Photo par Maude Perrault-Hébert

Après un feu, une couche de matière organique calcinée recouvre le parterre forestier. Dans les mois qui suivent, les cendres lessivées par les pluies successives fertilisent le sol. Rapidement, les espèces dont la stratégie de reproduction est adaptée au feu recolonisent le peuplement forestier. Cette photographie, prise lors d’un brûlage dirigé dans le parc national de la Mauricie, a permis de documenter les impacts immédiats du feu sur les sols forestiers. Ces observations contribuent à caractériser les sites favorables à l’établissement de semis de conifère en vue d’un reboisement. Photographie numérique.

Photo par Jacopo Profili

La culture de ces « fleurs », aux pétales constitués de cristaux en sel d’argent, s’effectue à l’échelle microscopique. D’abord, un champ semé de nanoparticules d’argent est soumis aux effets d’un plasma, comme si l’énergie de la foudre électrisait l’air ambiant pendant plusieurs minutes. Les minuscules billes d’argent, au lieu de fondre et de fusionner en de plus grosses gouttes, incorporent l’azote et l’oxygène de l’air pour faire croître des cristaux de taille micrométrique. Voici une expérience au résultat fascinant : la création d’un matériau inédit sur Terre! Microscopie à balayage électronique Image colorisée.

Photo par Emily Savaria

Avec ses nombreuses variétés aux bulbes, bulbilles, feuilles et hampes florales de formes et de couleurs différentes, l’ail du Québec a du goût, voire plusieurs goûts! La diversité de l’ail reste cependant difficile à répertorier, puisqu’il s’adapte aux variations de son environnement. Par exemple, le petit bulbe blanc d’une variété pourrait donner, la saison suivante, un gros bulbe violet. Afin de mieux commercialiser les variétés, il s’avère donc nécessaire de cataloguer leurs caractéristiques morphologiques et leurs propriétés gustatives en fonction de leur identité génétique. Assemblage de photographies numériques.

Photo par James King et Marie-Pierre Bastien-Thibault

La fonte des glaciers causée par les changements climatiques soulève une multitude d’enjeux environnementaux et sociaux. Ces enjeux sont d’autant plus importants lorsque le glacier alimente le principal affluent d’une rivière. C’est le cas pour l’Ä’ą̈y Chù, ou Slim’s River, située sur le territoire du Yukon. Ce cours d’eau vital pour les communautés autochtones voit peu à peu son lit s’assécher. Des dunes s’y créent en raison des tempêtes de poussière de plus en plus fréquentes. Cette photographie, prise lors de l’une de ces tempêtes, montre un membre de l’équipe de recherche qui revient après l’installation d’une station météorologique. Photographie numérique.

Photo par Tyler Black

Cette image montre une nappe de pétrole dans un lac utilisé à des fins expérimentales. Nous sommes actuellement à un moment charnière au Canada, alors que d’importantes décisions concernant l’utilisation et la distribution des ressources énergétiques doivent être prises. Il est donc primordial que nous disposions de solides données scientifiques sur lesquelles fonder nos décisions. Il nous faut comprendre les effets des déversements de pétrole et trouver les meilleurs moyens d’assainir les zones touchées. En étudiant les effets des déversements sur des écosystèmes entiers, nous pouvons mieux comprendre comment des substances complexes, comme le bitume dilué (une forme de pétrole brut non raffiné issu des sables bitumineux de l’Alberta), se comportent dans des milieux d’eau douce. Nous pouvons aussi en apprendre sur les risques que pose le bitume pour les poissons et les autres organismes qui vivent en eau douce. Le déversement contrôlé de pétrole dans des systèmes naturels complexes, comme les lacs expérimentaux du Nord-Ouest de l’Ontario, nous permet de mettre à l’essai diverses méthodes d’assainissement dans des conditions réalistes. Les résultats de ces essais peuvent contribuer à l’élaboration de mesures d’intervention en cas de déversement. Cette image montre la surface d’un lac expérimental où du pétrole a été déversé de façon contrôlée et sur laquelle se reflète la forêt environnante.

Photo par Amanda Semenuk
Alex Smith

Nous avons récemment découvert un nouveau plat au menu de la sarracénie pourpre (Sarracenia purpurea), une plante carnivore. Auparavant, on croyait que la plante capturait des vertébrés par accident. Cependant, les jeunes salamandres maculées (Ambystoma maculatum) tombent par dizaines dans le piège « aqueux » de cette population de plantes carnivores du parc Algonquin, en Ontario, et constituent une source importante d’éléments nutritifs pour elle. Par comparaison aux proies habituelles de la plante, chaque salamandre fournit une quantité importante d’azote, soit l’équivalent de plus de 400 fourmis. Pourquoi les feuilles en forme d’urne de cette plante sont-elles si attrayantes pour les salamandres? Dans quelle mesure cette plante carnivore est-elle une cause importante de mortalité pour les salamandres? Quelle valeur nutritive la plante tire t-elle de cette « soupe à la salamandre »? Voilà les questions que nous nous posons alors que nous étudions cette source surprenante de mortalité pour les salamandres et d’alimentation pour cette plante.

Photo par Scott Bell

Cette image montre des neurones dopaminergiques, qui sont à la base de nombreux processus importants dans le cerveau et dont la perte peut avoir des effets sur la motricité, l’humeur et le développement de dépendances. Étant donné qu’il est difficile de prélever des neurones dopaminergiques d’animaux vivants pour les étudier, nous cultivons ces neurones à partir de cellules souches. Sur cette image, on peut voir une sphère de neurones dopaminergiques un jour après sa fixation sur une lamelle. Deux marqueurs ont été utilisés pour colorer les neurones: un rouge, pour les neurones matures, et un vert, pour les neurones immatures. On peut constater que les neurones immatures, qui se trouvent sur le pourtour de la sphère, ont des prolongements qui s’éloignent du centre de la sphère, donnant à celle-ci l’apparence d’une étoile. Nous utilisons ce procédé pour produire des cultures très pures de neurones dopaminergiques, ce qui nous permet de modéliser les effets qu’ont sur le mésencéphale (la partie moyenne du cerveau humain) divers facteurs environnementaux et génétiques qui peuvent contribuer à l’apparition de maladies neurologiques.

Photo par Étienne Artigau

Il y a plus de 25 ans, les astronomes découvraient la première planète tournant autour d’une étoile autre que le Soleil. Aujourd’hui, plus de 4000 exoplanètes ont été répertoriées, dont plusieurs pourraient être « habitables ». Une manière de les détecter consiste à mesurer leur minuscule effet sur le spectre lumineux de leur étoile. Cet effet est causé par la gravité de l’exoplanète, qui imprime un léger mouvement de va-et-vient à son étoile. Sur ce code-barres, l’empreinte n’est que d’un millième de pixel! Une image comme celle-ci est le point de départ d’un long processus visant à déceler et à caractériser une exoplanète. Image infrarouge monochrome obtenue par le spectrographe SPIRou grâce au travail de l’équipe SPIRou Colorisation du bleu au rouge selon les différentes longueurs d’onde, allant de 1 à 2,5 µm.

Photo par Mathieu Létourneau-Gagnon

Ceci n’est pas une vision de l’enfer, mais bien l’image d’une expérience d’ingénierie. Une vis est insérée dans une structure de bois exposée à une chaleur intense. L’objectif? Mieux comprendre le comportement du bois lors d’une longue exposition au feu. Parce qu’il est combustible, ce matériau cause des inquiétudes dans le secteur de la construction. Pourtant, sa faible conductivité thermique isole efficacement les vis et les clous qui maintiennent les structures. Ainsi, en plus d’être issu d’une ressource renouvelable, le bois confère aux ouvrages une grande résistance, même après deux heures d’exposition au feu! Photographie numérique.

Photo par Constance Le Gloanec

Cet amas de cellules végétales est celui d’une fleur d’arabette des dames (Arabidopsis thaliana) en développement. Les fleurs, comme les feuilles, sont des organes dont l’anatomie est déterminée dès les premiers stades de leur formation. Ce phénomène encore mystérieux, nommé organogenèse, est notamment observable lors de mutations végétales. Cette photographie montre les cellules trapues d’un mutant botero de l’Arabidopsis thaliana, nommé ainsi en référence aux rondeurs qui caractérisent les œuvres de l’artiste colombien Fernando Botero. Lors de l’imagerie au microscope, il est possible de distinguer les contours cellulaires grâce à l’utilisation d’un marqueur fluorescent. Grossissement : 40x Microscopie confocale.

Photo par Samuel Génier, Laurie Côté et Marilou Boisvert

Émergeant des ténèbres grâce à des marqueurs fluorescents, apparaissent quatre noyaux cellulaires cyan. En rose, de longs filaments d’actine, des protéines formant le cytosquelette des cellules. Les grains rouges révèlent les mitochondries et les verts, des peroxysomes. Ces derniers, encore mal connus, sont l’objet d’une étude réalisée sur une lignée cellulaire particulière : les cellules cancéreuses du col de l’utérus d’Henrietta Lacks, décédée en 1951. Cellules immortelles, car pouvant se multiplier à l’infini, elles vivent toujours dans certains laboratoires à travers le monde, et le temps. Grossissement : 630x Microscopie confocale Pseudo-coloration.

Photo par Mathieu Boulianne et Jonathan Bélisle

Dans les inflorescences du cannabis, la concentration des molécules d’intérêt, appelées cannabinoïdes, varie en fonction du stade de maturation de la plante. Pour définir le moment de récolte idéal, on décortique non pas la fleur, mais son image! Cette dernière est fractionnée en zones par un algorithme utilisant l’intelligence artificielle, lequel analyse la couleur et la forme des pistils. En comparant ceux-ci à une banque d’images, on obtient un pourcentage de maturation du plant de Cannabis sativa. Celui-ci informe sur la concentration des cannabinoïdes. Photographie numérique.

Photo par Tommy Pontbriand

L’amphipode Themisto libellula, doté d’une excellente vision en raison de ses yeux surdimensionnés, est un redoutable prédateur de zooplancton. Crustacé très actif du printemps à l’automne, il décime les populations d’autres crustacés tels que les copépodes, afin d’accumuler d’importantes réserves de lipides pour passer l’hiver. Il appartient à une espèce typique des zones arctiques, qui prolifère dans des eaux froides, très salées et bien oxygénées. Or, avec l’élévation des températures, la teneur en oxygène dans l’eau diminue. Réchauffement climatique oblige, Themisto libellula risque de subir des coups de chaleur pour le moins suffocants. Taille du spécimen : 1,5 cm Photographie numérique.

Photo par Louis-Georges Esquilat

Cette photographie a été prise à quelques mètres de profondeur dans la section nord de l’estuaire maritime du Saint-Laurent. On y aperçoit plusieurs espèces, dont des oursins verts et de la coralline, une algue rosée. Pour dénombrer les populations, les chercheurs photographient des quadrats (cadres) comme celui-ci. Lors de leurs plongées, ils mesurent également des paramètres physicochimiques tels que l’oxygène dissous, la température ou l’acidité de l’eau. Les informations recueillies aideront à la compréhension de l’écosystème et à la gestion des milieux aquatiques propices à la pêche et à l’aquaculture. Photographie numérique Couleurs retravaillées à l’aide du logiciel Photoquad.

Photo par Pénélope Germain Chartrand et Nia Perron

Quelque part dans une tourbière des Territoires du Nord-Ouest, près du 62^e parallèle, une fourmi mène un combat périlleux contre une plante insectivore. Le saviez-vous? Les tourbières séquestrent énormément de carbone atmosphérique. Le réchauffement climatique a deux effets sur ce milieu. D’une part, il y a fonte de pergélisol et libération du méthane. D’autre part, les tourbières nordiques, ainsi réchauffées, se développent. Elles pourraient ainsi contribuer à l’absorption des surplus de carbone causant l’effet de serre. L’étude de ce phénomène est une première étape dans la compréhension de la réponse de nos écosystèmes à ces changements. Photographie numérique.

Photo par Yann Lenzen

Depuis 30 ans, des centaines de milliers de nomades de Mongolie se sont installés dans des quartiers improvisés autour d’Oulan-Bator, la capitale. Le réchauffement climatique est l’un des facteurs expliquant leur sédentarisation. L’augmentation de la température de plus de deux degrés en 70 ans est lourde de conséquences sur leur mode de vie, causant notamment la perte du bétail lors d’étés très secs suivis d’hivers particulièrement rigoureux (phénomène appelé dzud). Ces familles nomades font également face à des pressions économiques et culturelles et n’ont souvent d’autre choix que de migrer vers la capitale, où d’autres défis les attendent. Photographie numérique.

Photo par Laurent Houle

La silhouette fantomatique de cette larve d’axolotl, âgée de 16 jours, laisse voir deux cavités nasales (en blanc, au bas de l’image). Juste au-dessus, on distingue les yeux. Sur les côtés du corps, ce ne sont pas des pattes, mais bien six branchies externes. Cette variété de salamandre est réputée pour ses formidables capacités de régénération, y compris celles de son cerveau (en vert)! Elle est l’objet de nombreuses études, dont celle-ci, qui vise à caractériser les stades marquants des changements morphologiques gouvernant l’évolution de son cerveau et de son crâne. Longueur du spécimen : 1,6 cm Microtomographie aux rayons X avec optimisation de contraste à l’acide phosphotungstique.

Photo par Nuwan Hettige

Ces neurones cultivés in vitro appartiennent à un jeune patient atteint d’une rare maladie neuro-développementale. Toutefois, ils ne proviennent pas de son cerveau. Les chercheurs ont plutôt travaillé à partir de l’urine de l’enfant, en y isolant des cellules vivantes afin de les reprogrammer en cellules souches. Celles-ci, capables de se spécialiser en tout type de cellule, ont ensuite été conduites à devenir des neurones. Comme ceux du cerveau de l’enfant, ces neurones expriment le gène défectueux causant sa maladie. On peut donc étudier les neurones des patients sans même toucher au cerveau! Grossissement : 20x Microscopie confocale Cellules colorées par immunocytochimie pour les marqueurs neuronaux TUJ1 et GABA.

Photo par Williams Marcel Caceres Ferreira

Dans la nature, il existe des matériaux structurés hiérarchiquement, tels le bambou et les os. Cela signifie qu’à toutes les échelles (nano, micro et macroscopique), ils possèdent de petites charpentes rigides qui entraînent des performances mécaniques très élevées. En bref, ils sont résistants! C’est le cas ici de ce matériau composite photographié à l’échelle du micromètre. Sur une fibre de carbone disposée horizontalement, on voit émerger tout autour des cristaux de dioxyde de titane. Ce matériau synthétique pourrait, par exemple, être intégré à des matières plastiques afin de les consolider. Diamètre des fibres de carbone : 10 µm Taille des cristaux de dioxyde de titane : ≈1 µm; grossissement : 1500x Microscopie électronique à balayage (MEB) sous vide poussé; tension de 15 kV.

Photo par Omaima Rebay

Cette scène digne des plus beaux paysages des Caraïbes est en fait l’image d’une culture bactériologique. On y observe diverses structures formées par Myxococcus xanthus. Les corps fructifères dorés de la bactérie en dormance émergent d’un bleu abysse, une « mer » très pauvre en nutriments. En se rapprochant du rose d’un milieu riche, M. xanthus peut enfin se réveiller. Les cellules bactériennes se déplacent alors dans un mouvement collectif. On étudie ici leur comportement en vue de développer, entre autres, des médicaments contre les bactéries pathogènes. Microscopie.

Photo par Camille Pelletier-Guittier

Pour inventorier la faune en milieu agricole, les haies brise-vent peuvent être munies de caméras-pièges. Celles-ci se déclenchent lorsqu’il y a du mouvement devant leur capteur. Discrètes, elles dérangent moins la faune qu’un observateur humain. Bien que la plupart des images obtenues montrent de grands mammifères, comme le cerf de Virginie, certaines révèlent des événements plus surprenants. Par exemple, une envolée d’oiseaux ravageurs, parmi lesquels des carouges à épaulettes juvéniles, donne à cette photographie nullement modifiée une allure apocalyptique. De quoi faire cauchemarder les producteurs agricoles... Image prise avec une caméra-piège.

Photo par Gabrielle Raymond

Le carbure de tungstène est l’un des matériaux les plus durs et les plus résistants à l’abrasion. On l’utilise notamment pour diminuer l’usure de pièces métalliques soumises à des frictions répétées. À l’état de poudre, ce carbure peut s’incorporer à une matrice d’acier et, sous l’effet de la chaleur, former des microsphères qui réduisent les surfaces de contact avec le milieu abrasif. Cependant, une température trop élevée dissout ce précieux carbure, qui, en refroidissant, prend la forme de zébrures. Il perd ses propriétés souhaitées, et gagne en beauté! Grossissement : 400x Microscopie électronique à balayage en mode d’électrons rétrodiffusés.

Photo par Jack Bauer

Voici trois vers Caenorhabditis elegans. Deux d’entre eux, au pharynx marqué en vert, sont porteurs d’une mutation qui n’influe pas sur leurs fonctions reproductrices. Le troisième ver en est affecté et il ne pourra pas se reproduire. L’objectif de cette expérience est l’observation de la division des cellules précurseures de spermatozoïdes ou d’ovules dans un être vivant, normal ou mutant. Pour cette étude, C. elegans est l’animal de laboratoire idéal : transparent, il est si petit qu’il s’immobilise aisément sous un microscope. En zoomant, on peut filmer en direct la division cellulaire recherchée! Taille des larves C. elegans : 250 µm de long Grossissement : 63x Microscopie confocale.

Photo par Mengnan Guo

Cette image montre les formes de sulfure de cuivre (chalcocite [Cu₂S]) qui apparaissent à la surface lorsque se corrode le cuivre placé dans un milieu aqueux sulfuré. Le cuivre est l’un des premiers métaux utilisés par l’humain et l’un des matériaux fondamentaux de la civilisation. Aujourd’hui, on s’en sert notamment dans la fabrication de conteneurs dans lesquels on entrepose le combustible nucléaire irradié (déchets) en raison de sa stabilité dans les profondeurs des sols frais et exempts d’oxygène où ils sont enfouis. Les études actuelles visent à déterminer les mécanismes et les taux de corrosion et à mesurer la répartition des dommages causés par la corrosion sur la surface des conteneurs ayant un revêtement ou une coque en cuivre. Dans ces conteneurs, on s’attend à ce que des bactéries réductrices de sulfates produisent du sulfure, qui sera ensuite transporté à la surface des conteneurs à travers les couches d’argile qui sont compactées tout autour.

Photo par Crystal McRae

Au Musée national de biologie marine et l’aquarium de Taïwan, un crabe symbiotique surveille attentivement sa demeure, une colonie de coraux Pocillopora acuta, au cours d’une expérience de stress thermique réalisée dans un système de réservoirs d’eau de mer à écoulement continu. Le réchauffement de l’océan provoqué par le changement climatique pousse les coraux au delà de leurs limites thermiques et entraine le phénomène de blanchissement corallien que l’on observe partout sur la planète. Lorsqu’ils sont exposés à un stress thermique, les coraux expulsent les algues symbiotiques qu’ils abritent et se décolorent. Si les conditions ne s’améliorent pas, les coraux commencent à mourir de faim, ce qui cause une dégradation importante des récifs coralliens. Le déclin de ces récifs met en péril la vie de millions de personnes et d’environ le tiers des organismes marins en raison d’une perte critique des fonctions et des services assurés par l’écosystème. Cette expérience a été conçue pour étudier les mécanismes de tolérance thermique chez les coraux, qui leur confèrent une résilience dans un océan en réchauffement, et pour mettre à l’essai des techniques de gestion active innovantes (évolution assistée) visant à améliorer cette tolérance thermique.

Photo par Arandeep Dhanda

Cette image montre des cellules HeLa infectées par Listeria monocytogenes, une bactérie pathogène qu’on trouve souvent sur les aliments. On a utilisé de la phalloïdine pour colorer les filaments d’actine des cellules (en vert) et du DAPI pour colorer l’ADN dans le noyau des cellules hôtes et les bactéries (en bleu). Ce procédé de coloration par fluorescence nous permet notamment de voir les bactéries qui se propagent d’une cellule à l’autre. La transfection à l’origine de la propagation a été réalisée par l’introduction de GFP-CD147 (pseudocoloré en magenta) dans la cellule.

Photo par Jessica deHaan

L’on peut voir sur cette photo la tête d’une minuscule abeille originaire de l’est de l’Amérique du Nord, Ceratina calcarata, qui creuse son nid dans des branches de framboisier. Le site de nidification choisi par la mère peut avoir des conséquences à long terme sur le développement des abeilles, car il fait plus chaud au soleil qu’à l’ombre. Les insectes ne peuvent réguler leur température corporelle, de sorte que la température environnante a un effet direct sur leurs processus physiologiques. Les insectes élevés dans des températures plus froides atteignent à l’âge adulte une taille supérieure à celle des insectes élevés dans des températures plus chaudes. La température environnante au cours du développement influe également sur la taille des cellules chez certains insectes. Cette relation entre la température et la taille des insectes porte le nom de temperature-size rule (règle température-taille). En mesurant la largeur de la tête de cette abeille et la taille des unités qui forment ses yeux composés (ommatidies), nous pouvons déterminer si cette règle s’applique également à C. calcarata. Sur cette photo de la tête d’une femelle, on peut voir les yeux composés de l’abeille, les yeux simples (ocelles) qui se trouvent sur sa tête et de minuscules poils sensoriels sur son visage et ses antennes.

Photo par Benjamin Kingston

Cette image montre un échantillon d’une tumeur ovarienne prélevé lors d’une biopsie. Grâce aux technologies de pointe dont on dispose aujourd’hui, les chercheurs peuvent cartographier les tumeurs en trois dimensions avec une résolution suffisamment élevée pour qu’il soit possible de distinguer les cellules individuelles. Les scientifiques peuvent ainsi mieux comprendre comment les tumeurs se développent et comment les médicaments sont transportés jusqu’aux cellules cancéreuses. Comme c’est le cas dans cette image, les échantillons de tumeurs sont traités avec des produits chimiques qui les rendent aussi transparents que le verre. Les principales structures sont ensuite colorées au moyen de divers marqueurs, et des microscopes munis d’une caméra haute vitesse captent des images tridimensionnelles détaillées. Les cellules individuelles sont identifiables par leur noyau bleu, et les liens retenant ensemble les cellules qui tapissent les vaisseaux sanguins dans les tumeurs apparaissent en rouge. Grâce à l’information que l’on obtient à partir de ces images, il est possible de tracer une carte détaillée de chaque tumeur. En créant de telles cartes, les scientifiques espèrent être en mesure de concevoir des vecteurs de médicaments capables de naviguer dans les tumeurs pour cibler et détruire les cellules cancéreuses.

Photo par Yih Yang Chen

Sur cette image, on aperçoit une partie d’un vaisseau sanguin qui a été cultivé dans un dispositif microfluidique. Les vaisseaux sanguins sont composés de nombreuses cellules qui sont liées entre elles par des protéines membranaires (en rouge). Sous l’effet du sang qui circule, le squelette des cellules (en vert) s’aligne dans le même sens que le flux sanguin. Les points bleus sont les noyaux des cellules, où l’ADN est stocké. Nous avons coloré les cellules avec du DAPI, de la phalloïdine et des anticorps qui se lient aux cadhérines de l’endothélium vasculaire. La culture de vaisseaux sanguins dans des dispositifs microfluidiques permet aux chercheurs de comprendre ce qui arrive aux médicaments et aux nanoparticules lorsqu’ils sont injectés dans le sang.

Photo par David Patch

La photo montre trois fibres de nylon revêtues d’argent (au centre) qui sont tissées avec une série de fils de polyester plus minces, dans un vêtement. Nos travaux de recherche visent à déterminer la mesure dans laquelle les nanoparticules d’argent provenant de vêtements se retrouvent dans l’environnement. Les fibres revêtues d’argent sont utilisées dans de nombreux types de vêtements de sport pour prévenir les odeurs, mais elles peuvent poser un risque pour l’environnement et la santé humaine puisque l’argent est une substance toxique.

Photo par Christopher Ahuja
Maryam Dadabhoy

Cette image montre des cellules souches neurales humaines, issues de cellules souches pluripotentes induites, formant des neurosphères dans une matrice de biomatériaux contenant 1 % de QL6, un peptide autoassemblant. Cette technique constitue une approche prometteuse pour le traitement des lésions de la moelle épinière. En effet, après une lésion traumatique de la moelle épinière, le microenvironnement autour de la lésion continue de se détériorer, ce qui provoque la mort d’un grand nombre de cellules neuronales, qui laissent derrière elles des cavités kystiques. Le peptide QL6 peut être utilisé de façon novatrice pour former une matrice extracellulaire, une sorte de toile, qui remplit les cavités et facilite la greffe de cellules souches neurales. Le fait que des projections émanent des neurosphères et se lient au fin biomatériau qui les entoure s’avère prometteur pour la mise au point d’un éventuel traitement régénérateur destiné aux personnes ayant subi une lésion de la moelle épinière.

Photo par Jason Nguyen

L’image ci dessus montre des cellules (en rouge) du cartilage que l’on trouve dans la tête des têtards d’un amphibien de l’espèce Xenopus tropicalis, ainsi que les tissus environnants. Ces tissus, notamment musculaires et épithéliaux (en vert), sont constitués de cellules individuelles qui contiennent toutes un noyau (en bleu clair). Les couleurs que l’on voit sont produites par l’immunocoloration de la protéine Col2 de la matrice extracellulaire, qui est sécrétée par les chondrocytes. Dans l’image, le cartilage subit un processus que l’on appelle « hypertrophie », au cours duquel les cellules qui le constituent grossissent.

Photo par Stephanie Gallant

Cette image montre des cristaux magnétiques de ferrite de cobalt dont la taille varie entre 50 nm et 600 nm, soit environ 10 000 fois plus petits qu’une graine de pavot. La recherche sur les nanomatériaux s’intéresse aux propriétés optiques, électroniques et magnétiques uniques des matériaux nanostructurés. Les scientifiques qui étudient les matériaux cherchent à comprendre les phénomènes à l’origine de ces propriétés et à trouver les meilleures applications de ces matériaux spécialisés. Même si toutes ces particules ont la même composition chimique et la même disposition atomique, on distingue trois formes sur l’image : des sphères, des disques et des octaèdres. L’étude des cristaux de ferrite de cobalt vise à déterminer l’effet de la forme et la taille des particules sur la qualité des champs électromagnétiques en vue de leur utilisation dans des capteurs optiques.

Photo par Rebecca Osborne

Deux jours après que leur cœur commence à battre, et leurs yeux à peine formés (les petits points noirs), ces embryons d’escargots en développement verront le jour dans quelques heures. Comme ils participent au recyclage des nutriments, les escargots d’eau douce constituent un élément important des écosystèmes aquatiques. Ce sont également de bonnes sentinelles, comme les canaris que l’on utilisait jadis dans les mines de charbon, car ils nous aident à mieux comprendre les répercussions des produits chimiques qui se retrouvent dans nos cours d’eau et à prévoir des façons de mieux règlementer ces produits. Nous avons eu recours à la macrophotographie à intervalles de cinq minutes pour capturer le développement d’embryons d’escargots d’eau douce, depuis la première division cellulaire jusqu’à l’éclosion. Cette technique nous permet de décrire le développement des escargots d’eau douce dans les moindres détails. En photographiant ce microscopique miracle de la vie, nous en apprenons sur les effets multigénérationnels de la pollution, bien longtemps après l’exposition aux produits chimiques.

Photo par Martin Badley

Cette image montre la structure granulaire d’une pastille de dioxyde d’uranium (UO₂). Les surfaces vierges de cristaux d’UO₂, qui présentent naturellement un aspect « en escalier », ont été soumises à un procédé de frittage pour former des pastilles de combustible nucléaire. Ces pastilles sont utilisées comme combustible pour alimenter les réacteurs nucléaires, que l’on utilise à des fins commerciales depuis les années 1950 et qui produisent actuellement environ 10 % de l’électricité dans le monde. Lorsqu’on retire d’un réacteur nucléaire le combustible usé qu’il contient, celui ci est extrêmement radioactif. La radioactivité du combustible diminue au fil du temps, mais elle représentera un risque pour la santé humaine pendant des centaines de milliers d’années. Pour la sécurité à long terme des personnes et de l’environnement, le combustible usé est encapsulé dans un contenant robuste et résistant à la corrosion conçu pour prévenir les fuites de radionucléides dans l’environnement. Pour être en mesure d’assurer la sécurité en cas de dégradation de ces contenants, il faut évaluer le taux de libération des radionucléides à partir d’un contenant perforé. En menant diverses expériences de corrosion, il est possible de déterminer la vitesse à laquelle les radionucléides seraient libérés par le contenant.

Photo par Brian Chen

Sur cette image, on peut voir des chambres ovariennes de la mouche Drosophila melanogaster. Dans chaque chambre, on observe de grandes « cellules nourricières » d’un côté et un ovocyte entouré de nombreuses petites cellules épithéliales de l’autre. Les noyaux cellulaires sont rendus visibles par séquestration de protéines fluorescentes, et l’intensité de la fluorescence varie selon la quantité de protéines que produit chaque cellule. En recourant à des protéines fluorescentes de couleurs différentes, nous pouvons suivre simultanément les copies maternelle et paternelle d’un même gène lors du processus de synthèse des protéines. Pour mieux comprendre la biologie des cellules, il est important de savoir quand, où et en quelle quantité les protéines sont produites dans une cellule. Nous utilisons donc cette mouche pour mesurer la production de protéines au fil du temps dans chacune des cellules d’un animal vivant. Nous pourrons ainsi examiner comment des changements dans l’environnement influent sur la synthèse des protéines et sur la copie parentale d’un gène donné (copie maternelle ou paternelle) qui est utilisée à tout moment.

Photo par Ahmad Galuta

Cette image montre un réseau de neurones restauré à partir de cellules souches. Un anticorps fluorescent qui reconnait la tubuline β III a servi à colorer les neurones en vert, et du DAPI a été utilisé pour colorer le noyau des cellules en bleu. La recherche sur la régénération de la moelle épinière après une lésion est ardue et parsemée d’embuches. Chez les personnes en bonne santé, les neurones transmettent de l’information vitale entre le cerveau et la moelle épinière. Toutefois, lorsque la moelle épinière subit une lésion, les réseaux de neurones sont sectionnés, ce qui empêche l’échange d’information. Selon la théorie du neurone, élaborée à la fin du 19e siècle, les neurones sectionnés ne peuvent se régénérer. Toutefois, on sait aujourd’hui que la moelle épinière contient des cellules souches qui peuvent former des réseaux de neurones lorsque les bonnes conditions sont réunies, ce qui infirme cette théorie. Il a été possible de restaurer des réseaux de neurones à partir de cellules souches dans le cadre d’expériences réalisées sur des animaux, mais ces résultats n’ont toujours pas été reproduits dans les études portant sur des sujets humains. Nous avons été en mesure de déterminer les principales différences entre les modèles animal et humain en ce qui concerne la formation des réseaux de neurones, de sorte que nous continuons d’avancer dans la voie menant au rétablissement des fonctions perdues après une lésion de la moelle épinière.

Photo par Margaret Ho

Cette image montre un organoïde rétinien, à savoir un petit modèle tridimensionnel de la rétine. À l’heure actuelle, il n’existe pas de remède contre la perte de vision. Les photorécepteurs, ces cellules qui détectent la lumière, ne peuvent se régénérer s’ils subissent une lésion causée par une maladie ou une blessure. L’utilisation de cellules souches pour produire des organoïdes rétiniens permet aux chercheurs de mieux comprendre le développement de la rétine et l’évolution des maladies rétiniennes, d’élaborer des protocoles plus efficaces pour la mise à l’essai de médicaments et de disposer d’une source précieuse de cellules pour la transplantation. L’organoïde rétinien que l’on voit sur cette image a été cultivé dans une boîte de culture pendant 20 semaines; il a ensuite été fixé et cryosectionné en vue d’une analyse par immunocytochimie visant à mettre en évidence les protéines recovérine et rhodopsine. Le noyau des cellules est coloré en jaune, et les photorécepteurs situés sur le pourtour de l’organoïde sont colorés en orange et en rouge.

Photo par Patrick D’Aoust

Cette photo montre des communautés bactériennes réductrices de sulfates (qui « aspirent » les sulfates) fixées à un support de polyéthylène extrudé. Introduites dans un bassin d’aération expérimental pour le traitement des eaux usées, ces bactéries assainissent les eaux de surface contaminées par des métaux lourds. Le support de polyéthylène, constitué d’une série d’alvéoles, prend une coloration noire en raison des microorganismes qui s’y trouvent et scintille sous la lumière. Les bactéries se sont fixées aux parois verticales des alvéoles. En absorbant les sulfates et en libérant du sulfure d’hydrogène, elles provoquent la précipitation des métaux dissouts dans les eaux contaminées, ce qui représente une étape importante dans la détoxication de l’eau.

Photo par Nafiseh Zaker
Gianluigi Botton

En voyant cette image de l’intérieur d’une pile au lithium-ion, on pourrait avoir l’impression d’observer une véritable galaxie. En fait, nous avons tous au moins une de ces minuscules galaxies dans notre poche ou notre sac lorsque nous transportons un téléphone cellulaire ou un ordinateur portable. Les corps célestes de cette « galaxie » sont de petites particules sphériques d’oxyde de nickel-cobalt-aluminium recouvertes d’alumine. Le noir de carbone, ou un autre liant, joue le rôle de la gravité et retient ensemble tous les éléments du système, et les ions de lithium sont comme des navettes spatiales qui transportent une charge et se déplacent entre l’anode et la cathode, pour stocker ou libérer de l’énergie.