronzage et aux séjours plus fréquents dans le Sud qu’à l’amincissement de la couche d’ozone.30 QUÉBEC SCIENCE / JUIN 1992 *M|t tèspe» ansi toi UNE COUCHE MINCE, MAIS SUFFISANTE la NASA .• ; ptel mi® eau Otais g lois dos feu la NASA, iïl'eipo dès la f alyse de 1 àpeiae nine a®' ]P® paitooi1 lacotti ÉRI®1' 'ozone1,1 /molli* Il y a paradoxalement très peu d’ozone dans la couche d’ozone.Si on ramenait au niveau du sol tout l’ozone trouvé entre 15 et 40 kilomètres d’altitude, ce gaz formerait, à cause de la différence de pression, une couche d’une épaisseur de quelques millimètres seulement.Or, cela suffit à protéger la vie terrestre ! Les scientifiques utilisent du reste cette épaisseur théorique comme unité de mesure de l’ozone au-dessus de nos têtes.Chaque millimètre de cette couche imaginaire équivaut à 100 « dobsons ».Dans le sud du Québec, par exemple, l’épaisseur moyenne est d’environ 350 dobsons.Mais les quantités d’ozone varient au long de l’année.Pendant les années 60, avant que les CFC ne commencent leur effet destructeur, la couche d’ozone avait 400 dobsons au printemps, passait à 330 en été, et à 250 à l’automne.Elle s’épaississait ensuite jusqu’au printemps suivant.Les pertes dues aux CFC réduisent ces chiffres de 10 %, au printemps, et de 2 %, en été.La couche d’ozone évoluera malgré tout de la même manière, étant plus épaisse au printemps, un peu plus mince en été, et beaucoup plus mince en automne.Pourtant, nous ne recevons en automne pas plus d’ultraviolets qu’au printemps, et environ deux fois moins qu’en été.Pourquoi ?L’intensité des rayons solaires reçus au sol dépend surtout de leur angle quand ils entrent dans l’atmosphère.Le Soleil montant plus haut au-dessus de l’horizon en été, nous recevons plus d’ultraviolets, car le rayonnement solaire frappe alors la Terre presque à angle droit et traverse ainsi une couche atmosphérique plus mince.Le rayonnement solaire rejoint la Terre de plus en plus à angle droit, à mesure que l’on approche de l’équateur.Les ultraviolets sont donc de plus en plus intenses.Ce phénomène est d’ailleurs amplifié par la distribution de l’ozone autour de la planète.D’une moyenne annuelle de plus de 400 dobsons aux pôles, la couche s’amincit jusqu’à l’équateur, où elle ne fait que 250 dobsons.Par ailleurs, les fluctuations cycliques sont beaucoup plus marquées dans les régions polaires que près de l’équateur, où l’épaisseur naturelle de la couche et l’angle du Soleil ne varient pratiquement pas selon les saisons.C’est également aux pôles que les destructions d’ozone par les CFC sont maximales -elles atteignent 50 % en Antarctique.Dans les régions tempérées de l’hémisphère Nord, les pertes dépassent rarement 10 %, alors qu’elles sont habituellement nulles sous les tropiques.(L’hiver dernier, cependant, la NASA annonçait une perte de 10 % pour les régions chaudes, mais les experts asso- DflY: 248 1987 ciaient cette destruction à l’éruption du volcan Pinatubo ou à d’autres causes naturelles.Selon ces hypothèses, les pertes seraient temporaires dans les zones tropicales.) Les pertes d’ozone sont-elles plus dangereuses aux pôles, où elles sont maximales ?Pas nécessairement.Faisons une hypothèse volontairement exagérée : un amincissement de 40 % double les quantités d’ultraviolets reçues en Arctique.Au cours de la journée de Tannée où les ultraviolets sont le plus forts, le pôle Nord recevrait 600 joules par mètre carré d’ultraviolets (j/m2), ce qui est l’équivalent d’une journée typique du mois de mai à Toronto.À une latitude de 20 degrés Nord (Mexico, Haïti), on reçoit 900 j/m2, soit 50 % plus d’ultraviolets.au cours de la journée de Tannée où les rayons nocifs sont le moins forts.En fournissant ces chiffres à Québec Science, René Servranckx, porte-parole d’Environnement Canada, concluait que le problème de la couche d’ozone « n’est pas vraiment un grand danger », même aux pôles, où les amincissements atteignent pourtant des maximums planétaires.En Antarctique, on n’a observé aucune modification des écosystèmes, même si certains organismes marins produisent un peu plus de pigments protecteurs d’ultraviolets.¦ ' ' réel : le soleil.De fortes expositions au soleil causent effectivement un vieillissement prématuré de la peau, tout en augmentant les risques de cataractes.Selon des études, les ultraviolets diminueraient même l’efficacité du système immunitaire.Mais le problème le plus spectaculaire reste celui des cancers de la peau.En 1992, par exemple, 50 000 Canadiens développeront un cancer cutané.Et le nombre de victimes augmente de 5 % par année ! Mais les spécialistes sont unanimes, ces cancers se développent 10, 20 ou 30 ans après les expositions au soleil.Ils sont plutôt dus à la mode du bronzage, aux séjours plus fréquents dans le Sud et à la popularité des salons de bronzage ; pas aux pertes d’ozone, un problème récent.Les pertes d’ozone aggraveront cette situation, disent les spécialistes.Selon les modèles mathématiques cités, entre autres, par le Programme des Nations Unies pour l’environnement, les amincissements de cet été feront environ 2 000 victimes au Canada ! Mais il faut nuancer le mot « victime ».La majorité de ces cancers, sans mélanome, sont très rarement mortels, même si certains peuvent être très destructeurs.En fait, on ne prévoit qu’une douzaine de décès additionnels.Bien sûr, ce sont douze de trop.Mais c’est aussi très peu, comparativement aux centaines qui mourront pour s’être volontairement exposés au soleil.Tel est d’ailleurs le vrai problème.La menace des ultraviolets ne se situe pas vraiment dans les deux minutes supplémentaires d’exposition au soleil que représentent les pertes d’ozone.La vraie menace vient de la décision de s’exposer 60 minutes ! Si le bronzage devenait démodé, les statistiques du cancer chuteraient, déclare Yvon Deslauriers, spécialiste des effets des ultraviolets sur la santé humaine, à Santé et Bien-Être social Canada.Le simple fait de ne pas porter de protection solaire multiplie facilement par cinq ou dix, voire beaucoup plus, la dose d’ultraviolets reçue.Comparez cette augmentation de 500 ou 1 000 % avec celle de 3 % due à l’amincissement de la couche d’ozone.La perte d’ozone est-elle un problème significatif ?Pas encore.JUIN 1992 / QUÉBEC SCIENCE 31 La pollution atmosphérique, en bloquant partiellement les rayons ultraviolets, annulerait l’effet de l’augmentation de ces derniers qui est due aux pertes d’ozone.UNE CONFUSION ENTRETENUE C’est pourquoi Yvon Deslauriers déclare que les pertes d’ozone et les dangers du soleil sont « deux problèmes graves, mais qui n’ont pas de rapport ! » Selon ce biophysicien, qui se bat depuis des années pour avertir les Canadiens des dangers des ultraviolets, utiliser le prétexte de l’amincissement de la couche d’ozone pour recommander aux gens de se protéger du soleil est non seulement faire « fausse route » au niveau scientifique, mais aussi adopter une « approche alarmiste » et « jouer avec les sentiments des gens ».Telle est pourtant la stratégie d’En-vironnement Canada.Dans son bulletin d’information hebdomadaire sur l’état de la couche d’ozone, le ministère nous incite à la prudence constante : « porter un chapeau, appliquer un écran solaire, utiliser des lunettes bloquant les-ultra-violets ».Sylvie Bergeron, qui produit ce bulletin, concède que ces recommandations n’ont aucun lien avec l’amincissement de la couche d’ozone.Pourquoi alors les ajouter à un bulletin sur l’ozone, au risque de semer la confusion ?Pour sensibiliser la population, répond la fonctionnaire de l’Environnement.Aussi absurde que cela puisse paraître, ces recommandations viennent de Santé et Bien-Être social Canada, et donc de l’équipe de.Yvon Deslauriers.Sans détour, ce dernier rétorque qu’Environnement Canada « se sert du cancer de la peau pour faire peur aux gens ».Comme scientifique, il refuse d’adopter cette attitude.mais refuse aussi de la condamner.Sans la peur du cancer entretenue par plusieurs chercheurs, explique M.Deslauriers, les accords internationaux sur l’arrêt de la production des CFC, d’ici 1997 ou 2000.n’auraient probablement jamais été signés.Et sans la frousse provoquée par la déperdition d’ozone, à 30 km au-dessus de leur tête, la plupart des gens ne se protégeraient pas du soleil.Jouer ainsi sur des peurs injustifiées est cependant une lame à deux tranchants.Détenteurs de l’information, les chercheurs en environnement avaient le devoir de dissiper la confusion.Ils l’ont plutôt entretenue.« Ils risquent de per- dre leur crédibilité de scientifiques », craint Yvon Deslauriers.Les chercheurs risquent aussi de fausser le débat en « oubliant » certains faits.DES POLLUTIONS QUI S’ANNULENT On pouvait par exemple prévoir que la destruction de 40 % de l’ozone crainte par la NASA ne se réaliserait pas.Elle était en effet issue d’un modèle mathématique qui considérait les conditions météorologiques du pôle Nord comme similaires à celles du pôle Sud.Or, les températures du pôle Nord sont habituellement plus chaudes, ce qui diminue les quantités d’ozone détruites par le chlore, explique Gérald Vigeant, d’Environnement Canada.Les chercheurs n’ont pas clairement transmis ce message aux médias, laissant la population s’inquiéter tout au long du printemps.Le premier mai, une dépêche tombait enfin : aucun trou n’avait été observé au-dessus de l’Arctique.Autre exemple d’« oubli » des chercheurs.On répète partout que l’augmentation des ultraviolets fera bondir les statistiques sur le cancer.Québec Science a questionné Environnement Canada sur l’ampleur de cette hausse de rayons no- cifs.La réponse est stupéfiante : malgré la perte bien réelle d’ozone, « on ne peut pas conclure qu’il y ait eu, au cours des dernières années, une augmentation au sol des UV-B [la tranche des ultraviolets dangereux qui parvient au sol], avoue René Servranckx, porte-parole d’Environnement Canada.Les raisons [.] ne sont pas vraiment connues.Il persiste beaucoup d’imprécisions sur la question.» Il semble qu’il persiste aussi un certain silence.À vrai dire, nous recevons peut-être moins d’ultraviolets qu’avant.Shaw C.Liu, de la National Oceanic and Atmospheric Administration des États-Unis, vient en effet de calculer que la pollution atmosphérique bloque entre 5 et 18 % des rayons nocifs dans les régions rurales.Au-dessus des villes, le filtre de la pollution est encore plus efficace.Les particules en suspension, au-dessus d’une ville comme New York, filtreraient de 20 à 30 % des ultraviolets.Un type de pollution annulerait l’effet d’un autre, les polluants de la basse atmosphère stoppant l’augmentation d’ultraviolets due aux pertes d’ozone.Que vous habitiez en ville ou à la campagne, vous recevriez même moins de rayons nocifs qu’à l’époque préindustrielle ! Une crise de l’ozone ?Fausse alerte.D 32 QUÉBEC SCIENCE / JUIN 1992 si» EVE A-T-ELLE EXISTE ?Par Norman LEAVY isoiisl' isJIF18 Slllllf isie J“ssl N’avons-nous vraiment eu qu’une seule mère ?Était-elle africaine ?Est-elle née il y a 200 000 ans ?\ A toutes ces questions, plusieurs chercheurs répondent oui, mais pas tous.De l’Australopithèque à l’homme moderne, en passant par celui de Néandertal, le débat reste entier.J0 COlfit rtllilii# Tl n 1987 et 1991 pa-raissaient des arti-¦ clés d’anthropologie « nouveau genre », dans des revues scientifiques prestigieuses.Les auteurs, dont des biologistes de l’Université de Californie à Berkeley, faisaient état de recherches où ils comparaient l’ADN mitochondrial de personnes provenant de régions géographiques différentes.Leur conclusion : cet ADN proviendrait, à l’origine, d’une seule femme, ayant vécu en Afrique il y a environ 200 000 ans.Ce qui signifie que nous serions tous reliés par des chaînes ininterrompues de mères, se rejoignant toutes en Afrique.chez une femme unique.Serait-ce là notre mère à tous, l’Eve primitive, comme ont alors titré les médias de par le monde ?Dès lors, des anthropologues soulevèrent des débats passionnés.Dans les recherches de Berkeley, l’ADN étudié ne provenait pas des chromosomes situés dans le noyau de la cellule, c’est-à-dire des gènes porteurs de l’hérédité, mais plutôt d’un petit organite intracellulaire, la mitochondrie, dont le rôle consiste à produire de l’énergie dans la cellule.Les gènes mitochondriaux sont peu nombreux et se transmettent uniquement par les femmes ; les complications dues aux recombinaisons génétiques sont éliminées.De plus, l’ADN mitochondrial accumule les mutations (les changements) plus rapidement que l’ADN nucléaire ; il permet donc d’observer le passage du temps à travers une loupe grossissante, très utile pour les courtes périodes marquant l’évolution de l’homme moderne.Les mutations de l’ADN mitochondrial se produiraient à un rythme constant ; elles pourraient donc servir aux chercheurs à mesurer l’écoulement du temps comme une horloge.Une population humaine présentant plus de mutations qu’une autre est considérée comme étant d’origine plus ancienne.En comparant les molécules mitochondriales de personnes provenant de régions géographiques ou de groupes ethniques différents, les biologistes peuvent aussi évaluer la distance génétique qui les sépare.LA DÉMARCHE DE RECHERCHE Les chercheurs ont d’abord procédé à un échantillonnage d’ADN mitochondrial.Cet ADN fut ensuite découpé au moyen d’enzymes (appelées enzymes de restriction), chacune d’entre elles coupant la chaîne d’ADN en des points précis, où figurent des combinaisons particulières de nucléotides (unités d’ADN).Toute variation dans la séquence d’ADN engendrera différents types de fragments.La comparaison de fragments provenant d'individus et de grou- 34 QUÉBEC SCIENCE / JUIN 1992 Le reproche le plus fréquent que l’on a fait à l’étude de Berkeley repose sur le fait que la majorité des Africaines sélectionnées pour l’étude initiale ne provenaient pas directement d’Afrique, mais plutôt des États-Unis.Ce point a été soulevé par Wolpoff pour remettre en question les résultats du laboratoire de Berkeley.Rebecca Cann, qui a dirigé la recherche sur l’ADN mitochondrial, a éprouvé de nombreuses difficultés à obtenir les placentas qui devaient lui fournir les échantillons de sang des mères.Il fallait obtenir le consentement de celles-ci, ce qui n’était pas toujours facile.En plusieurs endroits du monde, le sang et le placenta sont considérés comme une source de pouvoir spirituel, ce qui ajoute à la difficulté d’obtenir des échantillons.C’est ce qui explique que la chercheuse en a obtenu la plupart de ses échantillons dans des pouponnières situées aux États-Unis.Avec pes différents fournit des informations sur la proximité génétique entre eux.Les femmes échantillonnées dans les recherches de Berkeley ont généré des fragments que les chercheurs ont arrangés en un arbre généalogique.La position respective des individus, dans cet arbre, dépend du nombre de mutations permettant de passer d’un type de fragment à l’autre.L’arbre ainsi obtenu possédait deux branches principales ; l’une occupée seulement par des Africaines, l’autre par quelques Africaines et les femmes de toutes les autres ethnies.L’interprétation de cet arbre proposée par les chercheurs : « l’Afrique constitue la source la plus probable de tout l’ADN mitochondrial.» « L’hypothèse de la racine africaine n’est tout simplement pas soutenue par les données », proteste toutefois Alan Templeton, de l’Université de Washington.« Les chercheurs ont mal utilisé le logiciel et n’ont pas examiné suffisamment d’arbres généalogiques.» Après une nouvelle analyse des données, Templeton affirme que l’application de la méthode des arbres généalogiques aux données de Berkeley ne permet pas de choisir entre une racine africaine, une racine asiatique ou une racine européenne.Reste que les données de Berkeley démontrent aussi que les Africaines sont l’aide d’un contact local, elle parvint à obtenir, malgré d’énormes difficultés, des placentas d’aborigènes australiens, mais n’eut pas le temps de se rendre en Afrique.Les chercheurs de Berkeley rétorquèrent aux critiques que, l’ADN mitochondrial provenant uniquement des femmes, les hommes blancs n’ont pu y contribuer.Pour ce qui est de la contribution des femmes blanches dans la généalogie des Africaines, les chercheurs la tiennent pour négligeable pour des raisons culturelles.Dans l’histoire des États-Unis, affirment-ils, et surtout si on se réfère à l’esclavage qui a prévalu dans ce pays, ce sont surtout des hommes blancs qui auraient établi des rapports sexuels avec des femmes noires.Depuis lors, des chercheurs, dirigés par Linda Vigilant de Berkeley, ont repris le travail avec un échantillon provenant d’Africaines authentiques et ont obtenu les mêmes résultats.plus différentes entre elles que les femmes des autres groupes étudiés.Ceci constituerait une autre indication d’une plus grande ancienneté de leur ADN mitochondrial.D’où une origine probable en Afrique.COUPLE UNIQUE OU TRIBU ?Pour évaluer le rythme d’apparition des mutations, les chercheurs ont calculé la quantité de mutations apparues chez les habitants de la Nouvelle-Guinée, depuis leur arrivée sur leur île, il y a 40 000 ans selon les estimations des paléoanthropologues.À partir de cette quantité, les chercheurs estiment que le taux de changement s’y situerait entre 2 et 4 %.Appliquant ce taux de variation à l’ensemble de l’espèce humaine, ils obtiennent une date d’origine située entre - 280 000 et - 140 000 ans (la moyenne se situant autour de - 200 000 ans).À cette époque, la taille de la population devait être réduite, peut-être même à un seul couple reproducteur : l’Ève mitochondriale et son conjoint.Mais il demeure possible que cette femme ait fait partie d’un groupe plus grand, et que son ADN mitochondrial ait été le seul à survivre jusqu’à nous.Pour expliquer cette disparition massive de types d’ADN, les biologistes molé- . J Le professeur Kenneth Jacobs, du Laboratoire de paléoanthropologie de l’Université de Montréal, présente deux crânes : celui d’un néandertalien (à gauche) et l’autre provenant d’un homme anatomiquement moderne.IT#' jicalrf U .lil# jlicii1, ^•lls # (Ijrf )ïii)' ¦A |«î£i' JE'I1 culaires comparent l’ADN mitochondrial aux noms de familles qui, jusqu’à tout récemment chez nous, se transmettaient par le père seulement.Imaginons, disent-ils, 10 000 couples reproducteurs, chacun portant un nom de famille différent et fournissant deux enfants en moyenne à la génération suivante.Étant donné que le patronyme se transmet par les hommes, une partie de ces noms de famille sera perdue à chaque génération, certaines familles n’ayant pas eu de fils.Si un père a deux enfants, il y a 25 % des chances que ce soit deux filles et que son nom ne se transmette pas.En 20 générations, neuf dixièmes des patronymes auront dispara et, en 10 000 générations, tous les patronymes disparaîtront sauf un.Quoi qu’il en soit, les descendants de cette Ève primitive auraient commencé à migrer à travers le monde il y a environ 100 000 ans, à la fois selon les données génétiques et les archives fossiles.DU COTE DES FOSSILES Chez les paléoanthropologues, les résultats de l’étude de Berkeley ne soulevèrent pas tout de suite la controverse.Ils étaient de plus en plus nombreux, à partir des fossiles seulement, à proposer une origine africaine de l’homme moderne.Pendant longtemps, certes, les anthropologues avaient pensé que l’homme moderne provenait d’Europe.De nombreux fossiles de néandertaliens constituaient une population ancestrale bien documentée, et de nombreux fossiles modernes étaient accompagnés de manifestations culturelles impressionnantes.Cependant, comme le souligne Kenneth Jacobs, de l’Université de Montréal, « beaucoup d’anthropologues rejettent l’idée que les néandertaliens soient nos ancêtres.Ils leur paraissent trop rustiques et même parfois aberrants.» Par contre, les hommes du paléolithique supérieur d’Europe sont acceptés d’emblée.Mais qui étaient leurs an- cêtres ?Des néandertaliens ou des Africains ?À partir de 1868, de nombreuses découvertes ont montré que des hommes modernes identiques à nous en tous points occupent l’Europe depuis au moins 35 000 ans.En 1960, cependant, une équipe de chercheurs français exhumait des os d’apparence moderne, dans la grotte de Qafzeh en Israël, un peu au sud de la ville de Nazareth.De tous ces os, les mieux conservés provenaient d’une très jeune femme (environ 18 ans) ayant vécu il y a près de 100 000 ans.Était-ce là notre véritable 5 750 e arrière-grand-mère, se sont alors demandé les chercheurs.D’autres ossements africains, encore plus anciens, ont ensuite été trouvés à Klasies River Mouth, en Afrique du Sud, ainsi qu’à Omo Kish, en Éthiopie.Ces fossiles sont maintenant datés de plus de 100 000 ans.D’où l’hypothèse qu Homo sapiens sapiens soit d’abord apparu au sud de l’Afrique, puis que ses populations aient migré vers le nord, pour finalement pénétrer en Eurasie.« C’est une possibilité », affirme Roger Lewin, écrivain et anthropologue, en se référant aux fossiles de Qafzeh.« Mais c’est seulement lorsque l’on aura daté avec certitude un plus grand nombre de fossiles dans cette partie du monde, qu’on pourra répondre à cette question.» Kenneth Jacobs est sceptique : « Les fossiles africains sont trop peu nombreux et les datations sont peu fiables.» SOURCE UNIQUE OU MULTIPLE ?Ces dernières années, deux théories opposées ont été avancées par les anthropologues pour expliquer l'émergence de l’homme moderne.La première, celle du modèle du candélabre, comme l’a dénommée William Howells, anthropologue de Harvard, propose une apparition plus ou moins simultanée à'Homo sapiens sapiens, en de multiples endroits du globe, à partir des populations d’Homo erectus locales.À la lumière de cette théorie, les populations actuelles, géographiquement distinctes, partageraient des racines très lointaines, s’étant séparées il y a peut-être un million d’années, au moment où Homo erectus a migré dans ces régions respectives.JUIN 1992 / QUÉBEC SCIENCE 35 La seconde, appelée par Howells théorie du modèle de l’arche de Noé, suppose une apparition de l’homme moderne en un seul endroit, suivie d’une migration à travers les autres continents.Le modèle de l’arche de Noé s’harmonise très bien avec les résultats récents obtenus par l’analyse de F ADN mitochondrial.Mais la théorie du candélabre n’est pas pour autant rejetée.Loin de là ! La théorie de l’origine commune signifie qu’à une époque relativement récente il aurait été difficile de différencier visuellement un individu provenant d’Europe d’un autre, vivant en Nouvelle-Guinée, par exemple.Mais comment expliquer les différences actuelles ?Elles ne sont que superficielles, affirment les généticiens ; elles ne reposent que sur les différences de fréquence de certains gènes, dues à des modes d’adaptation à des environnements géographiques différents.Les études de Luigi Luca Cavalli-Sforza, de l’Université Stanford, portant sur la fréquence de certains gènes dans FADN nucléaire, viennent du reste renforcer la théorie de l’origine africaine unique et récente.Le très éloquent Milford Wolpoff de l’Université du Michigan, attaque durement la théorie de l’origine africaine.Spécialiste des squelettes préhistoriques, Wolpoff n’est pas un homme de terrain ; en revanche, il est celui qui a étudié le plus grand nombre de squelettes préhistoriques.Pour lui, l’homme moderne aurait émergé en plusieurs endroits, géographiquement distincts : Y Homo erectus de Chine donnant naissance aux Chinois, celui d’Afrique, aux Africains, et les néandertaliens ayant engendré les Européens actuels.Pour que l’hypothèse de l’origine africaine récente soit valable, déclare Wolpoff, « il faudrait que des mutations se soient produites à un rythme constant et n’aient pas été soumises à la sélection naturelle ».Car, s’il y a eu sélection, certaines mutations défavorables ont été éliminées et ne sont plus là pour être comptées par les biochimistes.Ces derniers rétorquent que les mutations sur FADN mitochondrial seraient neutres, d’un point de vue évolutif ; les gènes examinés ne coderaient pas pour les protéines et donc n’influenceraient pas la façon dont les individus s’adaptent à leur environnement.Mais la plus forte objection de Wolpoff, c’est que les plus vieux humains modernes trouvés en Europe, en Extrême-Orient et en Australie ressemblent plus aux populations historiques de ces régions qu’à de supposés ancêtres africains.Selon Wolpoff, les Asiatiques d’aujourd’hui, au niveau du front et de la face, ressemblent à Y Homo erectus d’Asie.Dans les régions où les fossiles présentent un visage plat, ce caractère apparaît toujours dans les populations actuelles.Selon ces évidences, l’homme moderne serait apparu indépendamment en Afrique, en Asie et en Europe, à partir de populations archaïques existantes dans ces régions.Mais les caractères anatomiques cités par Wolpoff sont des caractères primitifs, partagés par plusieurs anciens hominidés.On ne pourrait alors, selon Chris Stringer du British Museum, s’y référer pour relier entre elles des populations relativement récentes.« Mais comment expliquer, se demande Kenneth Jacobs, que même les hommes du paléolithique supérieur d’Europe ressemblent plus aux néandertaliens qu’aux Africains ?» Afrique Europe Asie Australie - 100 000 ans L'homme moderne fail son apparition dans plusieurs régions 1 million d’années L’Homo erectus quitte l’Afrique 1,6 millions d’années Apparition de l'Homo erectus 2,5 millions d’années Apparition de ÏHomo habilis Modèle du candélabre Je l’j, UN DEBAT PASSIONNE Lors d’une conférence, à Zagreb en Yougoslavie, Wolpoff commença par répondre à Chris Stringer, son adversaire scientifique du British Museum, en déclarant solennellement : « Nous devons au British Museum plusieurs développements importants en paléoanthropologie.» D exhibait avec ironie une photographie du crâne de Piltdown, la plus grande super- cherie anthropologique du siècle, fortement reliée au British Museum ! (Voir Québec Science, avril 1992.) Le débat s’est envenimé à un point tel qu’un scientifique, furieux contre certaines affirmations de Stringer concernant la datation d’un fossile, s’est avancé vers lui pour en venir aux mains.S’il n’avait été retenu par le robuste Wolpoff, qui sait comment cette séance se serait terminée ?Pour les chercheurs de Berkeley, FADN mitochondrial montre que, lors de sa migration à partir de son foyer initial, probablement l’Afrique, Homo sapiens sapiens ne s’est pas mêlé aux populations locales.Aux yeux de plusieurs, cela semble peu probable.Comment, se demandent-ils, des populations entières ont-elles pu ne laisser aucune prise à l’hybridation ?Certains ont évoqué la possibilité que des maladies virales aient complètement décimé ces K M % S,SC 36 QUÉBEC SCIENCE / JUIN 1992 On note entre autres, sur cette séquence de cinq crânes datant respectivement d’environ 40 000 (néandertalien), 26 000,18 000,12 000 et 50 ans, la réduction du bourrelet suborbital.4) O m :> trique Europe Asie Australie - 36 000 ans Disparition de I homme du Néanderthal Ütdèle de l’arche de Noé siècle.^irc4 ¦ 1 million d'années L'Homo erectus quitte l'Afrique -1,6 millions d'années Apparition de \'Homo erectus _ 2,5 millions d’années Apparition de (Homo habilis Si l’hypothèse d’une mère unique s’avère vraie, l’arbre généalogique de l’humanité prendra la forme de droite ( modèle de l’arche de Noé).Quant au modèle du candélabre, il illustre une apparition de l’homme moderne simultanément dans plusieurs régions du monde.populations archaïques.Homo sapiens sapiens avait peut-être développé une immunité à ces virus.Ou, tout simplement, peut-être ces populations constituaient-elles des espèces différentes, infertiles entre elles.Wolpoff est sceptique.Pour lui la seule façon d’expliquer que des populations entières soient disparues, par suite de la migration de l’homme moderne, consiste à supposer que celui-ci les a éliminées violemment.« Nos ancêtres étaient-ils des assassins ?», demande-t-il, pathétiquement, voyant dans une telle hypothèse un holocauste préhistorique.Cependant, selon Ezra Zubrow, de l’Université de l’État de New York à Buffalo, l’homme de Cro-Magnon a pu exterminer l'homme de Néandertal (celui des populations archaïques qui ont précédé l'homme moderne en Europe), en induisant chez ces derniers un accroissement du taux de mortalité aussi minime que 2 %.Ceci aurait pu être causé par la transmission de certaines maladies, la concurrence pour les ressources, ou des guerres.Une si petite augmentation de la mortalité annuelle aurait pu conduire à la disparition des néandertaliens en aussi peu que 1000 ans.PRUDENCE ET NUANCES S’IMPOSENT Il faut être prudent lorsque l’on traite de l’ADN mitochondrial, car on ne connaît pas encore exactement son rythme de mutation.Le taux de mutation est actuellement estimé à 2 % ou 4 %.Mais, si cette horloge était juste un peu plus lente, les racines de nos populations actuelles seraient beaucoup plus profondes et pourraient se rejoindre, non plus chez Homo sapiens sapiens, mais chez Homo erectus, réconciliant les deux théories ! En second lieu, cette femme que des chercheurs ont appelé « notre mère à tous » peut-elle vraiment prétendre à ce titre ?La persistance de son ADN mitochondrial prouve qu’elle est la seule femme de son époque dont les descendants ont indu au moins une femme à chacune des générations.Mais quelle influence ces gènes mitochondriaux ont-ils eue sur le patrimoine génétique de l’humanité ?Les gènes nucléaires de cette femme ont peut-être déjà tous disparu, si bien que nous ne présenterions plus, dans ce cas, aucun de ses caractères physiques ! Du point de vue des gènes nucléaires, de loin les plus nombreux et les plus importants, il se pourrait même que nous descendions d’autres femmes.Nous héritons nos gènes mitochondri- aux de l’un seulement de nos seize arrière-arrière-grands-parents, soit de l’arrière-grand-mère de notre mère.Cette ancêtre, donc, qui nous a légué ses gènes mitochondriaux, n’est cependant responsable que d’un seizième de nos gènes nucléaires ! Que dire, alors, de l’apport de notre dix millième arrière-grand-mère ?ET NOTRE PÈRE À TOUS ?Pour les chercheurs, le chromosome « Y », pour retracer le père primordial, représente un peu l’équivalent de la mitochondrie.Ce chromosome « Y » caractérise seulement les hommes et se transmet uniquement par les pères.Or, Gérard Lucotte, du Laboratoire d'anthropologie physique du Collège de France, a étudié l’ADN contenu dans une petite famille de séquences d’ADN, située sur le bras long du chromosome Y, et semble avoir identifié une population primitive représentant l’Adam de nos origines.Il retrouve la forme primitive caractéristique chez des anthropoïdes et chez les Pygmées aka.Lucotte situe donc le jardin d’Eden « entre le fleuve Oubangui, la Lobaye et la rivière Sanga », aire actuellement occupée par ces populations en Afrique.Est-ce dire que le paradis terrestre originel se trouvait dans cette région occupée aujourd’hui par les Pygmées aka ?Adam et Ève étaient-ils des Pygmées ?Ou des Bochimans ?Il est encore trop tôt pour l’affirmer.Ces travaux tracent une nouvelle voie, mais d’autres pistes peuvent apparaître à tout moment, proposant des directions différentes.Reste que les études convergent vers une origine africaine de l’homme moderne.Et, même s’il était prouvé que nous ne descendons pas d’une souche africaine récente, il demeure que nos plus lointains ancêtres, Homo erectus et l’Australopithèque, venaient, eux, à coup sûr d’Afrique.Si ce n’est pas il y a 100 000 ans, c’est à tout le moins il y a un million d’années.Là-dessus, tous les chercheurs s’entendent.?Le magazine Québec Science tient à remercier le professeur Kenneth Jacobs, de l’Université de Montréal pour son aimable collaboration.JUIN 1992 / QUÉBEC SCIENCE 37 LA PUCE ET LE PORC La « gestion automatisée » passe du bureau à la ferme.Moissonneuse-batteuse au tableau de bord futuriste, reliée à un satellite GPS (Global Positioning System), qui permet de connaître sa position à tout moment et instantanément ; porcherie informatisée, où la bête est suivie de la naissance à l’abattoir, grâce à une puce électronique implantée sous la peau ; robots cueilleurs de pommes et d’agrumes (encore trop sensibles, ils boudent facilement), en attendant le robot vendangeur.Les cultivateurs, c’est normal, sont réticents devant ces appareils qui remettent en question leur expertise.Moi, si j’étais robot, j’hésiterais aussi : sur une chaîne de montage, pas de problème, mais pour traire une vache qui bouge tout le temps.(Le Monde, du 19/03/92 au 25/03/92) FOSSILES CÉLESTES On a peut-être découvert les plus vieilles étoiles de l’Univers.Les premiers corps célestes se sont formés à partir de « grumeaux » dans la « soupe » primordiale d’hydrogène et d’hélium.Dans ces premières étoiles, des éléments légers ont été transformés en éléments plus lourds.Certains d’entre eux ont été éjectés, retournant enrichir la soupe, où se formaient de nouveaux grumeaux, puis de nouveaux éléments, toujours plus lourds, et ainsi de suite.Les premières étoiles sont donc celles qui contiennent le moins d’éléments lourds.Or, les « fossiles » découverts ont 1 000 fois moins d’éléments lourds que le Soleil.Pendant ce temps, la soupe, elle, refroidit.(Sciences et Avenir, n° 529) LE GÉNIE DE L’INFORMATIQUE Les professeurs du département de génie électrique de l’Université de Sherbrooke recevront bientôt une aide précieuse, dans 38 QUÉBEC SCIENCE/JUIN 1992 l’accomplissement de leur tâche d’enseignement.Ils pourront en effet compter sur une « équipe » de didacticiels, notamment en design, en conception, en simulation et en commande.Grâce à ces logiciels, l’ordinateur pourra répondre aux besoins d’enseignement individualisé des étudiants.Visant l’innovation et la créativité pédagogique, ce projet met à contribution des professeurs en éducation, qui aident leurs collègues du génie à mettre au point, en quelque sorte, des « enseignants électroniques ».Pourvu que ces derniers ne deviennent pas des scabs.(Liaison, 19 mars 1992) QUI EST LE PERE ?A FUTURS INGÉNIEURS RÉCOMPENSÉS En mars dernier, se tenait à l’Université Queen’s de Kingston, en Ontario, la Compétition canadienne d’ingénierie.Des dix équipes du Québec, six se sont distinguées, remportant un 1er prix, trois 2e prix et deux 3e prix.Le 1er prix, dans la catégorie « présentation théorique et technique », est allé à Sonia Faucher, de l’Université de Sherbrooke, pour sa conférence sur la ventilation d’urgence dans le métro de Montréal.Deux autres prix ont été remportés par des représentants de l’Université de Sherbrooke.Deux équipes de l’Université du Québec à Chicoutimi ont aussi mérité des prix, ainsi qu’un étudiant de l’Université Laval.Si le savoir n’a pas de prix, ces étudiants, par contre.Grâce à la technique des empreintes génétiques, d’abord mise au point pour des raisons d’enquêtes policières, voilà une question à laquelle il est désormais plus facile de répondre.Alors que les divers pays de la CEE semblent adopter des politiques plutôt libérales dans ce domaine, permettant d’étendre l’utilisation de cette technique à des fins autres que judiciaires, le législateur français s’apprête, lui, à en restreindre l’application à ce seul champ.Les recherches de paternité connaissent un fructueux (et rentable) développement ailleurs, mais les juges français auront peut-être à se montrer sévères face à certains laboratoires, si la question devient : qui porte la culotte ?les juges ou les médecins ?(Le Monde, 16/01/92 au 22/01/92) (E' ' •Blfiè, l (U , ¦ NilUS: m : £.'Emit.,, '•’iinilej SI ON JOUE, C’EST Préoccupés de protection de la vie - y compris la leur -, les « vrais » policiers ne jouent pas aussi facilement les héros qu'au cinéma.En tant qu’êtres humains, ils connaissent la peur et le stress des situations à hauts risques.C’est pourquoi la ville de Sainte-Foy a fait suivre à ses policiers des sessions de formation à l’Université Laval.Avec le concours de comédiens, on met en scène des situations, allant de la scène de PAS POUR RIRE ménage violente à la poursuite d’un cambrioleur, en passant par la prise d’otages, où les stagiaires doivent intervenir.Commençant comme un « jeu », ces simulations revêtent vite un aspect bien réel, et leur dénouement dépend de la personnalité de chacun des « acteurs » du drame, tous différents d’une séance à l’autre.En tout cas, la police, c’est sérieux ! (Au fil des événements, 19/03/92) M pieurs o] l^«), Coi, Eli, NV, ÏS Kï ïï? Pinceaux au boulot par Raynald PEPIN 4 iijondeK réie, seilfW coi»5 M ««ip1 ne ji|v' P il Ah, l’été ! Voici que reviennent le chant des cigales et les belles soirées passées aux cafés-terrasses.C’est aussi le moment propice aux corvées de peinture : la vieille clôture et les murs de la cuisine ont besoin d’être repeints, et pourquoi ne pas ajouter un peu de violet dans la chambre, paraît que ça repose.Si vous venez de déménager, alors là, c’est le branle-bas : tout le logement est à repeindre, les occupants précédents ayant décidément eu des goûts saugrenus.Bref, un été n’est pas complet sans une visite chez le marchand de peinture.Mais qu’est-ce que cette mixture que vous allez étendre sur vos mains, sinon sur vos murs ?La peinture est constituée d’un pigment dispersé dans un milieu de suspension ; ce milieu comprend un liant, un solvant et divers additifs.« Le liant, explique Sylvie Schetagne, chimiste chez Sico, joue dans la peinture le rôle de la “colle”.Après l’application, le solvant s’évapore, et le liant sèche, durcit et soude le film de peinture au substrat (bois, plâtre, métal, etc.).Le pigment reste piégé au sein du liant.» En poids, le pigment constitue en moyenne 25 % de la peinture.L’huile de lin a longtemps été le liant le plus utilisé dans les peintures à l’huile.Cette huile est en fait un mélange de plusieurs glycérides (nom chimique des huiles), constitués d’acides gras insaturés, c’est-à-dire comprenant une ou des liaisons doubles.Après l’application de la peinture, l’oxygène de l’air réagit avec les atomes de carbone voisins des doubles liaisons.Il se forme des liens chimiques entre les glycérides, ce qui fait durcir le liant.ELLE NE COULE PAS Aujourd’hui, les liants présents dans la plupart des peintures « à l’huile » sont en fait des alkydes, des polymères (longues molécules) de synthèse analogues à l’huile de lin sur le plan chimique.En utilisant des alkydes de différentes structures moléculaires, un fabricant peut modifier la viscosité, l’adhérence et la solubilité du liant.Dans les peintures au latex, qui occupent aujourd’hui environ 60 % du marché, le liant est généralement une émulsion acrylique ou vinyle-acrylique.L’émulsion, formée de micro-gouttes d’acrylique dispersées dans de l’eau, comprend aussi un agent coalescent.« L’agent coalescent est un solvant qui, à cause de son poids moléculaire élevé, s’évapore lentement, rapporte Sylvie Schetagne.L’eau, elle, s’évapore rapidement après application de la peinture.La présence de l’agent coalescent permet aux gouttelettes d’acrylique de s’étendre et de se souder, formant un film continu.Au fur et à mesure que l’agent coalescent s’évapore, l’acrylique sèche et durcit.» Le solvant fluidifie la peinture, rend son application plus facile et accroît son pouvoir de pénétration.Dans les latex, le solvant principal est l’eau, ce qui facilite le nettoyage des pinceaux et rend la peinture moins dommageable sur le plan environnemental.Dans les peintures à alkydes, les solvants sont des essences minérales, des hydrocarbures tirés du pétrole dont les chaînes saturées contiennent de 5 à 12 atomes de carbone (le diluant à peinture vendu dans les quincailleries est aussi constitué d’essences minérales).La térébenthine, obtenue par distiillation des résines de certains conifères, est maintenant très peu utilisée.BLANCS ET PIGMENTS Outre le liant et le solvant, le milieu de suspension contient différents additifs : épaississants, plastifiants, ajusteurs de pH, antigels.Les latex, dont l’eau fournit un intéressant milieu de croissance aux microorganismes, doivent être protégés dans leur boîte par des fongicides et des bactéricides.On retrouve d’ailleurs des fongicides dans toutes les peintures extérieures, qui autrement seraient attaquées par les moisissures.Les peintures contiennent également des agents thixotropes : ces produits se liquéfient par l’agitation, au moment de l’application de la peinture, puis redeviennent tout de suite visqueux.C’est grâce à eux que la peinture appliquée sur une surface verticale ne coule pas.Les liants sont plus ou moins transparents : sans pigment, une peinture ne serait qu’un vemis ! C’est le pigment, qui donne sa couleur et son opacité à la peinture.La plupart des peintures contiennent un ou des pigments blancs ; pour obtenir d’autres couleurs, on ajoute, lors de la vente, un autre pigment, en quantité correspondant à la nuance désirée.Le pigment blanc le plus utilisé est le dioxyde de titane ; non toxique, le Ti02 est aussi employé dans de nombreux produits, dont les dentifrices et les médicaments.Au Québec, la compagnie Tioxide exploite à Tracy une usine qui produit près du tiers des 80 000 tonnes de Ti02 consommées annuellement au Canada.« Outre le dioxyde de titane, ou pigment primaire, explique encore Sylvie Schetagne, une peinture contient souvent des pigments de charge, qui contribuent à rendre la peinture sèche plus mate.La peinture mate, souvent préférée à l’intérieur des habitations, contient davantage de pigments.Ceux-ci brisent la continuité de la surface du film de peinture, ce qui fait que la lumière est réfléchie dans tous les sens.Une peinture lustrée renfermant moins de pigments, la surface du film séché est uniforme et réfléchit la lumière comme une vitre.» JUIN 1992 / QUÉBEC SCIENCE 39 POUR VOIR ROUGE L’excellente opacité du Ti02 vient de son indice de réfraction très élevé (2,71), alors que celui des liants alkydes est d’environ 1,5 à 1,6.Or, l’intensité de la lumière réfléchie, lors du passage d’un milieu à un autre, varie avec le carré de la différence entre les indices de réfraction des deux milieux.Lors de l’entrée ou de la sortie d’une particule de Ti02, 7 % de la lumière est réfléchie.Sa composition spectrale n’est pas modifiée, et cette lumière paraît blanche.Plus la lumière rencontre de particules de pigment, plus la quantité de lumière réfléchie augmente et plus la peinture paraît opaque.Comme la grosseur d’une particule de fer, absorbe toutes les couleurs sauf le rouge.La lumière rouge émergeant du pigment est ensuite réfléchie par des pigments blancs ou par la couche de fond et sort du film de peinture.Pour obtenir une couleur foncée, il faut minimiser les réflexions de lumière aux interfaces et augmenter la distance parcourue par la lumière à l’intérieur des particules de pigment rouge : celles-ci doivent être relativement grosses.Lumière blanche Air » m 4 Film et peinture V 5: issorititsn èfimfc fleuri pii HÉ métai; tfiÉfp» fiàhmi Substrat TiO, n’a pas d’effet sur ses propriétés réfléchissantes, il est avantageux d’utiliser des particules les plus fines possibles.Ceci permet d’avoir plus de particules par unité de volume, donc d’augmenter la quantité de lumière réfléchie et l’opacité de la peinture.En pratique, le diamètre des particules de Ti02 est de l’ordre de quelques micromètres.Les autres pigments blancs, d’indice de réfraction beaucoup plus faible, transmettent davantage la lumière ; celle-ci atteint le substrat (l’ancienne couche de peinture) et s’y réfléchit, ce qui rend le substrat plus ou moins visible.Dans le cas des pigments colorés, la transmission varie selon la longueur d’onde, ce qui fait que la lumière qui émerge de la particule de pigment est colorée.Par exemple, un pigment rouge, comme l’oxyde de LES SURPRISES DU RECYCLAGE Une portion de la lumière est réfléchie à chaque interface (les réflexions ne sont pas toutes indiquées pour ne pas surcharger le dessin).Plus elle traverse de pigments, plus la lumière émergente est enrichie de rouge.Les « peintures écologiques » doivent respecter diverses normes fédérales pour pouvoir afficher l’Écologo canadien.La quantité de solvants et de composés organiques volatiles est limitée.De plus, la peinture ne doit pas contenir de mercure, de chrome ou de plomb.Auparavant, de nombreux pigments étaient à base de plomb, mais les peintures constituaient alors un danger d’empoisonnement, principalement pour les enfants.et les peintres.Avec tous les produits chimiques qu’elle contient, la peinture constitue une cible de choix pour le recyclage.Un premier essai à grande échelle a été tenté en 1990 : les villes de la Communauté urbaine de Montréal ont organisé des collectes de produits domes- LA REPONSE A LA QUESTION DU NUMERO D’AVRIL Q- le pm h oaiejÿ R.Pourquoi un vin rouge apparaît-il noir dans sa bouteille ?Les bouteilles des vins rouges sont généralement de couleur verte, ce qui signifie que le verre absorbe toutes les couleurs de la lumière visible, sauf le vert.Le vin rouge présent dans la bouteille modifie la situation, car s’il laisse passer le rouge, il absorbe le vert.Le vin rouge et le verre vert forment ainsi deux filtres complémentaires et absorbent à eux deux toute la lumière : le vin paraît donc noir.La personne gagnante du numéro d'avril est : M.Daniel J.G.Bidal, 59, rue Bernard Raymond, Aylmer (Québec) J9H 6X7 Pour sa réponse à la question « Un petit coup de noir » cette personne recevra un exemplaire de l’ouvrage La Radissonie.Le pays de la baie James, de Pierre Turgeon, gracieuseté des éditions Libre Expression.Une valeur de 34,95 $ Avec ce 38e tirage, prend fin le concours « La question du mois ».Nous remercions les lecteurs et lectrices qui, depuis 1988, ont participé fidèlement et réitérons nos félicitations aux gagnants.Les règlements de ce concours sont disponibles à l’adresse de Québec Science.tiques dangereux.À cette occasion, on a recueilli plus de 50 000 litres de vieille peinture.Peinture Internationale, une entreprise installée à Baie d’Urfé, sur l’île de Montréal, a été la seule compagnie à soumissionner pour le traitement de la peinture recueillie.ce qui en dit long sur l’enthousiasme des autres fabricants envers le projet.La première étape du traitement est le tri : il faut séparer la peinture selon son type de liant (latex ou alkydes), puis selon la couleur.La peinture de chaque pot est ensuite analysée, pour vérifier qu’elle ne contient pas de produits toxiques : métaux lourds, BPC, etc.« Nous avons eu des surprises, rapporte Jacques Mayer, président de Peinture Internationale.Certaines per-1 sonnes semblent avoir profité de ces collectes pour se débarrasser de produits encombrants.» Environ 10 % de la peinture a dû être traitée comme déchet dangereux.Le reste du traitement consiste à redonner la bonne composition à la peinture, en y ajoutant les matières premières nécessaires : solvants, latex ou alkydes, j pigments, agents thixotropes.« Globale- : ment, du vieux pot de peinture au nouveau, le recyclage a coûté environ 4 $ le litre, commente André Emond, responsable du projet à la Ville de Montréal.On trouve ça un peu cher.» Jacques Mayer considère que le jeu en vaut tout de même la chandelle : « Les municipalités héritent de la peinture neuve et évitent de payer pour l’incinération ou le traitement de la peinture mise au rebut.Financièrement, elles n’y perdent pas, et le recyclage réduit la pollution.Et plus les quantités de peinture récupérée augmenteront, plus les coûts baisseront.» Mais pour que le recyclage de la peinture se développe, il faudra, bien sûr, que nous soyons prêts à acheter de la peinture recyclée.Autrement, tous ces beaux projets vont mourir de leur belle mort.Laiif - ledécK' stlacrsci* i ïWPElfe Niiir, Itfet potlstu •HMi «ftn ¦ K, r4 40 QUÉBEC SCIENCE / JUIN 1992 li'ï' ¦ ; v ' 1 : atsiK .¦ ¦ I ¦ ¦¦ iti^ .J 3- dll#1' (Olisi'® sàllpii llaÜI* ,0^ !»< isi^" fa*;: «ifiii .KeiiW