7 découvertes qui ont révolutionné la science en 2024

Le cycle de l’actualité en 2024 a été pour le moins chargé. Chaotique est peut-être le terme le plus approprié, avec une vague de drames électoraux, de crises humanitaires mondiales, de guerres, de catastrophes naturelles et de difficultés économiques qui nous consument. Avec tout cela sur lequel vous concentrer, vous n'avez probablement pas réalisé combien de découvertes scientifiques incroyables ont été faites cette année et à quel point elles pourraient changer notre avenir.

L’événement le plus marquant en science reste celui du changement climatique, et 2024 a apporté de nombreuses nouveautés dans ce domaine. La dévastation des ouragans Hélène et Milton, les incendies de forêt dans la forêt amazonienne, les moussons en Inde et les pluies torrentielles en Europe centrale illustrent à quel point les événements météorologiques extrêmes deviennent plus fréquents en raison du changement climatique. 2024 a également été l’année la plus chaude jamais enregistrée, et il est probable que la Terre ait désormais dépassé le plafond de réchauffement de 1,5 degré Celsius fixé par l’Accord de Paris.

Cependant, les nouvelles ne sont pas toutes mauvaises. Loin de là, en fait. À une époque où le pessimisme semble parfois inévitable, la communauté scientifique nous a donné de nouvelles raisons d’espérer un avenir meilleur. Nous avons fait des découvertes étonnantes sur notre propre planète et sur d’autres, trouvé de nouveaux traitements pour les maladies chroniques, révolutionné les industries grâce à l’intelligence artificielle et même découvert une nouvelle forme de magnétisme. Voici les sept plus grandes découvertes scientifiques de l’année et comment elles pourraient changer la vie sur notre monde et au-delà.

La recherche d’eau liquide sur d’autres corps célestes est depuis longtemps un point central de l’astronomie, et 2024 a apporté de toutes nouvelles preuves suggérant que des océans liquides pourraient être cachés dans les confins de notre système solaire. En février, un article publié dans Nature a présenté des preuves de l'existence d'un vaste océan souterrain sur la lune de Saturne, Mimas. Bien que Mimas semble rocheuse comme notre propre lune à sa surface, les chercheurs ont remarqué qu'elle vacille lorsqu'elle tourne autour de Saturne, indiquant la présence d'une couche liquide juste sous la croûte.

Mimas est parfois appelée « Lune de l'Étoile de la Mort » parce qu'un énorme cratère d'impact sur un côté la fait ressembler à la station spatiale « Star Wars ». L'océan a dû se former après le cratère, car un impact aurait complètement percé la croûte lunaire s'il y avait eu du liquide en dessous. Sur cette base, les chercheurs estiment que l'océan de Mimas a 25 millions d'années. Cela ne représente qu'un sixième de l'âge de l'océan Atlantique, ce qui signifie que l'océan en est encore à ses premiers stades de développement.

En octobre, une autre étude a été publiée dans The Planetary Science Journal, illustrant comment la surface escarpée de la lune Miranda d'Uranus était très probablement causée par les forces d'un océan sous sa croûte. Jusqu'à la moitié de l'intérieur de la Lune pourrait être constituée d'eau liquide. Dans les cas de Mimas et de Miranda, les océans souterrains ont probablement été formés par les forces de marée entre chaque lune et ses environs, ce qui a provoqué un échauffement du noyau et la fonte d'une partie de l'intérieur.

Les maladies auto-immunes représentent certains des cas les plus difficiles en médecine car, pour la plupart, personne n’a la moindre idée de leur cause. Cependant, cette année, les chercheurs ont réussi à identifier la cause de l’une des maladies auto-immunes les plus courantes : le lupus. Connue dans son intégralité sous le nom de lupus érythémateux systémique, la maladie entraîne des poussées récurrentes dans lesquelles le système immunitaire attaque les organes, provoquant des symptômes tels que des douleurs articulaires, des problèmes respiratoires, de la fièvre, de la fatigue et un éclair de papillon caractéristique sur l'arête du nez et les joues. C'est également une cause importante de la production élevée d'anticorps contre l'ADN simple brin, qui, dans le lupus, affecte les reins. La Lupus Foundation of America estime qu’au moins cinq millions de personnes dans le monde souffrent d’une forme de lupus, dont 90 % sont des femmes.

Une étude publiée dans Nature en juillet 2024 offre un nouvel espoir aux patients atteints de lupus, en identifiant une cause possible et un traitement pour la maladie. Des échantillons de sang de 19 patients atteints de lupus ont montré un nombre disproportionnellement élevé de lymphocytes T auxiliaires, un type de globules blancs, qui stimulent les lymphocytes B, les globules blancs qui créent des anticorps, pour provoquer une inflammation dans diverses parties du corps. La raison pour laquelle les patients lupiques produisent trop de ces lymphocytes T, et pas assez d’autres types, provient des niveaux excessivement élevés d’une protéine appelée interféron, qui perturbe le récepteur responsable de la production des lymphocytes T. Les chercheurs ont découvert que l’administration d’un médicament bloquant l’interféron corrigeait le déséquilibre des lymphocytes T, ouvrant ainsi la porte à un traitement potentiel contre le lupus.

L’une des initiatives scientifiques les plus ambitieuses et les plus passionnantes consiste à comprendre comment les autres espèces communiquent entre elles. De nombreuses études ont mis en évidence les échanges vocaux entre les dauphins, et il semble que les éléphants possèdent également leur propre langage. Cependant, les scientifiques croient depuis longtemps que les humains sont les seuls primates dotés d’une structure linguistique et que les vocalisations de nos relations entre singes et singes sont simplement des expressions génétiquement préprogrammées plutôt que d’être façonnées par des structures sociales, comme le sont les langues. Une étude publiée dans la revue Science en août 2024 renverse cette hypothèse.

Les singes ouistitis, originaires d’Amérique du Sud, semblent avoir des noms les uns pour les autres, tout comme nous, les humains. Une équipe de recherche a observé dix ouistitis appartenant à trois familles différentes, enregistrant leurs vocalisations et en les analysant avec un logiciel d’IA. Ils ont découvert que les ouistitis émettaient des appels personnalisés qu’ils utilisaient pour attirer l’attention d’individus spécifiques. Il a été découvert que les ouistitis adultes apprenaient les noms des ouistitis d'autres familles, brisant ainsi la croyance ancienne selon laquelle les vocalisations des primates sont génétiquement prédéfinies à la naissance plutôt que de se développer au fil des expériences de la vie. Cela fait des ouistitis seulement la quatrième espèce connue à s'attribuer des noms, avec les humains, les dauphins et les éléphants, et le premier primate non humain connu pour avoir une structure linguistique.

L’avancée scientifique publique des années 2020 a été l’intelligence artificielle, et cette année a apporté l’une de ses réalisations les plus passionnantes à ce jour. Le prix Nobel de chimie 2024 a été partagé cette année entre David Baker de l'Université de Washington, Demis Hassabis et John M. Jumper de Google DeepMind. Tous trois ont réalisé des progrès révolutionnaires dans notre connaissance des structures protéiques, Hassabis et Jumper attirant particulièrement l’attention pour leur utilisation de l’IA.

L’une des caractéristiques déterminantes des protéines est qu’elles sont des polymères : de longues chaînes de produits chimiques appelés acides aminés. L’identification des acides aminés dans une protéine est assez simple, mais prédire leur disposition est beaucoup plus difficile. La cartographie d'une protéine peut prendre des années d'analyse, mais Hassabis et Jumper ont créé un programme d'IA appelé AlphaFold qui peut effectuer cette tâche en quelques heures au maximum. AlphaFold a eu un impact immédiat sur la communauté scientifique dès sa sortie, et le programme a déjà été cité plus de 20 000 fois dans des études scientifiques. Il est utilisé pour tout, depuis le développement de nouveaux médicaments jusqu’à la création d’enzymes capables de décomposer les déchets plastiques.

Le Dr Baker, pour sa part, a passé les deux dernières décennies à développer des moyens de synthétiser des protéines. Grâce à l’utilisation de modèles informatiques et, plus récemment, de l’IA générative, Baker a non seulement réussi à cartographier la structure des protéines, mais également à créer des chaînes d’acides aminés qui forment des protéines entièrement nouvelles, inédites dans la nature. Son travail a été utilisé pour développer des médicaments contre le COVID-19 et la maladie cœliaque.

L'explosion cambrienne est l'un des événements les plus marquants de l'histoire de notre planète. Il y a environ 540 millions d’années, la Terre a connu un événement évolutif massif au cours duquel les formes de vie sont devenues beaucoup plus complexes et diversifiées. Là où auparavant il n'y avait que des organismes simples, dont la plupart n'étaient même pas mobiles, est soudainement apparue une vaste gamme d'espèces dotées de coquilles, de pattes, de branchies, de dents et d'une vision complexe. À cette époque, les plantes terrestres n’existaient même pas encore et toute vie sur Terre était confinée à l’eau. Aujourd’hui, la meilleure vision que nous ayons de l’explosion cambrienne provient de fossiles trouvés dans des formations rocheuses sédimentaires, l’un des meilleurs exemples se trouvant dans le Grand Canyon.

Une nouvelle analyse des dépôts fossiles dans le canyon suggère que le développement cambrien n'était pas une simple « explosion » de vie, mais plutôt une série d'événements évolutifs plus petits. Une étude publiée par la Geological Society of America en novembre 2024 révèle de nouvelles preuves provenant du groupe Tonto, un ensemble de formations rocheuses sédimentaires du Grand Canyon. Les chercheurs ont découvert qu’au lieu d’un grand gisement de fossiles correspondant à l’explosion cambrienne, il existait en réalité cinq niveaux sédimentaires distincts formés par les variations du niveau de la mer. Cela suggère que le récit de longue date d’une « explosion » cambrienne est inexact et qu’il s’agissait en réalité d’une série de poussées plus petites.

Le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) infecte plus d’un million de personnes chaque année, et il est difficile de trouver un moyen efficace de le prévenir. La prophylaxie pré-exposition (PrEP) est disponible pour les personnes susceptibles d'être exposées au VIH par le biais de rapports sexuels ou de la consommation de drogues intraveineuses. Cependant, ces traitements n’étaient jusqu’à présent disponibles que sous forme de médicaments oraux quotidiens ou d’un vaccin bimensuel. Cette année a apporté une nouvelle avancée passionnante sous la forme d’un vaccin contre le VIH qui ne nécessite que deux doses par an – une option bien plus pratique et potentiellement plus abordable que les options actuelles de PrEP.

Une étude publiée dans le New England Journal of Medicine en juillet 2024 a démontré que le lénacapavir, un vaccin créé par la société pharmaceutique américaine Gilead, était totalement efficace pour prévenir les infections par le VIH chez les femmes. Plus de 2 000 femmes cisgenres ont reçu le vaccin deux fois par an pendant deux ans. Aucun d’entre eux n’a contracté le VIH au cours de cette période, alors qu’un groupe égal de sujets ayant reçu la PrEP orale présentait toujours un taux d’infection de 2 %.

Des nouvelles plus prometteuses sont arrivées en novembre, lorsqu'une deuxième étude a été publiée, testant cette fois le lénacapavir sur un groupe mixte comprenant des hommes cisgenres, des hommes et des femmes transgenres et des individus non binaires dans plusieurs pays. Sur plus de 2 000 sujets, seuls deux ont contracté le VIH, soit un taux de réussite remarquable de 99,9 %. La prestigieuse revue Science a désigné le lenacavapir comme sa percée de l’année 2024 grâce à son approche révolutionnaire visant à prévenir l’une des crises sanitaires les plus difficiles de l’histoire.

L’année 2024 a été marquée par une découverte scientifique particulièrement étonnante avec l’identification d’une classe de magnétisme jusqu’alors inconnue. La force du magnétisme provient de la façon dont les électrons des atomes gravitent autour du noyau. L’orientation et la force de la force magnétique d’un atome sont appelées moment magnétique. Au cours du siècle dernier, les scientifiques pensaient qu’il existe deux classes principales de magnétisme : le ferromagnétisme et l’antiferromagnétisme.

Le ferromagnétisme se produit lorsque tous les moments magnétiques dans un matériau particulier sont alignés parallèlement les uns aux autres, créant une forte force magnétique. Les aimants pour réfrigérateur sont un exemple de ferromagnétisme. L'antiferromagnétisme se produit lorsque les moments magnétiques sont antiparallèles, face à des directions opposées, ce qui entraîne une magnétisation nette nulle.

En décembre 2024, des chercheurs ont annoncé la découverte d’une troisième classe de magnétisme appelée altermagnétisme. La recherche, publiée dans Nature, explique que les alter-aimants ont des moments magnétiques antiparallèles, mais que les atomes tournent par rapport à leurs voisins afin que les forces ne finissent pas par s'annuler. Les alter-aimants ont les meilleures propriétés des ferromagnétiques et des antiferromagnétiques. Compte tenu de la manière dont les matériaux magnétiques sont largement utilisés dans l’industrie électronique, en particulier dans les ordinateurs, et la découverte de l’altermagnétisme pourrait ouvrir la porte à des systèmes informatiques plus rapides et plus efficaces à l’avenir.