Bioluminescence: qu'est-ce que c'est et les animaux

Bioluminescence: qu’est-ce que c’est et les animaux

Par Dr. Kyle Muller

La bioluminescence est une réaction chimique chez les organismes vivants qui les amène à produire leur propre lumière. Certains animaux bioluminescents sont des lucioles (famille des Lampyridae), des escargots Quantule striéepoisson-lanterne à cornes (Centrophryne spinuleuse), ver de chemin de fer (Phrixothrix hirtus), calmar vampire (Vampyroteuthis infernalis), méduse bioluminescente (Pelagia noctiluca).

La lumière n’est pas seulement un phénomène physique, mais certains animaux sont capables de produire leur propre lumière, appelée bioluminescence. La plupart des animaux bioluminescents se trouvent dans les mers et les océans, mais il y en a aussi sur terre. En eau douce, il n’y en a pas, et il n’y a pas de mammifères, de reptiles, d’oiseaux ou d’amphibiens bioluminescents. L’étude des organismes capables de cette capacité surprenante présente un énorme intérêt car elle peut avoir des applications biotechnologiques pour la production de bioimages de tissus, fonctionnant comme des marqueurs pour comprendre les processus dans les organismes vivants. Si vous souhaitez savoir comment il est possible pour un animal de produire de la lumière, nous vous invitons à continuer la lecture de cet article de la BIOencyclopédie sur ce qu’est la bioluminescence et les animaux qui la possèdent.

Qu’est-ce que la bioluminescence

La bioluminescence est la lumière que certains organismes émettent lors d’une réaction chimique. Le processus nécessite le composé luciférine, qui est oxydé et produit de l’oxyluciférine et de la lumière, ainsi qu’une enzyme qui catalyse la réaction, qui est généralement la luciférase ou une autre photoprotéine. Ainsi, lorsque la luciférine interagit avec la luciférase, de la lumière est émise.

Il est particulièrement visible la nuit en raison du contraste avec l’obscurité. La fonction de la bioluminescence peut être de se défendre contre les prédateurs, de communiquer entre eux, d’obtenir de la nourriture, ou encore de se camoufler avec les éclairs que l’eau émettrait pour passer inaperçue.

La couleur de la lumière varie d’une espèce à l’autre en raison de modifications structurelles de la luciférase, et la zone capable de réaliser la réaction est également différente. Regardons maintenant quelques exemples d’animaux bioluminescents.

La bioluminescence: qu'est-ce que c'est et les animaux - Qu'est-ce que la bioluminescence

Lucioles (famille des Lampyridae)

Ce sont des insectes coléoptères, parents des coléoptères, et émettent une lumière jaune-verte. Cela fait partie de la parade nuptiale, où ils allument et éteignent leur lumière pour appeler le sexe opposé. La lumière est émise selon un certain code, propre à chaque espèce. Si la femelle accepte le mâle, elle répondra par des éclairs de lumière correspondants. Ils peuvent être observés au début de la saison des pluies, notamment dans les zones forestières à végétation abondante.

Bioluminescence: qu'est-ce que c'est et animaux - Lucioles (famille des Lampyridés)

Quantule striée

C’est le seul escargot terrestre bioluminescent. La lumière est à peine visible et il est suggéré qu’elle soit destinée à des fins de communication. Il est émis par le pied de l’escargot et est activé lorsqu’il bouge, dans une section appelée organe Haneda, en l’honneur du médecin qui a découvert qu’il émettait de la lumière. Les œufs brillent également.

Bioluminescence: qu'est-ce que c'est et animaux - Quantula striata

Poisson-lanterne à cornes (Centrophryne spinulosa)

C’est une lotte typique des grandes profondeurs. Puisqu’il s’agit de zones où la lumière du soleil n’atteint pas, les animaux ont développé des caractéristiques uniques pour y survivre. Il possède un crochet qui pend au-dessus de sa tête vers le champ de vision, qui fonctionne comme une ampoule avec un foyer. C’est le résultat d’une modification de la nageoire et seules les femelles en sont dotées. Les mâles vivent attachés à la femelle et vivent de cette connexion comme des parasites. Les yeux sont également bioluminescents, et dans le cas des deux structures, cela se produit grâce à la symbiose avec des bactéries qui réalisent la réaction luciférine-luciférase.

Ici, vous pouvez en apprendre davantage sur le poisson le plus rare au monde.

Bioluminescence: qu'est-ce que c'est et animaux - Poisson-lanterne à cornes (Centrophryne spinulosa)

Ver de chemin de fer (Phrixothrix hirtus)

Le ver ferroviaire est la larve d’un coléoptère et émet étonnamment deux couleurs de bioluminescence. La tête brille en rouge, une couleur rare en bioluminescence, et le corps avec de petits points aux extrémités de chaque segment brille en vert. La lumière rouge sert à éclairer son chemin dans l’obscurité et les lumières vertes font fuir les prédateurs. Ce sont de proches parents des lucioles, il faut donc s’attendre à ce qu’en grandissant, elles perdent la lumière rouge et conservent la lumière verte.

Bioluminescence: qu'est-ce que c'est et animaux - Railworm (Phrixothrix hirtus)

Calmar vampire (Vampyroteuthis infernalis)

Le calmar vampire vit dans de grandes profondeurs, il a donc besoin d’un mécanisme de défense adapté à cet environnement. Il lui manque l’encre typique du groupe auquel il appartient, mais il a quelque chose de plus fonctionnel pour l’obscurité : un mucus bioluminescent, situé à l’intérieur du calmar et qui est généré par des bactéries symbiotiques, chargées de produire de la lumière.

Lorsqu’il se sent menacé, il rejette son mucus pour tromper ses prédateurs. De plus, il possède des photophores sur tout son manteau avec lesquels il émet des éclairs de lumière bioluminescente, dont il peut moduler l’activation à volonté. Par conséquent, cet animal combine sa propre bioluminescence avec une bioluminescence symbiotique. Malgré son nom scientifique dramatique, c’est l’un des calmars les plus calmes.

Bioluminescence: qu'est-ce que c'est et animaux - Calmar vampire (Vampyroteuthis infernalis)

Méduse bioluminescente (Pelagia noctiluca)

Cette méduse est transparente avec des points violets et bleus et la cavité gastrique interne est également violette. Les éclairs de lumière sont activés par des stimuli mécaniques, tels que le mouvement élevé de l’eau. Au lieu de cela, ils émettent de la lumière pendant plusieurs minutes lorsque les cellules sont stressées ou sur le point de mourir. Ils ont tendance à s’accumuler en populations de plusieurs individus, provoquant des éclairs de lumière dans un spectacle impressionnant, que les marins appelaient autrefois l’éclat de la mer.

Bioluminescence: qu'est-ce que c'est et animaux - Méduse bioluminescente (Pelagia noctiluca)

Autres organismes bioluminescents

Cette capacité n’est pas propre aux animaux, mais il existe d’autres représentants de différents royaumes qui peuvent également fabriquer leur propre lumière. En voici quelques-uns :

  • Bactéries luminescentes : Elles sont typiques des océans, notamment des sédiments et des animaux en décomposition. Ils génèrent un phénomène appelé mer brûlante lorsqu’il y a une augmentation des nutriments, provoquant une énorme lueur visible même depuis les satellites, notamment dans l’océan Indien.
  • Dinoflagellés luminescents : ce sont des protozoaires, également typiques des océans et créateurs de mers brûlantes. Ils sont visibles sur de nombreuses plages et réagissent au mouvement de l’eau.
  • Champignons bioluminescents : Il existe 112 espèces de champignons qui brillent, et il est suggéré de le faire pour attirer les insectes qui les aideront à disperser leurs spores.

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Littérature
  • Juliao, A. (2019) Une recherche révèle comment le ver ferroviaire produit de la lumière rouge. Agence FAPESP. Disponible sur : https://agencia.fapesp.br/una-investigacion-revela-de-que-manera-produce-luz-roja-el-gusano-ferrocarril/31486/
  • Danies Turano, G., Peralta Mejía, A. (2020). Bio Design dans les écoles. Colombie : Université des Andes.
  • Rogers, K. (2017). Noctiluca. Encyclopédie Britannica. Disponible sur : https://www.britannica.com/science/Noctiluca
Kyle Muller
À propos de l'auteur
Dr. Kyle Muller
Le Dr Kyle Mueller est analyste de recherche au Harris County Juvenile Probation Department, à Houston, au Texas. Il a obtenu son doctorat en justice pénale à la Texas State University en 2019, sous la direction du Dr Scott Bowman pour sa thèse. Les recherches du Dr Mueller portent sur les politiques de justice pour mineurs et les interventions fondées sur des données probantes visant à réduire la récidive chez les jeunes délinquants. Ses travaux ont contribué à l’élaboration de stratégies fondées sur les données au sein du système de justice pour mineurs, en mettant l’accent sur la réhabilitation et l’engagement communautaire.
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