Article en images - Les Atomes Crochus
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1. CoCl MnSO en vitant de les d poser trop pr s les uns des autres ou de faire bou ger le r cipient Les cristaux des kits jardins chimiques commercialis s par les fournisseurs de produits chimiques conviennent parfaitement La nature des contre ions n est pas d terminante mais des variantes polymorphes et colo r es sont obtenues lorsqu on les substitue les uns aux autres Une fois le travail r alis contemplez N 400 SEPTEMBRE 2006 LA RECHERCHE 972. Nous constituons plusieurs variantes de la solutioninitialeenluiajoutant les adju vants min raux pr conis s par Leduc Puis introduisons dans chacune d el les des sels m talliques chlorures de cobalt de fer et de nickel sulfates de cuivre et de mangan se nitrate et ac tate de cuivre Nous obtenons toute une gamme de r sultats du bourgeon noir et rabougri au chlorure de cobalt multicolore en passant parle chlorure de fer d un orange flamboyant Leduc avait parfaitement compris le ph nom ne gouvernant la formation des cellules et des arborescences Apr s introduction du sel m tallique dans la solution il se dissout et forme une membrane en entrant en contact avec le silicate La cellule primordiale est n e minuscule Semi perm able sa membrane ne laisse passer que l eau Elle d limite donc deux domaines une solution int rieure contenant le sel dissous et une solution ext rieure contenant lesilicate Cettediff rence de composition conduit un afflux d eau de l ext rieur vers l int rieur de la cel lule travers la membrane selon un ph nom ne dit d osmose La pression interne augmente La membrane de la celluleseromptpuissereformeaussit t un peu plus loin La cellule cro t Si la solution ext rieure est tr s dilu e la cellule reste peu pr s sph rique et se d veloppe peine Dansles solutions plus concentr es en revanche la cel lule primordiale donne rapidement naiss
3. 94 LA RECHERCHE SEPTEMBRE 2006 N2 400 N2 400 SEPTEMBRE 2006 LA RECHERCHE 95 DR TS ae mm gt LES ARBORESCENCES ORANG ES du chlorure de fer se d veloppent plus rapidement que celles des autres substances Ce sel doit donc tre introduit en dernier 5 gt c pes et des bourgeons Ce qui nous laisse penser que Leduc a acquis au cours de deux d cennies de travail une ma trise prodigieuse des substances chimiques Il nous sera difficile d acqu rir cette sensi bilit en quelques jours comme il serait impossible un peintre d bu tant de reproduire la finesse d une toile d Ingres Jeudi 22 juin 2006 Nous d cidons d explorer une deuxi me facette du travail de Leduc les arborescences sortes de tiges qui se d veloppent verticalement Afin gt 96 LA RECHERCHE SEPTEMBRE 2006 N2 400 PORTFOLIO or scies CETTE CELLULE OSMOTIQUE a t produite par l introduction d un morceau de chlorure de calcium fondu dans une solution tr s dilu e de phosphate et de carbonate de sodium La cellule cro t tr s lentement sa membrane semi perm able laissant entrer l eau sous l influence d un ph nom ne appel osmose La pression interne augmente la membrane se rompt et se reforme aussit t un peu plus loin gt d obtenir une grande vari t de for mes et de couleurs nous prenons le parti de tester nos substances dans tou tes les combinaisons possibles
4. PORTFOLIO er ae LA ut mL a nr 2V DENT TEL o ps a orme le gt j Richard Emmanuel _Eastes est y professeur de chimie au d partement deina e z aol aiii Ode tre 2 2 Lu UT de l cole normale Clovis Darrigan est ma tre de conf rences si o e smalka a MU Lu LC I SSL Er RESF vs LE 2 LL ee 2 l universit _ de Pau Photos St phane Querbes F gt s asy aa ngaba n r e e TERRES D Truer CE JARDIN MULTICOLORE a t obtenu en d posant dans une solution de silicate de sodium concentr e un cristal de chlorure de cobalt sur des sels de nickel 90 LA RECHERCHE SEPTEMBRE 2006 N2 400 E d tudes cognitives Sup rieure Paris en chimie th orique 4 L1 9 i1 e A AS NL 4 5 IE 400 ANS DE SCIENCE A 4 t sk EMNER EA T Es r4 gis Tal m talliques il n en faut tifique anglo saxonne pour consacrer ntre 1905 et 1913 denombreuses colonnes St phane Leduc Ce professeur de phy sique m dicale est un v ritable touche tout Depuis le d but de sa carri re ila men des travaux de bact riologie travaill sur les effets des courants lectriques sur organisme explor le r le th rapeutique des ions Au d but du XX si cle voil q
5. ance de longs prolongements des arborescences Pourquoi filent elles presque tou jours vers le haut Parce que la cellule initiale a tendance se rompre sur sa partiesup rieure La solution interne est en effet moins dense que la solution externe et a tendance remonter En outre lammacrophotographienous per met de mettre en vidence le r le des bulles d air form es par le d gazage de la solution sous l influence de la cha leur des projecteurs Elles acc l rent la croissance des arborescences vers le haut avant de sen d gager parfois brutalement interrompant le proces sus Un param tre que Leduc contes tait tantiltenait asseoir la puissance cr atrice de la pression osmotique qui de toutes les forces physiques poss de la puissance d organisation la plus remarquable les facult s morphog niques les plus tendues Vendredi 23 juin 2006 L essentiel du travail est fait mais des variantes restent exp rimen ter additions de substances tran g res en cours de croissance super positions de couches de solution m re de diff rentes concentrations utilisation de granul s form s par le m lange de diff rents sels m talli ques entre eux ou avec du sucre en poudre Nous abandonnons l id e d obtenir le moindre c pe pour nous satisfaire de l infinie diversit des for mes et couleurs auxquelles nous som mes d ores et d j parvenus Face ce spectacle ph m re nou
6. dot es de bourgeons d amibes Il n y a je crois aucun spectacle plus extraordinaire etplus clairant que celui d une croissance osmotique senthou siasme un ancien membre de la Soci t ais St p synth tiser le vivant l aide de substances chimiques obtenant des formes d une rare vari t Pouvaient elles tre reproduites un si cle plus tard Pour La Recherche deux chimistes se sont pris au jeu sance organique de mani re si parfaite que des formes complexes peuvent tre e si cle le m decin ane Leduc a cherch 4 gt 0 RT pe it De e dans sa pr face au livre de Leduc The Mechanism of Life Elles imitent les formes la couleur la texture et m me la structure microscopique d une crois 8 que cela trompe les lus m mes h De fait pour beaucoup Leduc clairela j natureet l origine dela vie Ses mod les crit Evelyn Fox Keller danssonlivre Expliquer la vie Mod les m taphores i et machines en biologie du d veloppe ment r pondent un besoin largement ressenti l poque ils d montrent 1 engendr es par des processus physiques et chimiques bien identifi s Mais ses travaux sont rapidement contest s D s 1907 Henri Bergson l s oppose Leduc dans son volution cr atrice Vingtans plustard douard Leroy du Coll ge de France crit au i i sujet de ses th ories O
7. e tel que du chlorure de calcium Nous choisissons d utiliser le sel sous sa forme amorphe Leduc emploie le terme fondu que nous obtenonsen chauffant le produit com mercial hydrat jusqu sa fusion vers 770 C La mise au point de la solu tion satur e en revanche est plus ardue la notion de saturation sign e Leduc nous para t floue Ses recettes manquent de la pr cision laquelle le chimiste d aujourd hui est habitu Quant aux unit s elles ne nous vo quent parfois plus grand chose Nous d cidons de faire plusieurs essais Nous introduisons des sels dans une solution satur e elle est trop visqueuse et la croissance des cellules se bloque Dans une solu tion dilu e dix fois des cellules appa raissent et s affaissent lamenta blement Finalement nous optons pour une solution satur e dilu e cinq fois et obtenons de belles cel lules artificielles ph m res elles finissent par se percer donnant nais LES ARBORESCENCES deviennent parfois des crins magnifiques sance des arborescences tonnan TOUTES LES VARIANTES DE COULEURS ET DE FORMES semblent pouvoir tre obtenues par l utilisation du chlorure de cobalt dont les degr s d oxydation et le taux pour les bulles serties de filaments tes Nous sommes h las loin des gt d hydratation contr lent les teintes Un tel jardin peut tre conserv pendant des semaines condition que le r cipient soit dispos l abri des vibrations
8. ente de bas en haut la croissance d arborescences artificielles de chlorure de cobalt Difficile d interpr ter le d veloppement parall le des deux flagelles En revanche nous avons pu montrer que les bulles d air produites par le d gazage de la solution sous l influence de la chaleur des projecteurs jouent un r le important dans l initiation des arborescences Elles acc l rent leur d veloppement avant de se d gager parfois brutalement interrompant le processus N 400 SEPTEMBRE 2006 LA RECHERCHE 93 PORTFOLIO sr scies gt laiss peu d indications sur son tra TRENTE MINUTES s parent le premier clich du dernier Ce jardin chimique a t obtenu par l utilisation d un m lange de sels de cuivre cobalt et mangan se vail Pour toute documentation nous dans une solution de silicate de sodium Extr mement corrosive cette derni re ne s journe pas dans un r cipient en verre sans y laisser de traces Laiss e l air libre elle absorbe le dioxyde de carbone et perd ses propri t s ce qui oblige l exp rimentateur la pr parer juste avant utilisation nous reposons sur sa Th orie physico chimique dela vie etg n rations spon tan es publi e en 1910 Leduc y raconte la fa on dont il a caract ris ses premi res cellules osmotiques C est cette exp rience que nous nous attelons Elle consiste introduire dans une solution m re satur e en silicate de sodium un sel m talliqu
9. n na pas imit la vie m medeloin Leseffetsd os mose nont gu re plus de signification dans le probl me de la naissance de la vie quelesfleursouramures deglace gt E wi TE E V2 ri p QUELQUES DIZAINES DE SECONDES s parent ces trois clich s montrant l expansion de filaments n s de cristaux de sulfate de cuivre N 400 SEPTEMBRE 2006 LA RECHERCHE 91 PORTFOLIO sr scies gt dessin es sur les carreaux d une fen i tre un jour d hiver Les id es de Leduc sont ensuite balay es par de nouvel les connaissances sur les origines de la vie issues de la chimie de lastro nomie et de la g n tique Ne reste de lui que d tranges jardins chimiques photographi s en noir et blanc Mercredi 21 juin 2006 Dans un laboratoire de l universit de Pau nous nous appr tons repro duire pr s d un si cle plus tard les exp riences de Leduc L homme a gt CES EXCROISSANCES EXUB RANTES qui se d veloppent avec une rapidit in gal e sont particuli rement caract ristiques du chlorure de fer La croissance peut se faire par le bas sous forme de plissements ou par le haut en grappes donnant naissances aux formes les plus vocatrices 92 LA RECHERCHE SEPTEMBRE 2006 N2 400 E FOND TOIL des bulles d air adh r es aux parois donne une ambiance sid rale au mouvement du sulfate de mangan se CETTE S QUENCE repr s
10. s nous interrogeons que reste t il des travaux de Leduc Malgr ses erreurs et sa na vet enthousiaste nous ne pouvons nous emp cher de revendi quer pour lui une certaine r habili tation D autant qu en montrant que des formes aussi complexes pouvaient tre synth tis es par des m canismes physico chimiques l mentaires il a sans doute contribu faire avancer la connaissance de la vie Pourtant ilreste peu de traces de sa vie scientifique On trouve son nom dans der centes tudes concernantlebiomi m tisme de mat riaux inorganiques la qu te de traces de vie fossiles ou extra terrestres Avec des conclusions qui ne lui auraient gu re plu S appuyant sur ses travaux des chercheurs ont en effetmontr que certaines concr tions consid r es jusqu ici comme des fossi les taient probablement des vestiges de formations min rales osmotiques d origine inerte R E E et C D Pour r aliser des jardins chimiques Procurez vous une solution commerciale de silicate de sodium satur e et diluez la deux fois avec de l eau dis till e de pr f rence d gaz e Filtrez la sur du verre si elle est troubl e par des particules en suspension Puis dans les heures qui suivent versez la dans un r cipient en plexi glas sur une hauteur de 10 15 centim tres Laissez reposer la solution quelques minutes puis intro duisez dans cette derni re de petits cristaux de sels m tal liques CuSO Ni NO gt FeCl
11. u il d ve loppe une th orie s duisante il est convaincu que la vie est n e la faveur de rencontres entre substances chimi qu s min rales Dans son laboratoire de l cole de m decine de Nantes il tente donc d imiter le vivant En d posant dessels m talliques dans 3 des solutions de carbonate de potas sium l minent m decin fran ais comme appelle alors le Scientific American obtient des cellules arti ficielles plus vraies que nature 25 m N LS ecr er la vie l aide desels pas plus la pressescien BOL m decine W Deane Butcher X Au d but m s A Elles sont entour es d une membrane semi perm able ou osmotique qui laisse entrer l eau Du coup les cel lules grossissent vue d il pouvant atteindre plusieurs entim tres Le plus souvent explique Leduc la premi re cellule donne naissance une seconde celle ci une troisi me et ainsi de suite donnant un ensem ble de cavit s cellulaires microscopi ques s par es par des cloisons osmoti ques Une structure analogue selon lescientifique celle qui constitue les tres vivants Des millions de formes ph m res ont d ainsi se former pour donner la nature actuelle Pour le prouver Leduc s applique m langer toutes sortes de sels avec des solutions vari es Ses cr ations pren nent des allures de c pes de pous ses
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