mardi 30 avril 2013

17 mai 2e Journée internationale de célébration des plantes


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L'IMPORTANCE DES VÉGÉTAUX
2e Journée internationale de célébration des plantes
Vendredi 17 mai
Visites de laboratoires, 8h30-17h30, Sciences III
Visite du Jardin botanique,
18h-19h30, Jardin botanique
Partez à la découverte des sciences végétales à Genève! A l'occasion de la 2e Journée de célébration des plantes, des visites du Département de botanique et biologie végétale sont proposées comprenant une introduction aux enjeux de la recherche sur les végétaux, des ateliers et une visite de laboratoire. En soirée, ce sont les Conservatoire et Jardin botaniques de la Ville qui invitent le public à une visite guidée.








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8h30-17h30 Au laboratoire de recherche
Durant la journée, le Département de botanique et biologie végétale
de l’Université de Genève ouvre ses portes.
Chaque visite (75 minutes) comprend:
• Introduction – les enjeux de la recherche sur les végétaux • Ateliers - «Nos domaines d’étude sous la loupe»
• Visite des laboratoires

Inscription préalable par e-mail (Nicolas.Szydlowski@unige.ch) ou par téléphone 022-3793128. Les visites commencent à 8h30, 10h, 11h30, 13h15, 14h45 et 16h15. www.unige.ch/sciences/biologie/biveg/
18h-19h30 Visite du Jardin botanique
En compagnie de deux guides, sur inscription au préalable par téléphone au 022-4185100 ou par e-mail (visites.cjb@ville-ge.ch). Rendez-vous au pavillon d’accueil place Albert-Thomas. http://ville-ge.ch/cjb/

mercredi 24 avril 2013

Le défaut des yeux qui permet de voir mieux… la profondeur

Les araignées sauteuses chassent à vue avec deux yeux principaux performants qui ont une structure assez particulière composée de 4 couches. L'on pensait que cela leur permettait de produire une image nette depuis 3 cm — ∞ sans mécanisme d'accommodation. Ce qu'une étude récente montre est bien plus surprenant : l'aberration chromatique produirait un flou différencié en profondeur qui permet leur perception de la distance ! Il se trouve que la perception de la profondeur repose chez ces araignées sur la lumière verte, et les chercheurs ont pu produire un degré de flou différent en éclairant des mouches avec une lumière rouge qui focalise à une profondeur différente dans la rétine. Les araignées ont alors raté leur cible en sautant 10% trop près.

Les araignées ne voient pas bien... sauf certaines !

En général les araignées ont une vision assez médiocre. Beaucoup chassent en "écoutant" les vibrations de leur toile avec les pattes. Elles ont plusieurs (généralement 8) yeux simples (plutôt que composés comme les insectes).

Pourtant les araignées sauteuses ou saltatrices chassent à vue et ont deux yeux principaux performants (cf Fig 1) dont la structure est similaire aux nôtres avec une lentille et une rétine.
sn-spiderjump.jpg
Fig 1: les araignées saltatrices ont deux yeux performants.  [ img ] source Youngsteadt, Elsa. (2012) Science/AAAS.

Blest, A. D., et al. (1981) avait déjà déterminé que ces yeux antérieurs médians (AM) ont une structure assez particulière chez les salticidés , composée de 4 couches, et de deux types de photorécepteurs ("verts" sensibles autour de 520 nm, et "ultraviolet" (UV) avec une sensibilité max vers 360 nm). La distance entre les couches correspond à l'aberration chromatique de la lentille équivalente (indice de réfraction 1.4): si la lumière verte d'un objet est focalisée  sur la couche I (proximale), les UV seront focalisés sur la couche IV (et III), distales.  Cf le wiki Evergreen Spiders and scorpions"
A diagram of the anterior median eye
Fig 2: les araignées saltatrices ont deux yeux performants.  [ img ] source Evergreen edu  ici 


Il n'y a pas de mécanisme d’accommodation par déplacement ou modification du cristallin, mais une structure en escalier de la couche I qui permet selon Blest de produire une image nette depuis 3 cm — ∞, avec un mouvement de balayage des rétines.

L'aberration chromatique

L'aberration chromatique découle du fait que les rayons lumineux sont déviés différemment (les violets et bleus plus que les rouges)  lors du changement d'indice de réfraction sur les faces des lentilles .
En optique géométrique, l'aberration chromatique
            désigne une aberration optique qui produit une image floue
            et aux contours irisés.
Fig 3 : Les rayons lumineux sont déviés différemment selon leur couleur (longueur d'onde). Donc un contraste noir-blanc produit une image avec un liseré coloré    [ img ] source : http://www.aucoeurdelaplanete.com


aberration
          cromatique produit des franges irisées
Fig 4 L'aberration chromatique produit des défauts en photographie : cf les franges bleues et rouges sur cette image Les objectifs sont en général corrigés.  [ img ] sourcehttp://tpe-microscopie.byethost15.com

Une erreur optique que l'araignée utilise pour déterminer la distance de ses proies

Ce qu'une étude récente (Nagata, T.,et al. (2012) montre est bien plus surprenant : cette aberration chromatique serait la base de leur perception de la distance ( profondeur optique) !  En effet si l'image d'un objet est nette sur une couche de la rétine, il est flou sur une autre.  Cela parait être un défaut, mais en fait permet de mesurer la distance à laquelle se trouve l'objet !
Les chercheurs ont montré que la perception de la distance se fait dans les couches I et II qui sont sensibles au vert :  Nagata, T.,et al. (2012) montrent que c'est justement le degré de flou sur la couche II qui détermine la distance (Cf figure 5).
Puisque la perception de la profondeur repose sur la lumière verte, et les chercheurs ont pu produire un degré de flou différent en éclairant avec une lumière rouge qui focalise à une profondeur différente dans la rétine.


Fig 5: Un objet net en lumière verte sur une des couches de la rétine est flou dans une autre couche. En éclairant en rouge la scène les chercheurs conduisent les araignées à sauter systématiquement trop près  [ img ] source Science/AAAS


Ainsi éclairer avec une lumière rouge fait sauter les araignées systématiquement trop près de 10% environ. Cf la vidéo ici  3-D Vision for Tiny Eyes

De l'utilité d'un handicap ?

Pour Duane Harland, une spécialiste de la vision des araignées en Nouvelle-Zélande,  ces résultats expliquent l'utilité d'une image floue sur la rétine, mais montrent qu'un animal d'un demi-centimètre de long avec un cerveau plus petit que celui d'une mouche peut gérer une information visuelle complexe pour agir avec efficacité.  Comment ces araignées traitent l'information est encore un mystère.

Fig 6: Une araignée sauteuse genevoise qui a bien voulu s'abstenir de me sauter dans l'objectif (peut-être que le stage au frigo que je lui ai imposé a aidé à la convaincre ?) [ img ] source F.Lombard

Encore une fois la diversité que certains auraient envie d'appeler "défauts" a permis une adaptation remarquable... A quand l'autofocus adapté des salticides.


Sources :

La plateforme   Expériment@l   vous offre l'accès a ces articles Comment  Obtenir un article mentionné : Get-a-doi

mercredi 10 avril 2013

Mini-colloque de didactique de la biologie: Investigation et apprentissage scientifique


C'est gênant :  Ce colloque et cette conférence peuvent intéresser certains d'entre vous. mais d'habitude je diffuse  des informations concernant d'autres personnes !
C'est plus facile d'émettre des jugements positifs sur les autres. Disons que si je pensais que c'est mauvais je ne le ferais pas et que c'est mon collègue qui m'a poussé à présenter. Parce que ces résultats pourraient être utiles à ceux qui voudraient optimiser ou repenser leur enseignement en science - notamment en biologie. Et parce que les projets des étudiants sont généralement très intéressants.




Mini-colloque de didactique de la biologie:
Investigation et apprentissage scientifique Mercredi 17 avril 2013

La démarche d’investigation apparaît depuis plusieurs années dans les plans d’études de sciences. Elle cherche à impliquer les élèves dans l’apprentissage scientifique, à stimuler leur esprit de recherche critique et à développer chez eux des compétences de résolution de problèmes.
Comment mettre en œuvre de telles approches en classe ? Quels paramètres observer pour conduire les leçons ? Comment gérer l’autonomie des élèves tout en assurant des apprentissages d’un bon
niveau ? Peut-on couvrir le programme sans imposer les questions et étouffer la curiosité des élèves ?


Conférence d’ouverture: L'investigation : comment développer des connaissances scientifiques entre guidage nécessaire et autonomie de l'élève ?
François Lombard 8h30 – 10h, Science II salle A50-B

François Lombard est enseignant de biologie au Collège de Genève, chercheur à TECFA et chargé d’enseignement à l’IUFE. Il a récemment soutenu une thèse en Sciences de l’Education sur le thème de l’investigation en biologie.
Présentation publique des projets des étudiants 10h30 – 12h , science II salle A50-B 13h30 - 17h, salle A50-A
Après la conférence d’ouverture, les étudiants de 1ère et de 2e année présentent leur projets réalisés dans le cadre des ateliers de didactique de la biologie.
Cette présentation intervient dans la validation de l’atelier.

Tous les détails sur http://doiop.com/didabio13
Organisation: R. Kopp et F. Lombard
Formation des Enseignants du secondaire
INSTITUT UNIVERSITAIRE DE FORMATION DES ENSEIGNANTS


Lombard, F. (2012). Conception et analyse de dispositifs d’investigation en biologie : comment conjuguer autonomie dans la validation scientifique, approfondissement conceptuel dans le paradigme et couverture curriculaire ? Doctorat, Université de Genève, Genève. |disponible par l'archive ouverte de l'UniGE|version-écran