La lumière nous donne la capacité de voir ce qui la rend très utile à nos yeux. Elle nous est si essentielle qu’on a appris à l’apprivoiser et à la faire apparaître dans l’obscurité. Mais de nombreuses espèces marines (et également terrestres) nous ont devancé et cela depuis bien des années en produisant leur propre lumière : c’est la bioluminescence !

Comment font ces organismes pour produire leur propre lumière ?

La bioluminescence est produite à la suite d’une réaction chimique réalisée soit par des bactéries bioluminescentes soit par des cellules appelées photocytes contenues dans les organismes eux-mêmes. Plusieurs éléments sont essentiels à cette réaction et notamment une molécule appelée Luciférine et des enzymes appelées Luciférases. Ces noms, bien sûr, donnés en l’honneur du démon Lucifer.

Mais ce qui permet le déclenchement de cette réaction est la présence d’oxygène et d’autres éléments clés. A la suite d’un stimulus (contact physique, vu d’un prédateur, etc.) la luciférine réagit avec la luciférase et s’oxyde grâce à l’oxygène, et le surplus d’énergie dégagé lors de cette réaction est libéré sous forme de lumière. Cette réaction ne dégage aucune chaleur ; ainsi, contrairement à la lumière que nous utilisons tous les jours, celle-ci est décrite comme une lumière froide.

 

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NB : Certains composés peuvent varier selon les espèces mais le principe reste le même.

Pourquoi produire sa propre lumière ?

Si cette production de lumière est retrouvée dans tout l’arbre du vivant par des espèces terrestres (1%) mais essentiellement marines (90%), et que le langage lumineux constitue la forme de communication la plus répandue sur la planète, c’est qu’elle est fortement utile à leur survie. Mais de quelles manières ?

Se protéger des prédateurs

 

Des dinoflagellés (Cf. ZOOM Plancton) tel que les Noctiluca s’illuminent à l’unisson dès qu’ils sentent la présence d’une potentielle menace. Ainsi c’est signaux lumineux leur permettent d’indiquer la position de potentiels prédateurs tels que les crevettes et donc de fuir. Mais cela a également pour conséquence de trahir la présence de ces petits prédateurs à de plus grandes créatures comme la seiche par exemple et donc de devenir à leur tour des proies. Ces dinoflagellés sont retrouvés en quantité phénoménale dans la fameuse Mosquito Bay à Porto Rico qui est connue pour être l’endroit le plus bioluminescent de la planète. Mais il suffit parfois d’agiter ces mains dans l’eau de nos côtes bretonnes, l’été à la tombée de la nuit, pour pouvoir observer ce phénomène incroyable.

Certaines crevettes ont également développé leur propre mécanisme de défense lumineuse. En cas d’attaque elles envoient de grands jets de lumière expulsés par la bouche vers son ennemi. Celui-ci se retrouve momentanément aveuglé et désorienté, assez longtemps pour pourvoir fuir le plus loin possible.

Mais plutôt que d’aveugler leurs prédateurs, certains organismes comme les seiches ou certains poissons pélagiques utilisent la lumière pour se dissimuler. On appelle cela la contre illumination. Ces organismes possèdent des ventres particuliers qui peuvent reproduire la couleur et l’intensité lumineuse qui traverse l’eau de mer et donc imiter les rayons lumineux du soleil ou de la lune. Ces animaux passent donc inaperçus face à des prédateurs nageant en dessous d’eux. Il s’agit là d’une vraie cape d’invisibilité.

Attirer des proies

 

A contrario, de nombreuses espèces utilisent la bioluminescence pour se nourrir en attirant leurs proies. C’est le cas du très connu baudroie des abysses qui utilise un barbillon rempli de bactéries bioluminescentes pour attirer ces proies jusque dans sa bouche. D’ailleurs la bioluminescence est beaucoup retrouvée dans les abysses. Pour rappel cette partie de l’océan est en totale obscurité (Cf. ZOOM sur les Abysses). Ainsi les animaux se sont adaptés afin de créer leur propre lumière pour se nourrir ou se défendre. Les abysses peuvent donc être décrits comme un « véritable time square aquatique ! » (Citation tirée du monde fascinant des créatures lumineuses, Arte 2015)

Séduire un partenaire

 

Mais la bioluminescence à bien d’autres fonctions comme dans la reproduction des ostracodes. Il s’agit là de crustacés microscopiques qui se servent de leur lumière pour distinguer et impressionner le sexe opposé. En effet ces petits animaux produisent une série de petits points lumineux plus ou moins espacés et réguliers. Et l’espace entre ces points est propre à chaque espèce, ce qui permet à une femelle de reconnaître un mâle d’une même espèce avec lequel elle peut s’accoupler. De plus la qualité des émissions lumineuses entre également en jeux dans le choix des partenaires. Ainsi les ostracodes font un usage plutôt étonnant de la lumière.

Bioluminescence, lumière de l’avenir ?

Ainsi la bioluminescence est utile pour de nombreuses espèces et par bien des manières. Mais peut-elle aussi nous être utile ?

Certains écrits expliquent que des peuples amérindiens utilisaient déjà la bioluminescence il y a environ 6 siècles via de petits scarabées bioluminescents comme signaux lumineux ou comme éclairage.

De nos jours, la question de l’éclairage par la bioluminescence est beaucoup étudiée car cela nous permettrait de diminuer notre consommation d’électricité ou d’énergie fossile. Mais il faut savoir que la lumière émise par le vivant offre un éclairage assez faible, et ne pourrait donc pas remplacer nos éclairages actuels. Ainsi de nombreuses études cherchent à utiliser la bioluminescence émise par des bactéries marines comme biotechnologie, non pas pour l’éclairage mais, pour des signalements comme le marquage routier de nuit, les signalisations lumineuses (ex : sorties de secours), les enseignes lumineuses, et d’autres applications ne demandant qu’une faible quantité de lumière. Ainsi ces bactéries bioluminescentes feront peut-être, dans un futur proche, parties intégrantes de nos vies, qui-sait ?

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