TPE : Les effets de la musique sur les êtres vivants

A – Les plantes et la musique 

 

A travers les âges, des rituels de musique et de chants sont utilisés par les hommes pour aider la germination et la pousse des récoltes. Aujourd’hui encore, en Australie, en Amérique du Sud et en Afrique, ces rites sont utilisés. Des entreprises telles que la société Gomei-Kaisha Takada au Japon n’hésitent pas à mettre en pratique l’influence de la musique. Cette entreprise a ont en 1991 déposé un brevet sur l’utilisation de certaines musiques pour favoriser la fermentation de levures.

 

 

 

 

1) La génodique (La Génodique est la science développée à partir de l'étude des protéodies)

 

Tout d’abord quelques notions en lien avec le parcours de l’ADN pour coder une protéine, dans le but de comprendre les schémas.

Un gène est une succession de nucléotides (adénine (A) et thymine (T), guanine (G) et cytosine (C)). Il code pour une protéine, qui est une succession d’acides aminés. Il existe au total 20 acides aminés et ils sont communs à tous les êtres vivants.

Pour les traduire, les nucléotides doivent être lues sous forme de triplets (appelés codons). Certains acides aminés sont codés par plusieurs triplets, ce qui permet de limiter le nombre de possibilité de codages. Chaque gène commence par un codon initiateur et se termine par un codon stop.

L’ADN (représenté en orange) étant trop gros, il ne peut pas sortir du noyau. C’est pourquoi il va être transcrit en ARN messager (de couleur bleue) qui n’est donc qu’une duplication d'un brin d'ADN. Lors de cette transcription, la thymine devient de l’uracile, d’où la présence de U sur les schémas ci-dessus.

Une fois dans le cytoplasme, l’ARN messager est traduit en protéine par un ribosome dont le rôle est de déchiffrer son code pour synthétiser les protéines. Le ribosome assemble les acides aminés au fur et à mesure qu'ils parcourent les codons de l'ARN messager.

Ce qui nous intéresse plus particulièrement, c’est le moment où l’acide aminé se fixe au ribosome. Lorsqu’il s’accroche, sa stabilisation provoque au niveau de la fixation, un comportement ondulatoire, qui est propre à chaque acide aminé.

C’est là que les recherches de Joël Sternheimer interviennent, entre autres car ce comportement ondulatoire est désormais transposable dans une fréquence audible par l’homme : en note de musique. Sternheimer a constaté que lorsqu’on joue l’enchaînement de notes qui correspondent aux fréquences des acides aminés d’une protéine, on observe une augmentation de la synthèse de cette protéine. Cette mélodie stimulante est nommée protéodie.

Dans le tableau ci-dessous, nous pouvons retrouver les notes correspondant à chacun des 20 acides aminés.

Ainsi, si l'on connaît la succession de notes correspondant à une protéine, on peut donc la stimuler; mais on peut aussi l'inhiber, c'est-à-dire ralentir sa fabrication. Chaque acide aminé possédant son équivalent en note stimulante et en note inhibitrice, on disposera de deux mélodies pour chaque protéine.

Un jugement de la Chambre de Recours de l'Office Européen des brevets a reconnu la validité du travail de Sternheimer, dans ce domaine, en date du 8 mars 2004. 

Grâce à ce tableau, il est possible de constituer une protéodie, ci-dessous, qui est censée stimuler la synthèse de l’acide indole-acétique (auxine) responsable de la croissance des plantes.

De même nous pouvons également mettre en évidence la protéodie pouvant inhiber cette synthèse :

 

 

                            

 

2) Comment les plantes perçoivent-elles un son ?

 

« La plante ne peut absorber que les ondes qu’elle est elle-même capable d’émettre. »

En effet nous avons vu précédemment que lors de l'assemblage d'une protéine, les acides aminés émettent chacun un signal ondulatoire. L’ensemble est traduit en notes de musique, constituant la protéodie qui sera jouée à la plante. Les cellules de la plante sont donc capables d’absorber ce signal qui leur est propre car elles l’ont émis.

 

3) Effets de la musique en général sur les plantes?

 

En 1992, Joël Sternheimer, professeur à l’université européenne de la recherche, s’est intéressé aux effets de la musique sur les plantes, dépose le brevet du « Procédé de régulation épigénétique de la synthèse protéique » qui permettrait d’expliquer, entre autre, l’influence de la musique, ici appelé protéodie, sur des organismes vivants.

Il affirme : « une mélodie spécifique peut stimuler ouf inhiber la synthèse d’une protéine au sein d’un organisme », et que « chaque protéine peut être caractérisée par sa musique, qui est une vision de la protéine à une autre échelle ».

Joël Sternheimer est soutenu en cela par Jean Marie Pelt, le célèbre scientifique qui pense que Joël Sternheimer nous donne peut-être la clef, ou l’une des clefs des effets de la musique sur les plantes. Il déclare : « lorsque les plantes « écoutent » la mélodie appropriée, les ondes acoustiques sont transformées « microphoniquement » en ondes électromagnétiques elles-mêmes sources « d’ondes échelle » et elles se mettent à produire la protéine spécifique à cette mélodie ».

 

En 1996, Joël Sternheimer, a fait au Sénégal des expériences sur des plants de tomates. Il a étudié l’effet de la musique sur la protéine TAS 14 (protéine de résistance de la tomate à la sécheresse). Cette protéine aide les plants à résister à la sécheresse. Pour cela Sternheimer a passé trois minutes par jours de la musique aux plants de tomates pour stimuler la TAS 14. Il a de plus, placé des plants « témoins » élevés dans des conditions normales.

 Les résultats obtenus sont remarquables. Les plants soumis à l’écoute de la musique eurent une croissance nettement supérieure. Les pieds de tomates faisaient en moyenne 1.70 mètres, les tomates étaient plus grosses et parfois même éclatées à cause d’un excès d’eau alors que ces plantes avaient en réalité consommé moins d’eau par rapport aux autres plants, cultivés avec un arrosage selon l’habitude de la région

 

 

 

 

-La protéodie

 

Comment une musique, appelée ici  protéodie, peut-elle influencer la croissance des plantes et donc intervenir sur l’auxine (hormone de croissance indispensable au développement des plantes) ?

Tout d’abord, la protéodie intervient sur la synthèse des protéines mais ne les crée pas. De même elle ne crée pas d’auxine. Effectivement, la protéodie est une musique et une musique reste une onde sonore. Une onde sonore ne crée pas d’élément biologique, il faut donc se pencher sur la synthèse des protéines.

 

 

Lors de la synthèse d’une  protéine, lorsque les acides aminés s’accrochent au ribosome, leur perte de liberté et leur stabilisation provoquent au niveau de la fixation, un comportement non plus « particulaire » mais ondulatoire. C’est là que les recherches de Joël Sternheimer interviennent. Il traduit  ce comportement ondulatoire en une « onde d’échelle », c'est-à-dire qu'elle relie entre elles des échelles différentes - ici l'échelle de chaque acide aminé à l'échelle de la protéine en formation. Cette onde d’échelle a été ensuite transposée par M. Sternheimer dans des fréquences audibles par l’homme en les convertissant en notes de musique. Effectivement, chaque acide aminé, lorsqu’il s’accroche au ribosome, émet un comportement ondulatoire différent, donc une onde d’échelle différente, et donc une fréquence audible différente. Les recherches de Joël Sternheimer l’ont donc amené à créer un code universel de notes, chacune correspondant à l’un des 20 acides aminés.

 

 

 

En fonction de la complexité de la composition des protéines, qui peuvent regrouper aussi bien une dizaine d'acides aminés que des centaines, on obtient une véritable mélodie, une partition variant donc d'une dizaine à plusieurs centaines de notes.

Sternheimer a constaté que lorsqu’on joue l’enchaînement dans le domaine audible des fréquences des acides aminés d’une protéine, on observe une augmentation de la synthèse de cette protéine. La séquence des sons spécifiques à la synthèse ou à l’inhibition d’une protéine est appelée Protéodie. Pour inhiber une protéine, c'est-à-dire freiner sa fabrication, il suffit d'avoir la mélodie "symétriquement opposée". Très schématiquement, si la mélodie qui stimule est dans les "graves ", celle qui inhibera sera dans les "aiguës ". Chaque acide aminé possédant son équivalent en note stimulante et en note inhibitrice, on disposera de deux décodages, deux mélodies pour chaque protéine.

 

 

 -Les facteurs importants et à respecter

 

-Tempo, volume sonore et temps d'exposition

D’autres expériences ont pu démontrer que le temps d’exposition, le volume sonore et le tempo avaient également une importance sur le développement des plantes.

 

-Temps d'exposition

Le temps d’exposition quotidienne de la plante à la protéodie à une grande importance sur son efficacité. En effet, une trop longue exposition entraîne une forte concentration de la protéine synthétisée et aura  l’effet inverse à celui attendu. La protéine sera alors inhiber pour retrouver une concentration normale.

Le temps d’exposition idéal semble être de 5 minutes par jour. 

 

-Volume sonore

Le volume sonore a également une influence sur l’efficacité d’une protéodie. Plus le volume sonore est fort, plus la protéodie est efficace.

 

-Tempo

Le tempo idéal est de 120 noires par minute. En effet, il s’agit d’un tempo « moyen ». Un tempo trop lent ou trop rapide semble néfaste à la croissance de la plante.

 

La théorie de Joël Sternheimer, lorsque l'acide aminé porté par son ARN de transfert vient s'accrocher sur le ribosome au cours de la traduction, il doit émettre un signal, une onde. Ce signal est provoqué par l'intercation codon-anticodon lors de la traduction de chaque triplet de nucléotides (voir schéma ci-dessus). En effet, au moment où l'acide aminé vient se fixer sur la chaîne protéique, son comportement n'est plus corpusculaire mais ondulatoire pendant quelques secondes. C'est ce qui donne lieu à une "onde d'échelle". Ces signaux sont appelés "ondes d'échelle" parce qu'elles relient entre elles différentes échelles dans l'organisation de la matière. Ici, c'est l'échelle de chaque acide aminé (moléculaire) qui est reliée à l'échelle de la protéine en formation (biochimique). Par le calcul, Sternheimer a réussi à transposer la fréquence de ces ondes inaudibles en fréquences audibles par l'homme : il en résulte alors une note de musique, un son pur pour un acide aminé.

La conséquence est que pour une succession d'acides aminés (une chaîne protéique, soit une protéine), on obtient une succession d'ondes d'échelles, soit une succession de notes. En fonction de la composition de la protéine, qui peut aller d'une dizaine à plusieurs centaines d'acides aminés, on obtiendrait alors une véritable mélodie, une partition de musique composée d'une multitude de notes. Chacune de ces notes étant associée à un acide aminé. Cette séquence de sons est appelée protéodie : association entre protéine et mélodie.

De plus, à partir de la succession de notes "correspondant à une protéine", on a la protéodie stimulante. Mais à partir de celle-ci, mais on peut aussi dresser la protéodie inhibante de cette même protéine. Ainsi, l'échelle stimulante provoquera une augmentation du taux de synthèse de la protéine concernée tandis que l'échelle inhibante donnera une diminution de ce taux.

Il démontra aussi que pour établir l'échelle d'inhibition, il faut calculer la note "symétriquement opposée" à chaque note de la protéodie stimulante. Par exemple, la note symétrique du la 2 : 220 Hz est le fa 3 : 698.5 Hz etc. Chaque acide aminé possède donc son équivalent en note stimulante et en note inhibante (voir le tableau ci-après).

La génodique est le nom de la science développée par Joël Sternheimer à partir de l'étude de ces protéodies.

 

 

 

A) Les animaux et la musique

 

1-La musique a-t-elle une influence sur nos amis les bêtes ?

 

Il a été prouvé par une équipe de psychologues de l’université de Leicester (Angleterre) que faire écouter du Beethoven à des vaches augmenterait la production de lait quotidienne. En effet, de la musique lente et calme les aiderait à se détendre et à ressentir moins de stress. En effet, celles-ci sont très anxieuses car enfermées toute la journée dans une étable.

 

La musique classique calme également nos amis les chiens, particulièrement ceux placés dans des refuges. Leur en faire écouter les calmerait et diminuerait leur stress , et leurs aboiements ! La musique aurait une grande influence sur le meilleur ami de l’homme, en leur procurant un environnement calme et rassurant. Mais n’allez pas tenter l’expérience avec du hard rock. Ce n’est que la musique classique qui a de réels effets positifs sur le comportement des animaux ; les autres telles que la pop ou la country les laissent totalement indifférents, et la musique trop brutale les stresseront.

 

En résumé, la musique classique semble détendre nos compagnons : des rythmes lents, une mélodie calme et reposante, c’est tout ce qu’il leur faut pour les aider à déstresser et leur procurer un environnement calme.

 

2-Les animaux écoutent avec le cœur

 

En fait, il n’est pas sûr du tout que les deux félins soient ravis de cette ambiance musicale. Non seulement les animaux n’apprécient pas forcément notre musique, mais ils peuvent se sentir en danger si nous tentons de leur faire partager notre amour du punk ou tout autre genre musical violent.

 

Chaque espèce a ses goûts propres, en fonction de son acuité sensorielle, des fréquences qu’elle capte et de son rythme cardiaque, le cœur se cale immédiatement sur le tempo des airs entendus. Les animaux, comme les humains, entendent avec les oreilles (et pour les reptiles, avec le corps tout entier) et avec le cœur. D’ailleurs, c’est la capacité d’une œuvre musicale de se caler sur les battements du cœur qui la rend attirante, ou pas, indépendamment de ses qualités artistiques. De plus, pour qu’un être, humain ou non humain, apprécie un morceau, celui-ci doit lui rappeler les tonalités de ses propres vocalises.

 

Ainsi, les singes, pourtant si proches de nous génétiquement, ne comprennent rien à nos choix musicaux. Il leur faut des airs comportant des sons aussi stridents que leurs propres cris. Et ils se relaxent en écoutant des morceaux de hard rock qui auraient sur nous un effet excitant. C’est ce qu’ont pu observer Charles Snowdon, professeur émérite de psychologie à l’Université du Wisconsin, à Madison (USA) et le compositeur Richard Teie, professeur à l’école de musique du Maryland. En 2009, les deux hommes ont entrepris d’élaborer une musique destinée aux singes tamarins. Tout laisse à penser qu’elles sont éprouvantes pour nos nerfs d’humains.

 

 

 

3-Perception des sons

 

-Du chien                                                                                     -Du dauphin

 

 

 

 

 

Schéma des fréquences perçues par l'homme et quelques espèces d'animales

 

 

 

5-Pourquoi ces recherches sur les musiques favorites des animaux?

 

En premier lieu, parce que nous cherchons à accroître leur bien-être, à les distraire en notre absence, comme s’il s’agissait d’enfants. Ensuite, nos animaux (chiens, chats, chevaux, vaches…) sont trop souvent coupés des besoins naturels de leur espèce et développent des états anxieux et dépressifs pour lesquels les vétérinaires cherchent des solutions non médicamenteuses. Or, grâce à ces études qui peuvent sembler incongrues, c’est prouvé : la musique, quand elle tient compte des spécificités de l’animal,  agit réellement comme un antidépresseur et un calmant naturels. D’ailleurs des centaines d’œuvres relaxantes pour chats et chiens sont déjà disponibles sur YouTube.

 

 

EXPÉRIENCE AVEC NOS SOURIS

 

Cette expérience permet d'observer l'influence de la musique sur les animaux.

 

Matériel: - 3 souris

                - un labyrinthe

                - fromage (gruyère)

                - une baffle

                - une musique classique de Mozart et une Hard Rock Métal

                - chronomètre

 

Mise en place : - Déposer du fromage à l'arrivée de votre labyrinthe.

                              - Mettre la souris n°1 au départ.

                              - Chronométrer le temps que met la souris pour trouver le fromage.

                              - Renouveler l'expérience avec la souris n°2 en lui faisant écouter du Mozart.

                              - Renouveler l'expérience avec la souris n°3 en lui faisant écouter du métal.

 

Comparer le temps mis par les souris pour trouver le fromage dans les différentes conditions de l'expérience. Après un peu plus de 20 essais, nous avons observé toujours les mêmes résultats qui sont les suivants.

 

 

 

La vidéo de notre expérience:

 

 

Ayant répété l’expérience plusieurs fois, nous observons que les résultats sont toujours les mêmes. On voit bel et bien que les souris écoutant de la musique classique sont plus détendues que les autres et plus rapides, tandis que celles qui écoutent du métal sont effrayées et cherchent à fuir. Quant à celles qui n’écoutent pas de musique elles sont plutôt détendues mais étourdies.