Un menu révélateur
Finaliste
Émile
Brisson-Curadeau
Université McGill
Un menu révélateur

Ce guillemot de Brünnich, nichant aux îles Digges au Nunavut, revient fièrement au bercail avec une prise juteuse. Ici une 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. Les chercheurs installent aussi des micropuces sur les oiseaux pour géolocaliser leurs zones d’alimentation ou évaluer la profondeur à laquelle ils pêchent leurs proies. On sait maintenant qu’ils peuvent plonger jusqu’à 100 mètres de profondeur. (Appareil photo numérique Panasonic FZ 1000)

Intestin dépolluant
Finaliste
Jean-Baptiste
Burnet
Polytechnique Montréal
Intestin dépolluant

Voici Daphnia pulex, un minuscule crustacé d’eau douce présent dans la plupart de nos lacs et rivières. Elle vient ici d’ingérer toute une population de la bactérie Escherichia coli, préalablement marquée avec un fluorochrome bleu. On voit alors se dessiner son long tube digestif. Daphnia agit comme un filtreur non sélectif en se nourrissant d’algues et de bactéries, mais, dans les eaux contaminées par les matières fécales, E. coli s’ajoute à son menu. En concentrant leurs recherches sur les interactions avec E. coli, les chercheurs vérifient maintenant si cette puce d’eau peut devenir une alliée fiable dans la dépollution à grande échelle de nos ressources aquatiques. [Daphnia pulex, 1,5 mm; microscope inversé à épifluorescence]

Os synthétique
Finaliste
Sacha
Cavelier
Université McGill
Os synthétique

On trouve le sulfate de calcium à l’état naturel dans un gisement de gypse, par exemple. Mais il est maintenant possible d’en faire un matériau amélioré plus pur et moins poreux. Composé de minuscules cristaux aux formes géométriques parfaites, il en résulte une masse très compacte. À preuve, la largeur de cette photo recouvre à peine le tiers de l’épaisseur d’un cheveu humain. 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. (Grossissement 15 000x - Microscope électronique à balayage)

Se propulser par battement ciliaire
Finaliste
Sylvain
Chateau, Sébastien Poncet, Julien Favier et Umberto D’Ortona
UdeS - Université de Sherbrooke
Se propulser par battement ciliaire

Des cils minuscules tapissent les parois de nos organes internes. En bougeant, ils font circuler les fluides. On parle alors de propulsion par battement ciliaire. Dans le système respiratoire, les cils baignent dans du mucus qui piège les déchets respirés. Ces cils organisés en mouvement ondulatoire orientent les sécrétions vers la sortie. Les personnes asthmatiques, elles, ont moins de cils, ce qui affecte l’expulsion du mucus. Ici, les chercheurs réalisent une simulation pour comprendre l’interaction entre les cils : les microfilaments baignent dans une sorte de lubrifiant, en bleu, qui permet au mucus, en rouge, de glisser facilement dessus. (Simulations numériques basées sur la méthode Lattice Boltzmann)

Voir un cristal de sel
Finaliste
Bertrand
de Dorlodot
Université Laval
Voir un cristal de sel

Outre par sa spectaculaire symétrie, ce cristal de sel est surtout extraordinaire par le simple fait qu’on est en mesure de le voir. En effet, ces cristaux étant transparents, comme les neurones, ils sont invisibles sous un microscope classique. C’est pendant une expérience d’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. Avec cette nouvelle technique d’imagerie, il sera désormais possible d’étudier des neurones, sans les abîmer, pour mieux comprendre des maladies psychiatriques majeures, tels le trouble bipolaire, la dépression et la schizophrénie. (Microscope holographique numérique)

Petits cadeaux empoisonnés
Finaliste
Alix
Denoncourt, Steve Charette et Richard Janvier
Université Laval
Petits cadeaux empoisonnés

Le protozoaire Tetrahymena, commun en eaux douces, consomme de grandes quantités de microorganismes, sans trop se soucier de leur comestibilité. Il ingurgite ainsi des bactéries parasites potentiellement fatales, par exemple des Mycobacterium. Pour éviter une mort certaine, Tetrahymena les emballe dans de petites boules fécales (en jaune) afin de les expulser. Bien camouflées, les Mycobacterium n’attendent qu’à être ingérées de nouveau pour infecter le prochain gourmand. Les chercheurs étudient en détail comment ces bactéries pathogènes réussissent ce camouflage afin de mieux comprendre les méthodes de transmission des maladies, telle la tuberculose. (Grossissement 3000x - Microscopie électronique à balayage)

Dans l’œil de la corrosion
Finaliste
Evelyne
Doré
Polytechnique Montréal
Dans l’œil de la corrosion

Ces cercles concentriques bleutés et entourés d’écailles vertes rappellent l’œil d’un reptile ou, pire, d’un tyrannosaure. Il s’agit en réalité de plaques de corrosion irisées qui se sont déposées à la surface d’une conduite d’eau potable. Composées d’oxyde de cuivre, elles créent ici un motif inusité qui s’explique par un défaut de surface dont l’épicentre forme la pupille de cet œil métallique. La formation d’une telle couche de corrosion est commune à toutes les conduites d’eau potable en cuivre. Dans des conditions normales, ces plaques ne représentent aucun danger pour la santé. Mais elles sont étudiées afin de mieux comprendre leur comportement et prédire les concentrations de métaux susceptibles de passer dans l’eau potable. (Grossissement 20x - Microscope optique - Série de photos prises à différentes profondeurs de champ, puis superposées avec un logiciel pour compenser la courbure interne de la conduite.)

 

Sur les traces de Maître renard
Finaliste
David
Gaspard
UQAR - Université du Québec à Rimouski
Sur les traces de Maître renard

La vie dans la toundra est intense. Pour survivre, les animaux s’affrontent farouchement. On voit ici un oiseau marin, un labbe à longue queue, foncer sur un renard arctique pour protéger son nid. Mais c’est ce dernier,  un pilleur redoutable, qui intéresse ici les chercheurs. Ils le capturent d’abord, puis prélèvent des échantillons, documentant son mode de vie et sa santé. Ensuite, ils lui installent au cou un collier Argos pour suivre sa trace par satellite. Ils obtiendront ainsi des données sur l’évolution des populations, touchées par les changements climatiques, et ils pourront démystifier leurs déplacements. La rudesse du climat incite en effet les renards à parcourir pour leurs besoins jusqu’à 1 000 kilomètres. (Caméra Nikon D750, lentille Nikkor 70-300 mm)

Flamboyante galaxie
Finaliste
Marie-Lou
Gendron-Marsolais, Julie Hlavacek-Larrondo et Maxime Pivin Lapointe
UdeM - Université de Montréal
Flamboyante galaxie

Au centre de l’amas de Persée trône la spectaculaire galaxie NGC 1275. Et en son cœur se cache un trou noir supermassif, 800 millions de fois la masse de notre Soleil. Bien qu’invisible, ce trou noir est responsable de l’émission de puissants jets de particules, des électrons relativistes (en rose), qui sont éjectés bien au-delà de la galaxie. Leur interaction avec le milieu entretiendrait la température incroyablement élevée (60 millions ºC) de ces gaz intergalactiques qui émettent alors dans la gamme des rayons X (en bleu). À moins de 240 millions d’années-lumière de la Voie lactée, donc dans notre voisinage, cet amas galactique est une prodigieuse source de fascination. [Image composite : Sloan Digital Sky Survey (proche IR – galaxies périphériques) - Hubble (visible – NGC 1275) - Chandra (rayons X – en bleu) - Jansky Very Large Array (interférométrie radio – en rose)]

Des réserves en or
Finaliste
Guillaume
Grosbois
UQAC - Université du Québec à Chicoutimi
Des réserves en or

Les copépodes survivent sous la glace des lacs gelés en accumulant de grandes réserves de lipides. Teintées par des pigments orangés, ces réserves forment ici des gouttelettes riches en acides gras essentiels, les fameux oméga-3 et oméga-6. Extrêmement importants pour la croissance des animaux, humains compris, ces acides gras sont «?produits?» par les algues dont se nourrissent nos minuscules crustacés. Or, surprise, les chercheurs ont découvert que ces derniers continuaient d’accumuler des lipides jusqu’à la fin janvier. La disponibilité des oméga-3 et oméga-6 dans la chaîne alimentaire est donc grandement attribuable aux incessantes activités hivernales des copépodes. Mais on craint, en raison du réchauffement climatique, que des hivers plus courts ne tarissent cette importante source de nutriments. (Taille des copépodes : 1 mm - Grossissement 50x - Microscope optique)

Une tumeur résistante
Finaliste
Tina
Gruosso, Dongmei Zuo et Morag Park
Université McGill
Une tumeur résistante

Regardons de plus près cette tumeur du sein qui résiste à l’assaut des lymphocytes tueurs (en rouge et en vert). Ces soldats du système immunitaire circulent ici tout autour des amas de cellules malades (en rose). Mais, surprise, ils ne passent pas à l’attaque, ils demeurent à l’extérieur. Pourquoi? Parce que les cellules cancéreuses « se déguisent » en cellules normales en modifiant leurs protéines de surface. Elles empêchent ainsi les lymphocytes de les reconnaître et de les éliminer. Reste à savoir comment le cancer berne nos défenses immunitaires… Nous pourrons alors développer les thérapies qui viendront à bout de la tumeur récalcitrante. (Grossissement 20x - Microscope confocal à fluorescence)

Des liaisons improbables
Finaliste
Mathieu
Lapointe
Polytechnique Montréal
Des liaisons improbables

Une astucieuse technique utilisée dans le traitement des eaux usées est présentement à l’étude. Pour déposer les contaminants des bassins de décantation, on emploie, plutôt que du  sable, du verre recyclé concassé, avec un polymère qui sert de liant. Les agrégats ainsi formés se chargent de contaminants qu’ils entraînent, dans leur plongée, jusqu’au fond du bassin. Or, ce procédé profite de l’aide inattendue des fibres de papier hygiénique, assez communes dans les eaux usées... Leurs filaments de cellulose contribuent à la formation d’agrégats encore plus volumineux, ce qui accélère leur chute. D’autres expériences seront menées afin de mieux exploiter la seconde vie de ces fibres. (Longueur des fibres : entre 0,1 et 2,0 mm - Grossissement 100x - Image colorisée pour faire ressortir les fibres - Microscope optique)

Migration des minéraux
Finaliste
Nelly
Manéglia
Université Laval
Migration des minéraux

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 au microscope et l’analyse de sa composition chimique. En effet, chaque dépôt est associé à des minéraux « indicateurs », tel ce grain d’épidote possiblement lié à un gisement de sulfures massifs volcanogènes. Ainsi, en identifiant des minéraux aux mêmes propriétés dans les sédiments glaciaires, le géologue remonte leur piste en suivant leurs traînées jusqu’au site de départ. Les chercheurs adaptent cette technique pour partir à la découverte de gisements d’or grâce notamment aux minéraux indicateurs que sont la tourmaline et la scheelite. (Microphotographie des deux faces du même grain de 0,75 mm de long - Microscope Axio avec polarisateur)

 

Vision nocturne mise en lumière
Finaliste
Loïs
Miraucourt
Université McGill
Vision nocturne mise en lumière

Voici une tranche de rétine de têtard. Cette structure nerveuse, tapie au fond de l’œil, est commune à tous les vertébrés, du poisson à l’humain. Sur son pourtour extérieur, on distingue une enfilade, tel un collier de perles, de cellules photoréceptrices (en bleu) qui captent la lumière. Ensuite, la couche plus épaisse des cellules bipolaires et amacrines (toujours en bleu). Puis, les cellules ganglionnaires, dont l’une, entièrement visible (en vert), montre l’arborescence de ses contacts avec les récepteurs du système endocannabinoïde (en rouge). Les auteurs de cette image ont récemment mis en évidence un mécanisme cellulaire dont on soupçonnait l’existence sans en connaître l’utilité. On sait désormais que le système endocannabinoïde peut aussi servir à amplifier la vision nocturne. (Taille de la tranche de rétine : 40 microns d’épaisseur - Grossissement 20x - Marquage par immunofluorescence - Microscope confocal à balayage laser)

Poussées de croissance
Finaliste
Miguel
Montoro Girona
UQAC - Université du Québec à Chicoutimi
Poussées de croissance

Disposées sur des planchettes, ces cinq carottes prélevées dans des troncs d’épinettes noires en révèlent les cernes de croissance. Ces arbres centenaires, dont les premières années de vie sont visibles en haut de la photo, ont connu une prodigieuse poussée de croissance au cours de la dernière décennie. Sujets d’un traitement sylvicole expérimental, ces épinettes noires font la preuve qu’elles profitent de l’« effet de bordure ». Alors que les coupes forestières partielles sont soupçonnées de stresser les arbres placés aux abords, les épinettes noires, elles, prolifèrent. Luminosité et compétition moins féroce font que ces arbres poussent jusqu’à 20 fois plus vite que leurs congénères, en forêt. (Appareil photographique reflex numérique, 35 mm, f/4,5, iso 250, 1/30 seconde)

Paysage sur flocon de neige
Finaliste
Yevgen
Nazarenko
Université McGill
Paysage sur flocon de neige

Quoi de plus pur qu’un flocon de neige? Délicate dentelle de glace à l’étonnante symétrie, ce cristal miniature incarne la perfection. Pourtant, si on scrute l’une de ses facettes à l’échelle nanoscopique, on constate que sa surface, loin d’être uniforme, est peuplée d’étranges structures. Çà et là, on devine la silhouette d’un sapin croulant sous la neige, une improbable épine de rose et, plus insolite encore, une éponge de mer ou même du corail. Or, on soupçonne certaines de ces structures d’être des contaminants, car les flocons de neige trappent, puis libèrent différents polluants atmosphériques. Voilà un examen nanoscopique inédit qui dévoile une facette inattendue des cristaux de neige… (Taille des impuretés : de 50 nanomètres à 1 micromètre - Grossissement 1200x - Microscope électronique à balayage)

Larve de homard et acidification des océans
Finaliste
Fanny
Noisette
UQAR - Université du Québec à Rimouski
Larve de homard et acidification des océans

Tout juste libérée d’entre les pattes de sa mère, cette délicate larve de homard américain allait se lancer à la conquête de la colonne d’eau pour y affronter les dangers habituels. Mais saura-t-elle survivre à une toute nouvelle menace : l’acidification des océans? Des expériences de laboratoire montrent que ces larves y sont peu sensibles. Par contre, lors des deux premières phases juvéniles, stades ultérieurs de leur développement, on constate une diminution du taux de survie des jeunes homards. Reste maintenant à élucider les mécanismes responsables de ces mortalités afin de comprendre le devenir de l’espèce dans les océans de demain. (Taille de la larve : environ 6 mm - Grossissement 20x - Microscope optique)

Véhicule médicinal
Finaliste
Ehsan
Rezabeigi
École de technologie supérieure et Université Concordia
Véhicule médicinal

Le diamètre de cette structure sphérique est environ trois fois plus petit que celui d’un cheveu humain. Elle a été obtenue par l’électropulvérisation d’un polymère dissous dans deux solvants différents. Lors de la pulvérisation, l’un des solvants s’évapore rapidement, créant de multiples cavités. Grâce à cette grande porosité, les microbilles pourraient contenir des substances médicamenteuses et les transporter dans le corps humain. Et comme elles sont faites d’acide polyactique, ce polymère couramment utilisé pour la production de sutures biodégradables, l’organisme les éliminera facilement après la livraison. Mais on doit encore réduire la taille de ces microbilles pour qu’elles puissent éventuellement emprunter sans encombre le système circulatoire. (Taille de la microbille : 35 microns - Grossissement 200 x - Colorisation de la microbille pour en renforcer les détails - Microscope électronique à balayage)

Créature de laboratoire
Finaliste
Anne
Weber-Ouellette et Isabelle Plante
Centre INRS – Institut Armand-Frappier
Créature de laboratoire

Cette sphère aux motifs évanescents est de celles qui ont nourri l’humanité depuis son enfance. Il s’agit d’un acinus, l’unité fonctionnelle de la glande mammaire humaine. Cet acinus est formé de deux lignées cellulaires : celles productrices de lait (en vert) et celles nécessaires à son expulsion (en rouge). On distingue aussi les noyaux de toutes les cellules (en bleu). Mais cet acinus n’est pas d’origine naturelle. Il a été créé de toutes pièces en trois dimensions dans une matrice extracellulaire (une sorte de guide en 3D) soigneusement calibrée. La maîtrise de ce protocole expérimental ouvre de nouvelles voies de recherche. D’autres spécialistes, ailleurs dans le monde, pourront désormais créer des acinus de laboratoire afin de mieux les étudier. (Taille de l’acinus : 100 micromètres - Grossissement 20x - Image colorisée pour accentuer les teintes - Marquage par immunofluorescence - Microscope confocal)

Gras de cellule
Aude
Zimmermann
Centre INRS — Institut Armand-Frappier
Gras de cellule

De « gros mangeurs », ces macrophages? Certainement, et c’est une bonne chose, car ces cellules nous défendent en se gavant de microbes et de cellules mortes. Mais si nos macrophages « mangent » trop, l’élimination de certaines molécules ingurgitées, tel le cholestérol, devient difficile. Les macrophages se mettent alors à mal fonctionner et peuvent causer des accidents vasculaires cérébraux ou l’athérosclérose, une maladie qui provoque des attaques cardiaques. Des gouttelettes de gras (en jaune) se forment dans leur cytoplasme, laissant les noyaux intacts (en rose). L’image qui en résulte donne ainsi l’impression que les macrophages ont accumulé de petites pépites d’or dans leur bedon. (Grossissement 63x - Microscope confocal à fluorescence)