Images finalistes

Édition

Aux racines de l’éducation

Jean-Philippe Ayotte-Beaudet – PRIX DU PUBLIC Découverte, parrainé par Radio-Canada et PRIX DU JURY Humain-Nature, parrainé par Espace pour la vie

Université de Sherbrooke

La pédagogie en plein air connaît un essor remarquable au Québec. Ses bienfaits sont largement documentés, tant pour le contact avec la nature que sur les plans cognitif, physique, psychologique et social. Cependant, de nouveaux outils de collecte de données sont nécessaires pour évaluer les apprentissages. En décembre 2022, une équipe de l’Université de Sherbrooke a passé une journée à observer les élèves de première année de la classe de Mme Marie-Line, à l’Académie des Sacrés-Cœurs. Ces deux enfants, en avant-plan, balisent méthodiquement, pour une activité de mathématiques, un sentier de gnomes avant Noël. Maximum, un mètre en ligne droite! Ensuite, bifurcation! C’est la règle chez les gnomes...

Photographie numérique

Réflexe végétal

Anja Geitmann – PRIX DU JURY, parrainé par le CRSNG

Université McGill

Le frôlement d’un insecte suffit à déclencher, chez le mimosa pudique, une réaction de défense stupéfiante pour une plante. En l’espace d’à peine une seconde, les folioles, qui composent la feuille, se referment l’une contre l’autre. L’amplitude inusitée de ce mouvement est assurée par un coussinet foliaire (vert foncé), le pulvinus. Cette structure fonctionne à la manière d’un bras robotique hydraulique. Un transfert rapide de fluides internes entraîne le dégonflement d’une portion du pulvinus, ce qui le raccourcit, tandis que, à l’opposé, le gonflement soudain allonge sa paroi. Un mécanisme à mettre au répertoire du biomimétisme!

Largeur du pulvinus: 1,6 mm | Colorisation | Microscopie électronique à balayage

Les étoiles se voilent pour mourir

Marianne Ruest – PRIX DU JURY, parrainé par le CRSNG

Université Laval

L’étoile qui brille au bas de l’image est toute jeune. Dénommée WR136, elle aurait quelque 5 millions d’années, alors que notre Soleil en compte déjà 5 milliards. Or, cette étoile approche de son dernier souffle. D’une masse initiale estimée à 50 soleils, elle a déjà consommé tout son hydrogène, d’où un premier effondrement. En contrecoup, elle a éjecté environ la moitié de sa masse sous la forme d’une bulle de gaz qui fait 30,000 fois la taille de notre système solaire. En bleu, les particules qui se déplacent vers nous, et en rouge, celles qui s’éloignent. WR 136, qui brûle maintenant son hélium, est condamnée à connaître l’apothéose funeste d’une supernova ou à finir en trou noir.

Image de la nébuleuse du Croissant, soit NGC 6888, prise par le spectromètre imageur SITELLE, développé au Québec et installé sur le Télescope Canada-France-Hawaï | Colorisation par rougissement Doppler de la raie Hα

Veuve au tricot

Stéphanie Moreau – PRIX DU JURY, parrainé par le CRSNG

UQAM - Université du Québec à Montréal

Cette veuve noire de l’ouest, ayant perçu des vibrations sur sa toile, se précipite pour en découvrir la source. Chez cette espèce, Latrodectus hesperus, certaines femelles sont plus agressives que d’autres, et cela se reflète dans l’architecture de leur toile. Ainsi, une araignée prompte à attaquer ses proies fera de sa toile un piège efficace en y intégrant de nombreux fils collants. À l’inverse, une femelle peu agressive tissera une toile défensive avec des fils bien ancrés au sol, plus aptes à stopper les prédateurs aériens. C’est ici une découverte étonnante de la chercheuse et de son équipe, qui étudient la personnalité animale.

Photographie numérique

Magnifique désolation

Annie DesRochers

Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue

Cette vieille souche de pin, posée sur un affleurement rocheux, témoigne d’un lointain passé où dominait la forêt boréale. À la suite de coupes et d’incendies, les épinettes noires ont disparu et ne sont jamais revenues. Pourquoi? Nous sommes à Rouyn-Noranda, tout près des cheminées de la fonderie Horne, qui, jusqu’en 1970, ont recraché dans l’atmosphère de l’acide sulfurique et de l’acide nitreux. Presque plus rien ne pousse sur ce terrain tellement acide que même les roches deviennent friables. Des travaux de recherche sont en cours pour reconstituer les sols et la végétation afin de remettre de la vie en ces lieux désolés.

Photographie numérique

La route de la récompense

Jacques Voisard

Université Concordia

Depuis les années 1950, grâce à une électrode logée au sein du faisceau médian télencéphale, on sait que le rat apprend très vite à actionner un levier qui stimule le système de la récompense de son cerveau. Ce faisceau est une sorte d’autoroute par où passent les axones d’innombrables neurones, vers et depuis une multitude de zones cérébrales. Quels neurones sont responsables de l’effet de récompense, connu depuis si longtemps? Départager les neurones du système de la récompense, des autres, est devenu envisageable seulement depuis l’avènement des plus récentes techniques en traçage neuronal.

Coupe coronale d’un cerveau de rat | Traceurs viraux dans la bande de Broca (jaune) et dans l’hypothalamus antérieur (bleu) | Colorisation des noyaux de cellules (blanc) et de la myéline (magenta) | Microscopie à épifluorescence

La chaîne du chêne

Lisa Tischenko

Université Laval

Semblables à des méduses, des bouts d’ADN du chêne rouge baignent dans ces tubes. Cette molécule sous forme de chaîne, l’ADN, contient l'information génétique chez tous les êtres vivants, à plumes, à poils ou à feuilles. D'un individu à un autre, l’information varie au sein d’une espèce selon les conditions de leur milieu. L’analyse de ces échantillons servira à répertorier les variations génétiques au sein des populations de chênes rouges du nord-est de l’Amérique. Dans un contexte de changements climatiques, on pourra ainsi sélectionner des semences adaptées, favorables à une gestion durable de nos forêts.

Taille des échantillons d’ADN: entre 5 et 8 mm | Photographie numérique

Nanosymphonie des couleurs

Raphael Dawant

UdeS - Université de Sherbrooke

Ces images aux couleurs étonnantes, mais réelles, illustrent qu’il est possible de créer du relief sur des circuits électroniques, habituellement en 2D. Ainsi, en ajoutant quelques « vallons », on ouvre la voie à de nouveaux dispositifs électroniques. L’image de gauche est composée d’un seul matériau (un polymère) et développée par lithographie, une technique de microfabrication; les couleurs montrent l'effet sur la réflexion de la lumière des différences d'épaisseur nanométrique. L’image de droite est composée de plusieurs matériaux, et elle est gravée par plasma: des ions bombardent la surface, forgeant une topographie hautement contrôlée. Les couleurs dépendent ici du métal utilisé, allant du bleu pour l’aluminium, au doré pour le nitrure de titane.

Circuit électronique tracé à partir d’une image existante, réalisée par Tatyana Zabanova | Largeur de l’image: 1 mm | Épaisseur des couches de relief: quelques nanomètres | Microscopie optique confocale

Choisir sa voie

Grégoire Bonnamour

Université du Québec à Montréal

Voici un segment de nerf sciatique prélevé sur un souriceau. On distingue, en rouge, les faisceaux d’axones qui courent dans le nerf, entourés des cellules gliales (vert), qui leur servent notamment de support. Or, ces dernières ont la capacité, grâce au facteur de transcription nommé Nr2f1 (bleu), de se différencier en mélanocytes, qui colonisent la peau et lui donnent sa coloration. Chez les personnes atteintes du syndrome de Waardenburg de type IV, l’expression de Nr2f1 est déréglée, ce qui provoque un déficit en mélanocytes, et donc une perte de la pigmentation et de l’équilibre. Les mélanocytes, en effet, jouent aussi un rôle clé dans le fonctionnement de l’oreille interne!

Spécimen: souriceau de douze jours | Taille de l’échantillon: 640 µm | Grossissement: 60x | Microscopie confocale à fluorescence

Asymétrie cérébrale

Ophélie Martinie

Université Laval

Les réseaux neuronaux de notre cerveau s’apparentent à des autoroutes (jaune-orange) ou à des routes secondaires (bleu). Ici, vus du dessus par neuro-imagerie, les deux hémisphères du cerveau d’un enfant de 9 ans. Leur asymétrie est frappante. Elle témoigne de lésions survenues lors du développement du fœtus, d’où une paralysie cérébrale. Et, visiblement, l’hémisphère gauche contient beaucoup moins de routes. Cela se traduit entre autres par des problèmes moteurs. Déchiffrer la carte routière neuronale chez les enfants atteints est crucial afin de mieux comprendre leurs symptômes et d’améliorer les interventions, qui, à ce jour, n’ont qu’une efficacité modérée.

Imagerie par résonance magnétique de diffusion | Reconstruction des voies neuronales par tractographie

Diagnostiquer le passé

Aida Romera Barbera

Université Laval

Ce minuscule œuf de Trichuris trichiura est vieux de plus de 150 ans. Il a été retrouvé dans l’ancienne latrine d’une maison bourgeoise du début du 19e siècle, au cœur du Vieux-Limoilou à Québec. Bien que mort, son embryon est toujours visible en son centre. Sa découverte, une aubaine pour les archéoparasitologues, confirme qu’à cette époque, alors que les systèmes d’égouts n’existaient pas, plusieurs de nos ancêtres étaient aux prises avec la trichocéphalose, une maladie parasitaire intestinale occasionnée par T. trichiura. On estime aujourd’hui qu’il y a entre 450 millions et 1 milliard de cas actifs, et ce, surtout dans les pays chauds, humides et pauvres en infrastructures.

Taille de l’œuf : 43 µm | Grossissement : 400x | Microscopie optique

Tentacules quantiques

Redouane Amrar

Université de Sherbrooke

L’ordinateur quantique offrira une puissance de calcul phénoménale comparativement à celle d’un ordinateur classique. Il effectuera ses calculs à l'échelle atomique, et pour cela, ses composantes micro-électroniques, tels les mémoires et les transistors à atome unique, devront être miniatures. Afin d’assurer l'interconnexion entre ces composantes, on utilise un procédé d'évaporation de métal noble, par exemple l'or (Au). Encore que cette technique soit bien maîtrisée, il arrive que certaines surfaces ne tolèrent pas le dépôt du métal : en témoignent ces structures nanométriques d’or ayant bourgeonné sur une puce de silicium et qui évoquent les tentacules d’une anémone de mer.

Grossissement: 30 000x | Colorisation | Microscopie électronique à balayage

Des neurones cultivés

Walid Idi

Université Laval

Ce réseau de neurones humains est observé non pas à partir d’un cerveau, mais plutôt d’une boîte de Pétri. Il a été généré grâce à la différenciation de cellules progénitrices neurales. Devenus rapidement matures et fonctionnels, ces neurones, ayant les mêmes caractéristiques que les nôtres, permettent de mieux comprendre, par exemple, les mécanismes des maladies neurodégénératives. On peut aussi utiliser ce genre de modèle dans le cadre d’études en pharmacologie et en toxicologie pour évaluer les effets de médicaments. Même si nous sommes loin d’avoir ici un véritable cerveau, ce réseau neuronal représente un excellent modèle pour la recherche!

Grossissement: 40x | Microscopie confocale à fluorescence

N'en rajoutez pas une couche

Audrey Diouf-Lewis

COALIA et cégep de Thetford

Saviez-vous que, chaque année, les agriculteurs québécois utilisent 4000 tonnes de pellicule de plastique pour envelopper leurs balles de foin? L’équipe de COALIA souhaite donner une seconde vie à cette pellicule à usage unique. Comme le révèle cette image de microscopie, le film est constitué de deux couches de plastiques différents : du polyéthylène et de l’EVA. Cela lui confère souplesse et robustesse. En revanche, le recyclage se complique, puisque ces plastiques ne peuvent pas être séparés. Toutefois, l’équipe de recherche a réussi à fabriquer de nouveaux produits, tels que des tuyaux d’irrigation utilisables en agriculture.

Grossissement : 400x | Microscopie électronique à balayage

La vessie en relief de plumes

Claudia Covarrubias

Université McGill

Sous nos yeux se pavane le maître du système urinaire : le détrusor. Lors de la miction, soit l’action d’uriner, ce muscle de la vessie se contracte pour évacuer le liquide. L’étude de ces cellules musculaires lisses (en vert) et de leurs noyaux (en bleu) permet de repérer les protéines impliquées dans l’incontinence urinaire, associée à une vessie hyperactive. À terme, les recherches réalisées sur ce muscle, dont le fonctionnement est régulé par le système nerveux, pourront contribuer au traitement d’autres conditions neurologiques où la miction est affectée, comme la maladie de Parkinson et la sclérose en plaques.

Grossissement : 200x | Colorisation par immunofluorescence de cellules de vessie de rat en culture | Colorisation au DAPI des noyaux

Un champ de données

Monsif Baraka

INRS - Centre Eau Terre Environnement

Non, ce n'est ni un pull de laine ni un stéréogramme (image 2D donnant l’illusion d’une scène 3D)! C’est tout simplement un champ de maïs de la région de Bellechasse. Cette image a été prise à 50 mètres d'altitude par un drone équipé d’une caméra multispectrale. Grâce à cette technique de pointe, on cartographie plus facilement les résidus de culture, telles les tiges de graminées. On peut ainsi en déterminer l’emplacement et la quantité. Ces données permettent de tirer un meilleur profit de ces matières végétales qui enrichissent les sols tout en freinant l’érosion. C’est là une belle pratique de développement durable.

Colorisation | Réalisée en collaboration avec Saeid Homayouni et Jimmy Poulin

Canopée neuronale

Valérie Watters

Université Laval

Depuis maintenant près de 15 ans, on crée en laboratoire des versions miniatures et simplifiées d’organes appelées organoïdes. Ces structures tridimensionnelles sont formées à partir de cellules souches ayant la capacité de se différencier en divers types de cellules. Ici, on voit la coupe d’un « mini-cerveau », dans lequel on discerne des neurones matures en rouge, de futurs neurones en vert, et les noyaux cellulaires en bleu. Pour ses travaux, la doctorante entend vérifier comment l’ajout d’un ARN long non codant, cette molécule intervenant dans les processus génétiques, peut influencer la formation d’un tel organoïde cérébral.

Colorisation | Microscopie confocale

Îlots sur les flots

Morgan Botrel

Université de Montréal

Ces îles flottantes sont composées d’amas enchevêtrés d’algues filamenteuses (chlorophytes) recouvrant des plantes aquatiques submergées. Une scène inusitée croquée au lac Saint-Pierre, un élargissement du fleuve Saint-Laurent. Deux semaines auparavant, les îlots étaient absents. Une baisse rapide du niveau de l’eau les a fait émerger. Une telle apparition soudaine témoigne du fait que les herbiers aquatiques sont soumis à des conditions extrêmement variables. Ces habitats rendent divers services, notamment la rétention et l’élimination des polluants dont les nitrates, le sujet à l’étude ici. L’image suggère que la capacité d’épuration de tels habitats dépend davantage des algues microscopiques associées aux plantes que des plantes elles-mêmes.

Photographie numérique prise à partir d’une chaloupe

Mystères des noyaux

Ingrid Berenice Sanchez Carrillo

Université du Québec à Trois-Rivières

Bien que le noyau de la majorité des cellules soit sphérique ou ovale, il existe des exceptions. Cette image montre l’épiderme d’une feuille appartenant à l’espèce Arabidopsis thaliana, une plante-modèle prisée des biologistes. Après avoir subi une modification génétique – la surexpression d’une protéine présente dans les pores nucléaires –, la plante exhibe des noyaux formant de longs filaments (en turquoise). En magenta, on voit les chloroplastes chargés de capter la lumière durant la photosynthèse. À la surprise des chercheuses et chercheurs, ce plant d’A. thaliana a connu un développement presque normal, même s’il a été génétiquement modifié. Mais reste à découvrir ce qui provoque la déformation des noyaux de son épiderme.

Grossissement : 63x | Microscopie confocale à fluorescence

Les vaisseaux du souvenir

Alexis Leconte

Polytechnique Montréal

Cette image du cerveau d’une souris révèle la structure arborescente des vaisseaux sanguins de l’animal. Elle a été obtenue sans chirurgie, simplement en posant sur la tête du rongeur une sonde émettant des ultrasons. On voit ici le parcours de millions de microbulles injectées dans le sang, qui circulent depuis les plus grosses artères jusqu’aux plus petits capillaires. On obtient ainsi des images du flux sanguin à un niveau de détail inégalé! Cette technique est sans danger, les microbulles étant rapidement éliminées par les poumons. Elle pourrait permettre éventuellement de mieux comprendre l’origine et la progression de maladies cérébrales comme l’Alzheimer.

Microscopie de localisation ultrasonore dynamique

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