Photo par Bastien Lecigne

En raison des changements climatiques, les épisodes de pluie verglaçante seront probablement plus fréquents et plus violents sur notre territoire. Il importe donc de prédire quels arbres, en milieu urbain, sont susceptibles de casser sous le poids du verglas. Pour ce faire, on peut utiliser un scanner laser qui génère des images 3-D des arbres, révélant les détails de leur structure. Sur cet érable argenté montréalais, vu de face et du dessus, le potentiel d’accumulation de verglas est représenté par un gradient de couleur variant du blanc (faible) au bleu (élevé).

Photo par Fatma Dhifallah

Parmi le plancton qui dérive dans nos eaux, on trouve des espèces toxiques appartenant au genre Alexandrium. Le spécimen montré ici est « colorisé » d’une teinte écarlate rappelant les dangereuses marées rouges dont il peut être la cause (en vert, une bactérie). En 2008, ces tueuses microscopiques ont envahi l’estuaire du Saint-Laurent sur une superficie de 600 kilomètres carrés. Leur toxine paralysante a provoqué une hécatombe chez les poissons, les oiseaux marins, les phoques et les bélugas, et forcé la fermeture des bancs coquilliers. Pour éviter qu’une floraison toxique frappe l’Arctique canadien, où la pêche est vitale pour les populations, on effectue un suivi du plancton nuisible.

Photo par Guillaume Légaré-Couture

La technologie LiDAR est une méthode de télédétection consistant à mesurer des distances de manière ultraprécise en illuminant une cible à l’aide d’un faisceau laser et en captant sa réflexion. Montée à bord d’un aéronef, cette technologie permet de reconstruire numériquement le relief terrestre et de découvrir ainsi les éléments dissimulés sous la canopée. Les applications vont de la cartographie des zones inondables à la détection de vestiges archéologiques. L’image présentée ici dévoile les méandres de la rivière Ouelle, près de Saint-Pacôme, ainsi que divers éléments géomorphologiques tels des affleurements rocheux (masses foncées) et des plages sableuses formées par d’anciennes mers.

Photo par Léa Museau

Ce faux soleil est un biofilm, une communauté bactérienne « soudée » par une matrice de sucres et de protéines. La rencontre de deux espèces – Bacillus subtilis et Staphylococcus aureus – produit cette structure très résistante à l’eau. Le staphylocoque doré est responsable de la couleur jaune… et de diverses infections chroniques chez l’humain. Ces dernières sont parfois difficiles à traiter, car S. aureus résiste à plusieurs antibiotiques. Comment contrer cette résistance? Des chercheurs et chercheuses font le pari suivant : modifier génétiquement B. subtilis pour la rendre capable de neutraliser sa comparse.

Photo par Thierry Boislard

Rares sont les personnes qui ont déjà vu une sauterelle de cette couleur! En fait, rares aussi sont celles qui savent reconnaître une sauterelle, même verte. Les sauterelles, comme Amblycorypha oblongifolia, qui est bel et bien présente au Québec, sont de mœurs nocturnes, contrairement aux criquets. Ce spécimen-ci doit sa coloration aberrante à une rare mutation génétique appelée érythrisme. Puisque ce gène mutant serait dominant, les individus roses devraient être plus nombreux dans la nature. Pour comprendre pourquoi la majorité demeure verte, l’Insectarium tente de démarrer le premier élevage de sauterelles roses au monde!

Photo par Gina Lonati

Dans le cadre de mes travaux de doctorat à l’Université du Nouveau-Brunswick, à Saint John, j’utilise un drone quadricoptère pour étudier la santé des grandes baleines dans le Canada atlantique. Le drone est muni d’une caméra à spectre visible, ce qui nous donne une occasion unique d’observer de près ces baleines, sans les gêner, pour évaluer l’état de leur corps et repérer de possibles blessures ou encore des cas d’empêtrement. Le drone dispose aussi d’une caméra thermique, qui nous permet d’estimer la température corporelle des baleines (un peu comme au moyen d’un thermomètre sans contact!). J’ai photographié ce rorqual à bosse mâle d’âge adulte dans la baie de Fundy en septembre 2020. Le drone était à environ 12 m d’altitude, ce qui nous a permis d’obtenir des images rapprochées des évents du rorqual tandis qu’il remontait à la surface pour respirer. Les baleines expulsent souvent un jet de vapeur et de mucus, une sorte de panache facile à repérer de la terre ferme ou d’un bateau. Sur la photo, le jet reflète la lumière du soleil de sorte que l’on peut apercevoir un arc-en-ciel!

Photo par Nirosha Murugan

La forme jaune que l’on voit dans cette image est une cellule de Physarum polycephalum, un organisme unicellulaire de la catégorie des myxomycètes également appelé « moisissure visqueuse ». Cette cellule n’a pas de cerveau ni d’architecture neuronale, mais elle est incroyablement intelligente. Elle est capable de trouver le chemin le plus court dans des labyrinthes, de créer des réseaux qui reproduisent ceux conçus par l’humain pour le transport ferroviaire, d’apprendre et même de stocker des souvenirs. Nous cherchons à comprendre comment cet organisme simple utilise son corps à la fois comme un réseau de capteurs et comme un ordinateur biologique pour prendre des décisions à long terme. La découverte du fait que même les êtres vivants les plus simples peuvent effectuer des calculs biologiques qui sont délibérés ou qui visent l’atteinte d’un objectif, et que ces êtres présentent une forme de cognition — si primitive soit-elle — qui est analogue à la nôtre, nous amène à remettre en question l’idée reçue voulant qu’il faille avoir un cerveau pour penser et ressentir. La compréhension du langage computationnel de Physarum et d’autres organismes simples pourra guider la conception d’intelligences artificielles d’inspiration biologique et nous permettra peut-être même de découvrir les origines de la pensée.

Photo par Azin Sadat

La maladie céliaque et la sensibilité au gluten non céliaque toucheraient environ 6 % de la population canadienne. Les aliments sans gluten étant de plus en plus demandés, il devient pressant de trouver une substance qui pourrait remplacer le gluten dans les produits de boulangerie. Prise au microscope, l’image montre les fibrilles (en rouge) d’une protéine de zéine recouvrant des granules d’amidon (en bleu) et formant une substance semblable à de la pâte. La formation d’un réseau de fibrilles est essentielle à l’éventuelle utilisation de la zéine comme substance de qualité pour remplacer le gluten dans les produits de boulangerie. Sur l’image, on peut voir clairement les fibrilles de zéine qui entourent les granules d’amidon et donnent ainsi à la pâte la consistance et l’élasticité nécessaires à son utilisation en boulangerie. Ces protéines uniques sont-elles la solution tant attendue à la préparation de produits de boulangerie de haute qualité sans gluten?

Photo par Paola Marino

Les bâtonnets hexagonaux lisses que l’on voit dans l’image sont des matrices métallo-organiques, une classe fascinante de matériaux poreux hautement structurés, formés de constituants inorganiques et organiques. L’image montre une représentation tridimensionnelle de NU 1000, un type de matrice métallo-organique composée de zirconium, de carbone et d’oxygène. Le matériau a été synthétisé par des procédés de « chimie verte », au moyen d’un solvant écologique produit à partir de sources biorenouvelables. Cette technique de production ouvre la voie à la synthèse durable de matrices métallo-organiques et à leur utilisation à diverses fins, notamment pour l’assainissement des eaux usées, la réalisation de séparations chimiques ainsi que le captage et le stockage de gaz. Une fois synthétisé, NU-1000 a l’aspect d’une poudre microcristalline de couleur jaune vif, ce qui explique les halos jaunes que l’on peut voir sur l’image.

Photo par Margot Angibaud

Requins, raies et chimères sont des poissons dont les squelettes se composent non pas d’os, mais de cartilages. Il est désormais possible de réaliser par tomodensitométrie des images 3-D de ces structures cartilagineuses, malgré leur faible contraste avec les tissus mous. C’est le cas ici pour ce chien de mer à taches noires (Aulohalaelurus labiosus), un petit requin qui rôde au large de la côte ouest de l’Australie. On distingue le crâne, les nageoires pectorales et le début de la colonne vertébrale. L’attribution de couleurs sert à dévoiler les différentes structures du squelette de ce requin... littéralement dénudé.

Photo par Éric Tamigneaux
Isabelle Gendron-Lemieux
Lisandre Gilmore-Solomon

Nous voyons ici le détail de la grande feuille, appelée fronde, d’une algue rouge appartenant au genre Porphyra. L’examen au microscope de cette algue comestible révèle l’existence de cellules reproductrices (vertes et brunes). Certaines fermes d’aquaculture québécoises explorent l’idée de cultiver les espèces locales de Porphyra afin d’en faire la « nori » de l’Atlantique des sushis. Des tests réalisés aux îles de la Madeleine ont aussi démontré sa capacité à purifier l’eau des viviers à homards. Pour doper sa croissance, cette algue utilise l’azote excrété par les animaux marins!

Photo par Stéphane Le Tirant
René Limoges

L’ordre des coléoptères regroupe quelque 500 000 espèces à l’intérieur de 500 familles. Les scarabées forment l’une d’elles (25 000 espèces), qui se divise en 20 sous-familles, dont celle des scarabées rhinocéros (1 600 espèces). Il existe un seul genre dont les deux espèces connues, originaires du Queensland en Australie, possèdent d’intrigantes épines sur leurs élytres. La première, Nephrodopus enigma, sur la photo, fut décrite en 1873, et l’autre, Nephrodopus goldingi, en 2019. On ne connaît encore rien sur l’œuf, la larve ou la vie du « photographié ». L’un des rares spécialistes des scarabées rhinocéros travaille à l’Insectarium de Montréal. D’où ce précieux spécimen!

Photo par Manon Favre
Julie Genoyer

Cette mosaïque de pétales cristallins n’a pas à craindre le retour du printemps : elle pourrait demeurer intacte dans les plus chauds déserts. Sertie entre deux lamelles de microscope, elle a été obtenue en chauffant d’abord de la poudre de polypropylène à une température d’environ 170 ºC. Le polymère, une fois liquéfié, a ensuite été refroidi. C’est durant cette phase de solidification qu’il s’est organisé en sphérolites : des structures en forme d’éventail quasi circulaire. Sachant que les propriétés mécaniques du polypropylène dépendent de ses caractéristiques microscopiques, leur observation détaillée permet d’en caractériser le comportement.

Photo par Élie Dumas-Lefebvre

11 septembre 2020, au large de Rimouski. Des centaines de litres de rhodamine s’échappent du navire Coriolis II. Une catastrophe écologique? Pas du tout! Il s’agit d’une expérience qui vise à améliorer les modèles de dérive océanique. Pour suivre la dispersion de ce colorant inoffensif, on a utilisé un drone et des embarcations munies de capteurs de fluorescence. De plus, des dizaines de bouées dérivantes ont été mises à l’eau pour vérifier si leur trajectoire correspond à la dérive du colorant. Cette recherche pourrait faciliter les sauvetages en mer et la récupération des nappes de contaminants, dont le pétrole.

Photo par Priya Gatti

Cette cellule cancéreuse détachée de sa tumeur vient de s’établir dans un nouvel endroit. Elle est maintenant prête à former une métastase. Le cancer va progresser. Pour que cela se produise, la cellule doit développer des protrusions, sortes de tentacules disposés sur la surface extérieure, nécessaires à son déplacement. Mais gardons notre calme, on est au laboratoire et ce type d’expériences visent à mieux comprendre le rôle des mitochondries (en vert) dans cette histoire! Ces petites usines énergétiques au sein de chaque cellule se restructurent au moment où les cellules cancéreuses migrent et forment des métastases.

Photo par Léa Fieschi-Méric

Après quelques contorsions et cabrioles, ce triton alpestre (Ichthyosaura alpestris) s’est extirpé de sa mue. Sa nouvelle peau lui permettra de s’hydrater et de respirer... à moins d’être contaminée par un champignon pathogène! En effet, une mycose décime actuellement les populations d’amphibiens d’Europe. Le responsable est un champignon du groupe des chytrides, Batrachochytrium salamandrivorans. On prédit son arrivée imminente en Amérique. Heureusement, on a découvert sur la peau de certains individus des bactéries protectrices qui combattent le champignon. La survie des amphibiens du Canada pourrait résider dans l’étude de leur microbiome cutané.

Photo par Baptiste Charrier

Pendant le développement embryonnaire, les cellules issues de la crête neurale (en vert) migreront le long des nerfs (en rouge) qui partent du tube neural (future moelle épinière). Autant de routes qui permettront à ces cellules souches transitoires de se déployer dans les diverses régions de l’embryon et de se différencier en des types très variés. Certaines participeront à l’élaboration du système nerveux périphérique qui assure la circulation de l’information entre les organes et le cerveau. D’autres contribueront à la formation soit du cœur, soit des reins, ou encore, des intestins... Autant de destins que de destinations nécessaires au prodige de la gestation.

Photo par Paul Fourmont

Bien que cette image ressemble à un désert de sel vu du ciel, ce faux paysage est apparu sur une lame de microscope! Pour créer les petits îlots, on « cristallise » une solution de sels de nitrate. On obtient alors de la ferrite de bismuth (BiFeO₃). Ce composé pourrait servir dans la fabrication de transistors qu’on placerait au sein des ordinateurs, afin d’augmenter leur puissance de calcul et de réduire leur consommation d’électricité. C’est là un matériau révolutionnaire, l’un des rares à présenter à la fois une polarisation et des propriétés magnétiques à température ambiante. Reste la difficile tâche d’en dompter la chimie...

Photo par Jérémy Baudry

Un vitrier négligent aurait-il abandonné son chargement de verre dans la baie des Chaleurs? En réalité, ces structures transparentes, qui mesurent plusieurs dizaines, voire des centaines de mètres, sont des plaques de glace de mer. Appelées « nilas », d’une épaisseur de quelques centimètres, elles se forment par mer calme et demeurent étonnamment flexibles. Les nilas de cette sorte résultent de l’agglomération continue de frasil : ce sont de fines aiguilles ou plaquettes de glace en suspension dans l’eau. Observer le développement de la banquise permet, entre autres, de mieux prévoir les conditions de glace à court terme ou d’estimer le devenir de l’océan Arctique.

Photo par Mathieu Lapointe

Dans les eaux usées, les contaminants (en brun) forment de tout petits agrégats (à gauche), que les usines d’épuration peinent à intercepter. Afin de les capturer et de faciliter leur décantation, on ajoute dans les bassins de traitement des fibres de cellulose (au centre) provenant de papier recyclé. Or, des chercheurs et chercheuses viennent de mettre au point un nouveau procédé qui conduit ces fibres de cellulose à former des microsphères ultraporeuses et superadsorbantes (à droite). Grâce à l’efficacité de ces éponges à contaminants, réutilisables une dizaine de fois, on réduira l’empreinte environnementale et les coûts de fonctionnement des usines d’épuration.

Photo par Julien Saguez

Cette mouche paraît paisible sur son support végétal, mais les spores blanches sur son abdomen indiquent qu’elle est infectée par un champignon. Après s’être introduit dans le corps de l’insecte, Entomophthora muscae se développe à même les fluides corporels de son hôte. Puis, il prend le contrôle du cerveau de la mouche zombifiée, la forçant à écarter les ailes. Cette posture favorise la dissémination des spores par le vent. En agriculture, ces champignons peuvent « se muer » en agents de lutte biologique contre les insectes ravageurs, tel le puceron du soya.

Photo par Dany Dumont
Peter Sutherland

Les experts ne lésinent pas sur la technologie de pointe pour étudier les interactions entre les vagues et la glace de mer. Leur arsenal comprend des drones, des bouées électroniques munies de GPS (en jaune) et une caméra, juchée au sommet d’une montagne, qui enregistre en continu les mouvements de la glace. À cela s’ajoute un bon vieux canot à glace, parfaitement adapté pour mesurer l’épaisseur de la glace et l’amplitude des vagues. Ces données améliorent les modèles de prévision du couvert de glace et faciliteront la navigation dans les régions polaires.

Photo par Céline Larivière-Loiselle

On voit ici les neurones d’un rat en 3-D, une image créée en combinant l’holographie et la microscopie. Les hologrammes sont habituellement produits par des faisceaux laser émettant une seule longueur d’onde, soit une seule couleur. Cependant, ce procédé génère des tavelures (partie droite de l’image). Pour faire le « ménage », on utilise des lasers de différentes couleurs, une toute nouvelle approche. Le réseau de ramifications entre les neurones (à gauche) apparaît dans toute sa splendeur! On peut alors scruter l’arborescence neuronale de personnes atteintes de graves troubles psychiatriques pour rechercher des indices biologiques annonciateurs de pathologies.

Photo par Facundo Sosa-Rey

Cet échantillon, qui montre une section cubique de matériau composite, fait un millimètre de côté. Le diamètre des fibres de carbone, qui s’y empilent en trois couches distinctes, fait une dizaine de microns : cinq fois plus mince qu’un cheveu. L’image, d’abord obtenue à l’aide de rayons X, a ensuite été traitée numériquement pour isoler chacune des fibres normalement emprisonnées dans la résine. Un exploit qui révèle avec précision sa distribution spatiale! Le but : développer un modèle de prédiction des comportements mécaniques du matériau à l’échelle macroscopique avant même sa fabrication. C’est élémentaire...

Photo par Javiera Parada

Les amas globulaires sont d’immenses agglomérations d’étoiles de forme sphérique. Nos travaux de recherche portent principalement sur l’évolution des étoiles et la dynamique des systèmes stellaires, mais ils peuvent également nous en apprendre sur la structure de la Voie lactée, sur sa composition chimique et sur les évènements dynamiques qui sont survenus au fil du temps. Sur l’image, on peut voir NGC 362, soit l’un des quelque 170 amas globulaires qui se trouvent dans notre galaxie. Chaque point lumineux sur l’image est une étoile. La couleur et la luminosité de chaque étoile nous permettent d’en déterminer certaines propriétés, comme la température, la masse et l’âge. La position des étoiles dans l’amas globulaire est également importante. On sait communément que les objets lourds ont tendance à couler, alors que les objets légers ont tendance à flotter : les étoiles devraient donc avoir le même comportement dans un amas globulaire. Cette image nous aide à mieux comprendre comment les étoiles évoluent dans NGC 362 et pourquoi les étoiles massives se retrouvent près du centre de certains amas globulaires.

Photo par Seth Holland

L’image montre une coupe transversale de la moelle épinière dans laquelle on voit des neurones qui ont subi une lésion à une certaine distance, dans un nerf périphérique. On ne voit pas le nerf sur l’image, ni le site de la lésion, mais les parties de ces neurones qui transportent les signaux vers et depuis le système nerveux central. Nous avons créé un organisme modèle qui nous permet de modifier avec précision le génome de neurones lésés, afin de mieux comprendre quels gènes pourraient nuire à la régénération neuronale et quels gènes pourraient au contraire favoriser cette régénération. Ces connaissances pourraient être utiles non seulement aux scientifiques qui essaient de favoriser le rétablissement des patients ayant subi une lésion aux nerfs périphériques, mais aussi aux spécialistes qui étudient les lésions de la moelle épinière et du cerveau. On voit sur cette image le résultat d’une lésion. Nous avons activé un gène qui produit une protéine rouge fluorescente pour montrer que notre modèle fonctionne bien comme nous l’avions prévu. L’espace négatif (à gauche) désigne l’endroit où la lésion est survenue, soit à l’extérieur de la moelle épinière, ce qui montre bien la connectivité du système nerveux.

Photo par Joanna Yeung

Contrairement à la façon dont on les représente dans les manuels, les protéines ne sont pas colorées. Pour savoir où se trouvent les protéines qui jouent un rôle important dans le développement, nous avons utilisé une technique appelée « coloration X-gal ». Nous avons d’abord modifié le génome d’une souris, de façon à « étiqueter » la protéine qui nous intéresse. Lorsque cette « étiquette » entre en contact avec un certain produit chimique, elle se colore en bleu. Dans cette image, nous pouvons voir la position d’une protéine importante dans des embryons de souris. Nous avons étiqueté la protéine au moyen de cette technique et nous avons constaté une concentration de taches bleues dans le cerveau en développement des souris. Nous pouvons donc en déduire que cette protéine joue un rôle crucial dans le développement du cerveau, tout comme les molécules sur lesquelles elle agit.

Photo par Mohamed Elmankabady

Les plantes carnivores sont répandues un peu partout au Canada, dans les tourbières et les zones où le sol est pauvre en éléments nutritifs. Dans ces milieux, ces plantes pallient la rareté des éléments nutritifs en capturant et en digérant des proies animales. Dans le cadre de nos travaux, nous utilisons des outils tels que des isotopes stables, des codes-barres d’ADN et la microscopie électronique à balayage pour mieux comprendre « qui mange qui » parmi les plantes carnivores et les insectes du parc Algonquin. L’image présentée ici révèle un drame à l’échelle microscopique, soit celui d’une mouche qui est morte après s’être empêtrée dans les feuilles collantes d’un rossolis à feuilles rondes (Drosera rotundifolia) — des feuilles qui s’apparentent à des tentacules. L’insecte est vraisemblablement mort rapidement, mais a été digéré sur une période de plusieurs jours. Les tourbières du parc Algonquin abondent en plantes carnivores et en mouches piqueuses. Notre image saisit donc le dernier acte d’un drame écologique courant, avec un degré de précision hors du commun.

Photo par Briana Renda

Nos travaux de recherche portent sur les effets immédiats et à long terme du stress, de la douleur et de l’exposition aux drogues chez les adolescentes. Beaucoup d’études précliniques qui ont recours à des rongeurs comme modèles sont menées sans que des femelles ne soient incluses ou sans que l’on tienne compte des éventuelles différences entre les sexes. Le cycle œstral chez les rongeurs correspond en quelque sorte au cycle menstruel chez la femme, mais ne dure qu’environ quatre jours. Il est possible de suivre les diverses phases du cycle en prélevant des cellules vaginales et en en identifiant le type au microscope. Chaque phase du cycle œstral est caractérisée par la présence de cellules particulières. En identifiant les cellules prélevées, il est donc possible de déterminer à quelle phase du cycle se trouvaient les femelles au moment du prélèvement. Les paramètres physiologiques et comportementaux que nous mesurons dans le cadre de nos travaux varient tout au long du cycle œstral; il importe donc de connaitre la phase dans laquelle se trouvent les femelles à des moments précis du cycle pour mieux comprendre l’incidence des différentes phases sur les éléments que nous mesurons.

Photo par Logan Francis
Nienke van der Marel

Par une belle nuit obscure, lorsque le ciel est dégagé, il est possible d’apercevoir l’arc caractéristique de notre galaxie, avec sa multitude d’étoiles brillantes et de sombres nuages de poussières. Ces nuages sombres sont en fait des nébuleuses, qui fournissent la matière nécessaire à la formation de nouvelles étoiles par effondrement gravitationnel. De cet effondrement gravitationnel naissent de jeunes étoiles, entourées d’un disque composé de gaz et de poussières, dans lequel se forment au fil du temps de nouvelles planètes. Sur l’image, on peut voir 37 disques de poussières tournant autour de jeunes étoiles, qui ont été observés au moyen du réseau de radiotélescopes ALMA. ALMA permet d’observer des objets à des longueurs d’onde de lumière où ils sont invisibles à l’œil humain. À ces longueurs d’onde, les étoiles et les planètes sont indétectables, mais de petites particules de poussière semblables à du café moulu brillent intensément. En se déplaçant sur leur orbite, les jeunes planètes, que l’on ne peut pas voir, sculptent les disques de poussières qui les entourent, créant ainsi de jolies structures d’arcs et d’anneaux. En étudiant ces structures, les astronomes peuvent en apprendre davantage sur la formation des planètes, sur les moments auxquels elles se forment et sur les origines de notre propre système solaire.

Photo par Boris Bernhardt

Le cerveau humain est l’un des réseaux biologiques les plus complexes que nous connaissions. Les neurones du cerveau sont reliés entre eux par des billions de connexions. Grâce à de puissantes techniques d’imagerie, notamment l’imagerie par résonance magnétique de diffusion, les neuroscientifiques commencent à cartographier ces connexions dans le cerveau humain vivant. Cette technique permet de suivre la diffusion de l’eau dans le cerveau, qui circule préférentiellement le long de faisceaux de fibres myélinisées, riches en matière grasse. En créant une carte de plus en plus détaillée des connexions du cerveau, les scientifiques sont en mesure de mieux comprendre comment les pensées et les sentiments sont générés, comment le cerveau grandit et vieillit, et comment déceler et potentiellement prévenir les affections courantes qui touchent le cerveau.

Photo par Maheshi Dharmasiri
Colleen Barber

L’étourneau sansonnet, ou Sturnus vulgaris, émet des chants qui sont longs et complexes et, contrairement à la plupart des passereaux, en apprend de nouveaux tout au long de sa vie. Nos travaux de recherche visent à déterminer s’il existe une corrélation entre la complexité et la durée des séquences de chant et l’âge et le succès reproducteur des mâles dans une population d’étourneaux sansonnets à Halifax, en Nouvelle-Écosse. La photo, prise sous un microscope à dissection, montre l’une des plumes chatoyantes de la gorge d’un étourneau sansonnet mâle. Sachant que ces plumes s’allongent et deviennent de plus en plus chatoyantes au fil du temps, nous avons utilisé cette information pour classer les étourneaux par catégorie selon leur stade de vie (deux ans de vie et plus de deux ans de vie, ou encore première reproduction et reproducteurs expérimentés). Les études montrent que la complexité du chant joue un rôle dans l’attirance qu’éprouvent les femelles pour les mâles. Nous avançons que les femelles écoutent attentivement les mâles lorsqu’elles cherchent à s’accoupler et qu’elles choisissent ceux dont le chant est plus complexe. Or, ces mâles ont des plumes qui sont plus longues et plus chatoyantes au niveau du cou, de sorte qu’il y aurait une corrélation entre la complexité du chant, l’aspect des plumes du cou et le succès reproducteur des mâles.

Photo par Mahsa Taherzadeh
Alexey V. Pshezhetsky

Sur l’image, on peut voir des neurones de l’hippocampe, qui sont essentiels à l’apprentissage et à la mémoire. Les neurones ont été isolés chez des souris transgéniques servant de modèle dans le cadre de travaux sur une maladie neurodégénérative pédiatrique; cette maladie cause la mort des neurones, provoque des pertes de mémoire et conduit à la démence. Nous avons cultivé des neurones in vitro, sur des lamelles, pendant 21 jours. Nous les avons par la suite colorés au moyen de deux marqueurs neuronaux. Le marqueur rouge, la synapsine 1, est une protéine structurelle propre aux neurones qui est utilisée comme marqueur pour l’analyse du phénotype des neurones. Le marqueur vert, MAP2, est utilisé pour la visualisation des vésicules synaptiques, dont le nombre diminue chez les sujets atteints de la maladie. Nous avons également utilisé du DAPI, qui permet de marquer en bleu le noyau des neurones, où est stocké l’ADN. Nous travaillons actuellement à élaborer une série de traitements dont l’efficacité est évaluée en fonction des variations de concentration de ces marqueurs. L’image ci dessus a été prise au moyen d’un microscope confocal à balayage laser, à un grossissement de 20X.

Photo par Vasilis Kokkoris
Nicolas Corradi
Franck Stefani

Les champignons mycorhiziens arbusculaires (CMA) appartiennent à un groupe de champignons telluriques anciens qui forment des associations symbiotiques avec les racines de la plupart des plantes vasculaires terrestres. Les CMA sont couramment utilisés comme additifs pour le sol dans le but de favoriser la croissance des plantes. Toutefois, leur génétique a longtemps été entourée de mystère. En effet, tandis que les cellules n’ont habituellement qu’un seul noyau, les cellules des CMA en contiennent des milliers, qui peuvent être diversifiés sur le plan génétique. La coexistence de milliers de noyaux au génotype distinct au sein d’une même cellule est une caractéristique propre à ces champignons, et les mécanismes qui régissent cette population de noyaux et la diversité génétique qui en découle sont encore inconnus. En visualisant les noyaux des cellules des CMA (l’image ci dessus montre des spores et des hyphes), nous cherchons à comprendre comment ils coopèrent les uns avec les autres, dans le but d’améliorer l’utilisation de ces champignons en agriculture.

Photo par Paula Piilonen
Glenn Poirier

Dame nature est une artiste, et les minéraux sont parmi les plus belles œuvres d’art naturelles que l’on puisse trouver sur Terre. Qu’il s’agisse de grosses pierres précieuses ou de petits nanominéraux à la structure élaborée, les minéraux de toute taille sont fascinants. En enrichissant nos connaissances sur les relations texturales et la chimie des minéraux à l’échelle du micron, nous pouvons mieux comprendre les processus géologiques qui surviennent à grande échelle et la façon dont la Terre s’est formée. Ce quadriptyque montre une amygdale, c’est-à-dire une vacuole remplie de minéralisations secondaires – en l’occurrence des cristaux de zéolite –, trouvée dans une couche de basalte alcalin dans la province cambodgienne de Ratanakiri, située dans le nord-est du pays (champ de vision : 1,95 mm). Les travaux de recherche minéralogique que nous menons dans les provinces de Ratanakiri et de Takeo nous aident à mieux connaitre un pays peu étudié par les géologues et les minéralogistes. À ce jour, les résultats de nos travaux nous ont permis de mieux comprendre la géologie de la province de Ratanakiri et de découvrir de nouvelles venues minérales.

Photo par Martin Badley

Cette image montre la structure naturelle des particules dont est constitué le dioxyde d’uranium, soit la principale source de combustible utilisée dans les réacteurs nucléaires au pays. Alors que le Canada s’efforce de s’orienter vers des sources d’énergie propres pour un avenir vert, l’énergie nucléaire représente une méthode sure et fiable de produire de l’électricité qui génère peu d’émissions de gaz à effet de serre. Toutefois, le combustible usé — le dioxyde d’uranium irradié — doit faire l’objet d’un confinement et demeurer isolé de l’environnement. Grâce à la recherche sur la dégradation des matériaux, nous pouvons mieux comprendre comment le combustible usé se comporterait dans les conditions d’élimination géologique que propose le gouvernement du Canada. En utilisant les données obtenues dans le cadre d’expériences électrochimiques, nous pouvons contribuer à mettre au point des modèles informatiques des réactions qui surviennent lorsque le dioxyde d’uranium est exposé à des nappes d’eau saline souterraine en profondeur. En comprenant mieux le processus de dégradation du dioxyde d’uranium usé, nous pouvons contribuer à assurer la sécurité des personnes et de l’environnement pour les générations à venir.

Photo par Adham Elshaer

Le nitrure de gallium (GaN) est un matériau semi-conducteur utilisé dans la fabrication de transistors à haute mobilité électronique. Ces derniers sont des éléments importants dans la conception de la prochaine génération de véhicules électriques. La performance remarquable de ce type impressionnant de transistors est possible grâce aux cristaux quasi parfaits de GaN qui entrent dans leur fabrication. Pour obtenir des cristaux quasi parfaits de GaN, il est nécessaire d’éliminer ou de réparer les défauts préexistants qui pourraient avoir une incidence négative sur le rendement global.

Le trou nanométrique qui s’est mystérieusement formé à la surface du cristal de GaN représenté sur l’image offre une perspective unique. La forme et l’orientation des parois du cristal donnent à ce dernier l’aspect d’un labyrinthe hexagonal.

Photo par Sheri McDowell

Le microenvironnement d’une tumeur comprend de nombreux types de cellules non cancéreuses, telles que des cellules immunitaires (en magenta sur l’image) et des cellules de tissu conjonctif (en jaune). Cette image, réalisée par cytométrie de masse, offre aux chercheurs une représentation visuelle de la façon dont les cellules cancéreuses (en vert) interagissent avec leur microenvironnement. La caractérisation du microenvironnement des tumeurs nous aide à trouver des cibles pour traiter le cancer.

Photo par Keerthana Harwalkar
YuQi Li
Matthew Lok-Man Chang

L’arbre de vie (constitué de vaisseaux sanguins, en magenta, et de vaisseaux lymphatiques, en vert) se ramifie et pénètre dans une structure obscure (surface intestinale non éclaircie, en rouge) pour la « guérir », tandis que tombe une pluie de macrophages (en vert) venus aider à la tâche. Cette image nous montre la distribution des cellules qui résident dans le péritoine d’une souris. Les cellules d’un cancer de l’ovaire ont tendance à se fixer au péritoine et à y croitre. Dans le cadre de nos travaux, nous avons mis au point cette technique pour visualiser l’interaction entre les cellules qui résident dans le péritoine et les cellules cancéreuses. Nous espérons ainsi mieux comprendre le processus de formation des métastases du cancer de l’ovaire.

Photo par Daryan Chitsaz

Les microscopes modernes nous permettent d’enregistrer des vidéos à haute résolution de cellules vivantes pour étudier comment elles se développent. Toutefois, de longues heures d’imagerie ne sont pas sans conséquence. Sur l’image, on peut voir un oligodendrocyte en culture après une longue journée d’expériences. Les oligodendrocytes sont des cellules spécialisées du cerveau qui peuvent projeter des centaines de ramifications pour soutenir les neurones avoisinants. Les bulles que l’on voit sortir de l’oligodendrocyte sur l’image sont un signe d’apoptose, un processus au cours duquel la cellule meurt et se dissout en formant des « bulles ». Dans notre laboratoire, nous colorons les membranes cellulaires avec des agents fluorescents pour bien faire ressortir toutes les fines ramifications des cellules (en vert et en rouge sur l’image). En captant la lumière réfléchie par ces minuscules membranes (en bleu), nous pouvons obtenir de l’information sur la taille des cellules et la distance qui les sépare. Ce phénomène, que l’on appelle interférence par une couche mince, est aussi à l’origine des stries ondulées que l’on peut voir à la surface des bulles de savon. On observe des motifs similaires sur les bulles formées au cours de l’apoptose!