Photo par Jean-Baptiste Burnet

Voici Daphnia pulex, un minuscule crustacé d’eau douce présent dans la plupart de nos lacs et rivières. Il vient ici d’ingérer toute une population de la bactérie Escherichia coli préalablement marquée avec un fluorochrome bleu. Les chercheurs évaluent si cette puce d’eau peut devenir une alliée fiable dans la dépollution à grande échelle des cours d’eau.

Prix du jury

Photo par Evelyne Doré

L’intérieur des conduites d’eau potable en cuivre est tapissé de plaques de corrosion. C’est au contact de l’eau que ces oxydes de cuivre irisés se déposent sur les conduites. Le présent motif s’explique par un défaut de surface dont l’épicentre forme la pupille de cet « œil de reptile ». Et malgré sa fixité inquiétante, il ne représente aucun danger pour la santé…

Prix du jury

Photo par Nelly Manéglia

Localiser un gisement enfoui sous d’épaisses couches de sédiments à partir d’un grain de sable? Possible, si l’on combine l’observation de sa couleur et l’analyse de sa composition chimique. En effet, chaque dépôt est associé à des minéraux « indicateurs », tel ce grain d’épidote, provenant d’un sédiment glaciaire. On peut ainsi remonter la piste vers d’importants dépôts.

Prix du jury

Photo par Marie-Lou Gendron-Marsolais, Julie Hlavacek-Larrondo et Maxime Pivin Lapointe

Au centre de l’Amas de Persée trône la spectaculaire galaxie NGC 1275, où se cache un trou noir supermassif responsable de puissants jets de particules (en rose). Éjectées bien au-delà de la galaxie, ces particules entretiendraient la température incroyablement élevée (60 millionsºC) des gaz qui s’étendent entre les galaxies (en bleu).

Prix du public

Photo par Felipe Almeida

Le glacier Perito Moreno est l’un de ces endroits où l’on peut contempler pleinement la nature. Pendant qu’il marchait sur la glace, l’un des guides a demandé à Felipe Almeida s’il se rendait compte que nous marchions sur le temps. Cette question l’a aussitôt frappé, parce que depuis qu’il était là, il n’avait cessé de penser aux couches plus profondes du glacier qui existaient depuis longtemps et qui appartenaient à de nombreuses périodes glaciaires différentes. En quoi consistait la vie en ces temps lointains? Quels animaux existaient? Tant de questions! Comme la nature est extraordinaire!

Prix du jury

Photo par Alicia McTaggart

Les fleurs de ce bouquet ressemblent incroyablement à des arums. Ce sont pourtant des cristaux de carbonate de baryum submillimétriques. Pour se former, ces microstructures ont besoin de « graines » de chlorure de baryum et de silicate de sodium. L’ajout de dioxyde de carbone à la solution cause la précipitation et l’assemblage spontané du carbonate de baryum et de la silice (un composant important du sable), ce qui donne ces structures florales. Cette catégorie de microstructures autoassemblées nous donne l’espoir qu’un jour nous pourrons recréer des matériaux biomimétiques avec le même contrôle et la même perfection que la nature.

Prix du jury

Photo par Euripidis Papanicolaou

Voici une photo d’une pieuvre (de l’espèce Graneledone boreopacifica) qui se déplace à 2 100 mètres sous le niveau de la mer sur une coulée de lave basaltique fracturée et légèrement sédimentée. Elle a été prise en 2016 par des scientifiques pendant une expédition de recherche réalisée à l’aide du Navire de la Garde côtière canadienne John P. Tully. Le but de l’expédition était d’étudier le champ hydrothermal Endeavour et les communautés biologiques connexes le long de la dorsale médioocéanique Juan de Fuca située à 300 kilomètres de la côte ouest de la Colombie-Britannique au sein de la première aire marine protégée du Canada.

Prix du jury

Photo par Arthi Ramachandran

Dans l’Arctique, l’atmosphère se réchauffe deux fois plus vite qu’ailleurs. Par conséquent, les eaux de surface se réchauffent également en raison du retrait de la glace de mer et de la dessalure causée par une plus grande quantité d’eau de fonte de la glace de mer et d’eau des rivières. Ces changements ont des effets profonds sur les écosystèmes marins arctiques, notamment la modification de la disponibilité des nutriments, de la productivité primaire et de la composition de la communauté microbienne. Il est essentiel de connaitre la structure et la fonction des communautés microbiennes marines pour évaluer et prédire les conséquences du réchauffement et de la dessalure de l’océan Arctique. Les programmes de surveillance du changement climatique, par exemple les Études conjointes de la glace de mer dirigées par le ministère des Pêches et des Océans du Canada, ont permis à des chercheurs de documenter les changements qui se produisent à grande échelle dans l’océan Arctique dans le cadre d’expéditions réalisées à l’aide du plus gros brise-glace canadien, le Navire de la Garde côtière canadienne Louis S. St-Laurent.

Prix du public

Photo par Tina Gruosso, Dongmei Zuo et Morag Park

Les lymphocytes tueurs (en rouge et en vert) du système immunitaire tournent autour des amas de cellules cancéreuses (en rose). Ils ne passent pas à l’attaque parce que les cellules de ce cancer du sein « se déguisent » en cellules normales. Elles empêchent ainsi les lymphocytes de les reconnaître et de les éliminer. Reste à savoir comment le cancer réussit à effectuer ce camouflage.

Photo par Aude Zimmermann

De « gros mangeurs », ces macrophages? Certainement, et c’est une bonne chose, car ils nous défendent en se gavant de microbes et de cellules mortes. Mais s’ils « mangent » trop, l’élimination de certaines molécules ingurgitées, tel le cholestérol, devient difficile. Des gouttelettes de gras (en jaune) se forment alors tout autour du noyau.

Photo par Sacha Cavelier

Voici du sulfate de calcium travaillé en laboratoire. Il est composé de minuscules cristaux formant une masse très compacte. Biocompatible, biodégradable et ostéoactif, ce matériau possède des propriétés si proches de celles de l’os naturel qu’il pourrait le remplacer, pour une greffe osseuse, sans trop de risques de rejet.

Photo par David Gaspard

Un oiseau marin, un labbe à longue queue, fonce sur un renard arctique pour protéger son nid. C’est ce dernier, un pilleur redoutable, que les chercheurs étudient. Ils le capturent et prélèvent des échantillons. Puis, ils lui installent au cou un collier Argos pour suivre sa trace par satellite en vue d'évaluer, entre autres, les effets des changements climatiques sur la population de renards.

Photo par Émile Brisson-Curadeau

Ce guillemot de Brünnich, nichant aux l’îles Digges au Nunavut, revient fièrement au bercail avec une grosse crevette. Mais un autre jour, ce pourrait être une morue ou un calmar, selon la disponibilité. En fait, le menu des guillemots donne une bonne idée de la composition des populations marines de l’Arctique.

Photo par Sylvain Chateau, Sébastien Poncet, Julien Favier et Umberto D’Ortona

Des cils minuscules tapissent les parois de nos organes internes. En bougeant, ils font circuler les fluides. On parle de propulsion par battement ciliaire. Dans le système respiratoire, les cils orientent vers la sortie le mucus qui piège les déchets respirés. Ici, les chercheurs réalisent une simulation : les microfilaments baignent dans un « lubrifiant », en bleu, qui permet au mucus, en rouge, de glisser facilement.

Photo par Bertrand de Dorlodot

C’est au cours de l'observation de neurones dans un milieu de culture riche en sel que cette délicate structure s’est formée sur la lamelle d’un microscope holographique numérique. Cet instrument permet d’observer « l’invisible », comme ce cristal de sel ou les neurones. Les chercheurs pourront ainsi étudier les neurones, sans les abîmer, pour mieux comprendre divers troubles mentaux.

Photo par Alix Denoncourt, Steve Charette et Richard Janvier

Au menu du protozoaire Tetrahymena, on trouve des bactéries parasites potentiellement fatales, par exemple des Mycobacterium. Il les emballe alors dans de petites boules fécales (en jaune) afin de les expulser. Bien camouflées, les bactéries attendent le prochain gourmand. En étudiant cette stratégie, les chercheurs comprendront mieux la transmission de maladies, telle la tuberculose.

Photo par Guillaume Grosbois

Les copépodes survivent sous la glace des lacs gelés en accumulant de grandes réserves de lipides. Il se forme alors des gouttelettes (en orange) riches en acides gras, les fameux oméga-3 et oméga-6. La disponibilité de ces acides gras dans la chaîne alimentaire est tributaire de l’incessante activité hivernale des petits crustacés qui s'en nourrissent. Des hivers plus courts pourraient tarir cette source de nutriments.

Photo par Mathieu Lapointe

Des petits amas de verre recyclé concassé, additionnés d’un polymère servant de « colle », peuvent être utilisés, à la place du sable, pour entraîner les contaminants d’eaux usées au fond d’un bassin de décantation. Or, ce procédé profite de l’aide inattendue des fibres de papier hygiénique : leurs filaments de cellulose contribuent à la formation d’agrégats encore plus efficaces.

Photo par Loïs Miraucourt

Voici une tranche de rétine de têtard, la structure nerveuse tapie au fond de l’œil. Marquée en vert, une cellule ganglionnaire : ses petits embranchements lui permettent de participer à un mécanisme cellulaire amplifiant la vision nocturne. La découverte de cette fonction est une première.

Photo par Yevgen Nazarenko

Lorsqu’on scrute l’une des facettes d’un flocon de neige, à l’échelle du nanomètre, on constate que sa surface, loin d’être uniforme, est peuplée de mystérieuses structures. Et certaines d’entre elles indiquent probablement la présence de contaminants atmosphériques absorbés par le flocon. Cet examen nanoscopique inédit d’un cristal de neige nous dévoile une facette inattendue de son anatomie...

Photo par Fanny Noisette

Partie à la conquête de la colonne d’eau, cette larve de homard américain affrontera un nouveau danger : l’acidification des océans. Des expériences de laboratoire montrent cependant qu’elles sont peu sensibles à ce stade de croissance. Par contre, on constate une diminution du taux de survie des jeunes homards. Reste maintenant à élucider les mécanismes responsables de ces mortalités.

Photo par Ehsan Rezabeigi

Cette structure sphérique est trois fois plus petite qu’un cheveu humain. Elle a été obtenue par l’électropulvérisation d’un polymère dont l’un des deux solvants, en s’évaporant rapidement, crée de multiples cavités. La grande porosité de ces microbilles biodégradables en fait des véhicules de choix pour le transport de substances médicamenteuses dans le corps humain.

Photo par Anne Weber-Ouellette et Isabelle Plante

Voici un acinus, l’unité fonctionnelle de la glande mammaire. Il est formé de deux lignées cellulaires : celles productrices de lait, en vert, et celles nécessaires à son expulsion, en rouge. On distingue aussi, en bleu, les noyaux des cellules. Mais cet acinus tridimensionnel n’est pas d’origine naturelle. Il a été créé de toutes pièces en laboratoire!

Photo par Francisco Miguel Montoro Girona

Ces cinq carottes prélevées dans des troncs d’épinettes noires en révèlent les cernes de croissance. Leurs premières années de vie sont visibles en haut de la photo. Mais, au cours de la dernière décennie, ces épinettes ont connu une prodigieuse poussée de croissance après une coupe forestière leur offrant plus de lumière et moins de compétition.

Photo par Christopher Somers

Un pélican d’Amérique en quête de nourriture capture un gros poisson dans une crique dans le sud de la Saskatchewan au début du printemps. Partout dans le monde, les oiseaux et les humains se disputent les habitats et les ressources halieutiques. Le pélican d’Amérique représente une réussite en matière de conservation. En effet, la population de cet oiseau qui était considéré comme une espèce menacée au Canada s’est rétablie à la fin des années 1980. Les pélicans et leurs cousins lointains, les cormorans, sont souvent détestés et persécutés parce qu’ils mangent du poisson. Dans le cadre de son programme de recherche, Christopher Somers a utilisé quelques méthodes pour déterminer les ressources dont ces oiseaux ont besoin sur le plan de l’espace et de la nourriture et établir un lien avec les besoins des humains.

Photo par Rafael Schulman et Kari Dalnoki-Veress

Les araignées d’eau qui flottent, les cheveux qui s’agglomèrent lorsqu’ils sont mouillés, les gouttes de rosée qui s’accrochent à une toile d’araignée – voilà quelques exemples de fibres minces qui interagissent avec la tension superficielle d’un liquide. Pour mieux comprendre ces interactions, des chercheurs ont réalisé une expérience où des fibres plus minces qu’un cheveu humain étaient en contact avec des gouttelettes. Après une partie de bras-de-fer entre la fibre et le liquide, ils ont observé que les gouttelettes s’enroulaient spontanément autour de la fibre, l’enveloppant de serpentins serrés. Ce résultat inattendu nous rappelle qu’à partir d’ingrédients apparemment simples, la nature produit des phénomènes complexes et des structures magnifiques.

Photo par Mike Chang

Les nanotubes de carbone ont des propriétés remarquables, par exemple une solidité 100 fois plus grande que celle de l’acier inoxydable, une capacité de transporter un courant permanent plus d’un million de fois plus grande que celle des fils de cuivre et un rapport de forme élevé de 100 millions. Cette photographie montre le dessus d’un ensemble de nanotubes de carbone alignés à la verticale qui ont été fabriqués à l’aide de la technique de dépôt en phase vapeur par procédé chimique. Grâce à cette technique, les chercheurs peuvent étudier comment améliorer le rendement et l’uniformité de l’alignement, de la pureté et de la disposition des atomes des nanotubes de carbone. En apportant de légères variations à cette technique, ils peuvent obtenir des résultats intéressants tels que la structure présentée dans cette photo, qui ressemble à un coquelicot.

Photo par Katrina Switzer et Lincoln Savi

Le crapaud mâle jaune des néotropiques n’est habituellement pas aussi coloré. Une fois par année, lorsque les premières pluies s’abattent sur le Costa Rica et transforment les lits secs des cours d’eau en piscines temporaires, ces crapauds changent de couleur, passant du brun terne au jaune citron lorsqu’ils se rassemblent au bord de l’eau pour s’accoupler. Les crapauds mâles se battent pour s’accrocher au dos des femelles afin d’être prêts à féconder leurs œufs lorsqu’elles les pondront. Après seulement quelques heures, quand ils auront fini de féconder les œufs, ils reprendront leur couleur terne habituelle jusqu’aux pluies de l’année suivante. Pour l’instant, on ne sait pas comment ni pourquoi cette espèce a adapté ce trait. Des chercheurs de la University of Windsor tentent de déterminer la cause de ce changement radical de couleur à l’aide de l’analyse hormonale et de la spectrométrie de réflectance.

Photo par Wendy Wang

Une personne qui examine un cerveau sera frappée par sa beauté et son organisation en voyant les minuscules fils qui s’y trouvent. Les fils dorés qui ressemblent à des rayons de soleil représentent des faisceaux d’axones de neurones de Purkinje du cervelet qui transmettent l’information motrice au reste du corps. Les axones convergent à cet endroit avant de suivre des trajectoires divergentes. Tout comme des rayons de soleil, les branches centrales sont entourées de neurones irradiants de divers types, qui sont guidés et supportés par la « gravité » des cellules de Purkinje. L’organisation équilibrée globale du circuit cérébelleux règle en finesse chacun de nos mouvements, de la parole à la coordination. En cette ère d’exploration spatiale où il faut voir grand, il est facile d’oublier les petites choses du moins jusqu’à ce qu’on s’arrête aux détails et qu’on voit la beauté déjà présente.

Photo par Daryan Chitsaz

Pendant le développement, de nombreux neurones doivent traverser des distances qui sont des milliers de fois plus grandes que leur taille, par exemple lorsque les neurones moteurs de la moelle épinière doivent créer les nerfs qui se rendront jusqu’à des muscles précis. Pour ce faire, ils produisent, au bout de leurs axones, des structures spéciales qui ressemblent à une main et qui sont appelées cônes de croissance (les « câbles » mauves qui transportent l’information). De petits appendices (en vert) qui prolongent ces cônes flairent et fouillent l’environnement pour trouver les traces chimiques laissées par le corps qui les guideront vers leurs cibles éloignées. L’image montre un faisceau d’axones issu des neurones moteurs d’un embryon de rat qui déploient leurs cônes de croissance pour chercher des pistes. Grâce à ces travaux de recherche, nous pouvons mieux comprendre comment les centaines de milliards de neurones de notre système nerveux se connectent et forment les réseaux complexes dont nous avons besoin pour fonctionner.

Photo par Eleanor Gerson

Les vaisseaux sanguins du corps humain sont tapissés de cellules endothéliales. Ces cellules, qui sont en contact direct avec le sang, modifient leur comportement et leur forme en fonction des interactions avec d’autres cellules et des changements qui surviennent dans le débit sanguin. Dans cette image, les cellules endothéliales recouvrent un conduit fabriqué qui a à peu près la même largeur qu’un cheveu humain. Dans le cadre de ses travaux, Eleanor Gerson fabrique des conduits de différentes tailles et de différentes formes pour créer des systèmes microfluidiques plus précis aux fins de la modélisation des vaisseaux sanguins. Cette technique est utile pour l’étude des interactions médicamenteuses et la caractérisation de diverses maladies vasculaires.

Photo par David Ester

Les phases de cristal liquide comportent un ordre similaire à celui d’un cristal et une fluidité similaire à celle d’un liquide, ce qui permet de créer des matériaux qui ont des propriétés uniques et qui sont utilisés dans des appareils tels que votre téléphone, votre télévision ou votre portable. L’utilisation des cristaux liquides en tant que semiconducteurs dans les cellules solaires organiques ou les transistors à couches minces est également explorée. Dans le cadre des travaux de doctorat qu’il réalise à la Simon Fraser University, David Ester a obtenu l’image d’un matériau à base de cristal liquide présentée ci-dessus à l’aide de la microscopie optique à lumière polarisée. Les « textures » observées donnent une idée de l’organisation des molécules dans le matériau. Cette texture focale-conique en éventail particulière est composée de couches de molécules disposées en hexagone et représente les phases de cristal liquide hautement ordonnées qui sont recherchées pour les semiconducteurs organiques à haut rendement.

Photo par Awang Junaidi Awang Hazmi, Ali Honaramooz et Eiko Kawamura

Les gonocytes sont les progéniteurs des cellules souches des testicules et sont présents dans les testicules néonataux. Cette image montre différents gonocytes (cellules colorées) après deux semaines de culture, qui sont en interaction avec des cellules testiculaires somatiques (les cellules grises en arrière-plan). Les gonocytes possèdent divers types d’extensions membranaires qui ont la forme d’une ampoule, d’une feuille ou d’un doigt et qui les aident à migrer et à communiquer. Dans les testicules en développement, les gonocytes migrent du centre vers la périphérie des tubules séminifères où ils deviennent des cellules souches spermatogoniales qui produiront une quantité innombrable de sperme tout au long de la vie adulte du sujet. La recherche sur les gonocytes permettra d’obtenir de précieuses connaissances sur leur rôle dans la préservation de la fertilité des hommes.

Photo par Iakov Afanassiev

Des chercheurs en dynamique géophysique des fluides de la Memorial University of Newfoundland sont en train de modéliser des orages de convection qui ont été observés par un engin spatial près de Jupiter et de Saturne. Ils installent un réservoir cylindrique contenant de l’eau sur une table pivotante pour simuler la rotation d’une planète; la surface convexe de l’eau en rotation représente la forme sphérique d’une planète près du pôle Nord. Ils produisent des orages en chauffant le bas du réservoir et les observent d’en haut à l’aide d’un système qui utilise la surface de l’eau comme miroir de télescope de Newton pour amplifier les petites perturbations causées par le courant. Différentes couleurs montrent la « carte topographique » de la surface qui contient des élévations mesurant à peine une fraction d’un millimètre. Ces expériences permettent aux chercheurs de comprendre la dynamique des orages sur les grosses planètes.

Photo par Louis Sasseville, Myriam Baril, Jean-Yves Lecompte, Michaela Skulinova et Bernard Racette

Il est possible d’utiliser des jets puissants de lumière blanche pour éliminer les microorganismes qui font pourrir les baies. Comme la lumière absorbée par les baies entraine une légère augmentation de la température, il est facile de surveiller les doses à l’aide d’une caméra infrarouge. Cette méthode permet de voir rapidement si l’exposition est uniforme, parce que la caméra peut détecter les légères variations de température entre les baies. Dans cette image, les baies ont été intentionnellement traitées différemment pour montrer la faisabilité du concept.

Photo par Barbara de Moura Neves

Cette photographie montre une coupe transversale du squelette interne d’un corail d’eau froide, la plume de mer qui vit en eau profonde Umbellula encrinus. Le squelette contient des anneaux de croissance comme ceux qui se trouvent dans les myes, d’autres coraux et les arbres. On ne sait pas encore précisément comment se forment les anneaux dans ces animaux, mais il est probable qu’ils se forment chaque année.

Photo par Prasamsa Thapa

Réputées pour leur splendeur pittoresque, les Rocheuses canadiennes sont aussi un exemple classique des processus de géologie glaciaire, principalement les chutes de roches dont les effets érosifs transforment le paysage montagneux sur des milliers d’années. Les débris des roches qui ont dégringolé s’accumulent à la base de la montagne pour former des talus. Ceux-ci permettent aux chercheurs d’étudier les chutes de roches et le rôle du gel dans la fissuration des roches. Cette image a servi notamment à calculer le volume des talus et à obtenir les taux d’érosion attribuable aux chutes de roches des 12 500 dernières années. Ces travaux ont révélé que les crevasses dans la croute terrestre et l’érosion glaciaire ont été les principaux facteurs des chutes de roches et de la formation de talus dans les Rocheuses canadiennes.

Photo par Dylan Baloun, Christopher G. Guglielmo, Brock Fenton, Sherri Fenton, Liam P. McGuire et Stuart McKenzie

Le nouveau réseau de pistage de la faune Motus permet d’observer, à l’aide de jets de lumière, les migrations des chauvesouris qui étaient auparavant invisibles. Les chercheurs utilisent des nanoémetteurs et une couverture d’antenne de plus de 40 000 kilomètres carrés pour découvrir le comportement migratoire de la chauvesouris rousse. Le réseau enregistre les signaux qui proviennent de l’émetteur fixé aux chauvesouris lorsqu’elles passent devant l’antenne pendant leur migration. Cette équipe de recherche a collecté des données précises sur plus de 100 chauvesouris de trois espèces, notamment la vitesse du vol, la carte de leur parcours et leurs réactions devant les obstacles géographiques. En outre, le réseau Motus a permis d’obtenir de nouvelles données sur la migration des oiseaux et pourrait être utilisé pour en obtenir sur d’autres espèces migrantes, par exemple les papillons monarques.

Photo par Melanie St-Arnault

Cet arc-en-ciel de minéraux a été observé à la surface de stériles provenant d’une mine. Lorsqu’un gisement de métaux est exploité, les roches résiduelles sont empilées et exposées à l’érosion par l’eau. Cette érosion libère des éléments contenus dans les roches, ce qui modifie la composition de l’eau et peut nuire à l’environnement. La beauté haute en couleur de cette image nous révèle des renseignements utiles au sujet de la composition de l’eau qui a circulé dans le tas de stériles. Nous savons que des éléments tels que le cuivre et le fer ont été transférés de l’eau aux minéraux, parce que nous voyons les oxydes orangés, les carbonates verts et les sulfates blancs nouvellement formés. Ces observations nous aident à mieux comprendre les mécanismes responsables du piégeage des métaux et de leur transfert des stériles à l’eau. Nous pourrons donc améliorer les prévisions et la gestion à long terme de la qualité des eaux de mine.

Photo par Adam Fortais, Rafael Schulman, Kathleen Charlesworth et Kari Dalnoki-Veress

Il est difficile de fabriquer des choses à l'échelle micrométrique, mais la nature le fait parfois pour nous. Cette image montre le produit final d’un processus spontané régi par les mêmes principes que ceux qui permettent aux plantes de faire monter l’eau de leurs racines à leurs feuilles. Une fibre de polymère droite 20 fois plus mince qu’un cheveu humain est posée en travers d’une bulle à la surface d’un bain liquide, ce qui fait adhérer la fibre à la bulle. La fibre doit être courbée pour qu’il soit possible de déposer plus de fibres à la surface de la bulle, et des serpentins doivent être utilisés pour couvrir le plus efficacement la surface de la bulle. Il faut de l’énergie pour faire courber la fibre; ce ne sont donc que les fibres suffisamment minces et souples qui s’enrouleront autour d’une bulle donnée. Les chercheurs qui ont pris cette photo étudient l’équilibre entre l’énergie de courbure et l’énergie d’interface, qui détermine si les fibres s’enrouleront ou non autour de la bulle.