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10 mystères de la science que nous tenons pour acquis

Certains mystères de la science conservent toujours leurs secrets, comme le Big Bang ou les trous noirs. Voici 10 faits qui nous sont aujourd’hui familiers, mais pour lesquels les scientifiques continuent de chercher pour en percer les secrets.

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Mystères de la science: pourquoi devons-nous dormir?Stock-Asso/Shutterstock

Pourquoi devons-nous dormir?

Les chercheurs ne savent pas exactement ce qui se passe dans notre cerveau et notre corps lorsqu’on tombe dans les bras de Morphée. Nous savons toutefois que dormir est crucial. Être privé de sommeil sur une longue période peut entraîner des hallucinations, des psychoses, des maladies cardiaques et endommager notre système immunitaire. «Dormir est la meilleure chose que vous puissiez faire pour réinitialiser votre cerveau et pour votre santé corporelle», affirme le Dr Matthew P. Walker, professeur de neuroscience et de psychologie à l’Université de Californie à Berkeley.

Cela ne s’applique pas uniquement à l’humain. La plupart des vertébrés dorment, y compris les poissons. Notre cerveau nécessite ce temps de repos pour s’organiser et renforcer nos connexions neurales, ce qui nous permet de se remémorer ce que nous apprenons. «Tous les systèmes physiologiques de notre corps et chaque activité de l’esprit sont grandement améliorés par le sommeil, et souffrent d’un manque si on ne dort pas suffisamment», ajoute-t-il. «Le sommeil est ce que Dame nature fait de mieux pour nous donner un semblant d’immortalité.»

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Mystères de la science: pourquoi bâillons-nous?wavebreakmedia/Shutterstock

Pourquoi bâillons-nous?

On croirait que nous bâillons plus fréquemment lorsque la fatigue nous gagne, mais ce geste n’est pas lié à la quantité de sommeil dont nous profitons, selon une étude publiée dans Physiology & Behavior. Nous avons tendance à bâiller plus fréquemment lorsque l’on s’ennuie ou que nous sommes affamés.

Certains chercheurs émettent l’hypothèse que le bâillement permettrait à notre corps de nous tenir en alertes lorsque notre attention dérive. Même si plusieurs mammifères baillent, seuls les humains, les chimpanzés et les singes bonobos le font lorsqu’ils voient un de leur pair le faire. De plus, nous serions plus propices à imiter de la sorte un membre de notre famille ou un ami qu’un simple étranger.

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Mystères de la science: pourquoi la glace est-elle glissante?Kang Hyejin/Shutterstock

Pourquoi la glace est-elle glissante?

Il nous semble qu’une surface glacée peut être risquée en raison de la mince couche d’eau qui peut fondre à sa surface. Mais, quand on y pense, une mince couche d’eau sur un plancher de tuiles ne le rend pas à ce point glissant. De plus, les chercheurs n’ont toujours pas démontré que la friction ou le poids de nos bottes sont suffisants pour faire fondre cette mince couche d’eau.

Selon un article récent publié dans le Journal of Chemical Physics, il faut blâmer des molécules libres de H2O qui roulent littéralement sur la surface de la glace. Lorsqu’on y pose le pied, c’est comme si on marchait sur une grande quantité de billes microscopiques, ce qui explique qu’on puisse y perdre notre équilibre… et un peu de notre dignité.

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Mystères de la science: pourquoi les vieilles fenêtres paraissent-elles ondulées?smereka/Shutterstock

Pourquoi les vieilles fenêtres paraissent-elles ondulées?

Vous avez peut-être déjà entendu dire que le verre est liquide. Ce n’est pas vrai. Toutefois, ce n’est pas un solide non plus. Pas tout à fait. C’est ce qu’on appelle une matière amorphe, ce qui signifie qu’elle conserve sa forme comme un solide, mais ses atomes ne sont pas tenus par une structure cristalline.

Les gelées et le plastique sont également des matières amorphes. Alors, est-ce que le verre de vos fenêtres est en train de fondre lentement? Robert Brill, chercheur retraité du musée de verre Corning de New York, affirme que non. «Même si les morceaux individuels de verre qui composent une fenêtre sont inégaux en épaisseur, et clairement ondulés, ce n’est que le résultat de la façon dont celui-ci a été conçu», écrivait-il dans un article publié sur le site du musée en 2011. Toutefois, les scientifiques débattent toujours au sujet de la définition exacte du verre. Votre fenêtre de chambre ne se transforme pas sous vos yeux, mais on ne peut pas en dire autant des théories scientifiques expliquant sa structure complexe.

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Mystères de la science: la communication des plantes.Serg64/Shutterstock

Les plantes communiquent-elles entre elles?

On ne les entend certes pas potiner, mais des études démontrent que les plantes sont capables de libérer des odeurs qui attirent des prédateurs qui se nourriront des insectes menaçants. Elles communiquent également entre elles via un réseau de champignons ou de moisissures reliant leurs racines.

Une étude, publiée en 2013 dans Ecology Letters, a permis à certaines plantes de créer un tel réseau, tout en l’interdisant à d’autres. Les plantes connectées ont pu prévenir une attaque de pucerons en augmentant leur défense chimique pour contrer l’insecte nuisible. Récemment, une équipe de chercheurs menée par l’écologiste Velemir Ninkovic, de l’Université des sciences agricoles d’Uppsala, en Suède, a découvert que les plantes communiquent également afin de régulariser leur croissance. Souvent, les arbres ralentissent leur expansion lorsque leurs feuilles touchent à d’autres plantes, ce qui entraîne parfois un effet de domino. Le message se passe via les racines. Qui sait de quoi ils peuvent bien discuter à d’autres moments?

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Mystères de la science: l’illumination des lucioles à l’unisson.Suzanne Tucker/Shutterstock

Comment les lucioles s’illuminent-elles à l’unisson?

Ce n’est pas seulement les arbres qui communiquent en secret. Il existe une espèce de lucioles vivant dans le parc national Great Smoky Mountains (Tennessee et Caroline du Nord) qui offre tout un spectacle lorsqu’elles se reproduisent durant le mois de juin. On peut alors les voir créer un motif lumineux synchronisé qui se déplace en vagues le long des collines.

«Nous croyons que moins de 1% des 2000 espèces que l’on y retrouve se synchronisent ainsi», indique à l’Inside Science Lynn Frierson Faust, chercheuse indépendante et auteure de Fireflies, Glow-worms, et Lightning Bugs. Elle affirme qu’un important groupe de mâles «clignotant» ainsi permet d’attirer les femelles et d’embrouiller les prédateurs. Comment ils parviennent à un tel synchronisme demeure un mystère.

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Mystères de la science: la migration des oiseaux.Tobyphotos/Shutterstock

Comment les oiseaux savent-ils où migrer?

C’est environ 40% des espèces d’oiseaux de la planète qui migrent, incluant 350 espèces de volatiles Nord-Américains qui fuient vers les Tropiques l’automne venu. La sterne arctique, par exemple, doit vraiment apprécier la douceur de l’été pour se rendre de l’Arctique à l’Antarctique chaque année, un périple aller-retour de 80 000 kilomètres!

Selon un article paru dans The Conversation sous la plume de Richard Holland, conférencier en cognition animale à l’Université Bangor, les oiseaux peuvent trouver leur destination même si on les déplace dans un secteur de départ qui leur est inconnu. Comment font-ils? L’équipe de Richard Holland a publié une étude dans Current Biology qui suggère que certains passériformes utilisent le magnétisme de la planète pour se diriger.

La manière dont ils arrivent à le détecter demeure un mystère. Cela pourrait être lié à la présence d’une petite quantité de fer dans leur bec, mais ce pourrait également être en raison d’une protéine particulière se trouvant dans leurs yeux, leur permettant de littéralement voir les champs magnétiques. On se croirait en pleine science-fiction!

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Mystères de la science: pourquoi les saumons retournent-ils au ruisseau de leur naissance?IrinaK/Shutterstock

Pourquoi les saumons retournent-ils au ruisseau de leur naissance?

Lorsqu’ils sont prêts, les jeunes saumons nagent jusqu’à l’océan où ils passeront plusieurs années de leur vie. Lorsqu’ils sont en âge de se reproduire, ils remontent le courant de la même rivière ou ruisseau d’où ils proviennent. «Comment le saumon retourne sur le même littoral n’est pas bien compris» écrivait Megan McPhee, assistante-professeure en pêcheries à l’Université d’Alaska, à Fairbanks, dans les pages de Scientific American.

Elle suggère que le poisson se fie à l’angle du soleil, à la salinité de l’eau, aux différences de température et possiblement aux champs magnifiques terrestres. « Une série d’expériences débutées dans les années 50 démontre qu’un jeune saumon est particulièrement sensible aux odeurs chimiques spécifiques liées à l’endroit où, saumoneau, il débute son périple vers la mer. » Cette odeur ne le quitte pas une fois dans l’océan, et il s’y réfère, adulte, pour retourner à sa source.

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Mystères de la science: les chants des baleines.Tomas Kotouc/Shutterstock

Les chants des baleines: de quoi s’agit-il au juste?

C’est dans les années 50 que les chercheurs ont commencé à enregistrer les chants des baleines à bosse, utilisant pour ce faire de l’équipement de la marine américaine. La grande variété de sons (décrits comme étant des gémissements, des pleurs et des cris) s’assemble en phrases répétitives, créant ainsi des chansons dont la durée est de 7 à 30 minutes.

Parfois, les baleines chantent la même chanson. La complexité de la structure des chants les rend similaires à un langage, et la communauté scientifique peine à en comprendre le sens. Ce pourrait être un rituel d’accouplement élaboré (même si les femelles, qui ne chantent pas, ne s’approchent habituellement pas des mâles qui chantent), ou bien un simple exercice de rapprochement entre ces mammifères géants. Oui, la baleine est un mammifère.

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Mystères de la science: l’influence de la musique sur les humains.Lopolo/Shutterstock

Pourquoi la musique a un tel effet sur l’humain?

Difficile de ne pas taper du pied lorsqu’on entend l’une de nos chansons préférées. Est-ce en raison de l’évolution qui nous pousse à réagir ainsi à des sons rythmés en synchronisme avec notre groupe social?

C’est la théorie d’une poignée de scientifiques, selon un article paru dans Acta Psychologica. Des sons rythmés «ne font pas que coordonner le comportement d’individus à l’intérieur d’un groupe, mais harmonisent également leur façon de penser; le processus mental des membres d’un groupe s’en trouve synchronisé», affirmait Annett Schirmer lors d’une rencontre de la Society for Neuroscience, des propos rapportés dans la publication Scientific American.

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Contenu original Reader's Digest