PLONGEZ DANS LA
BIOLUMINESCENCE
DANS LA NATURE
Même si le phénomène qu'est la bioluminescence est observé depuis l'Antiquité,
il ne fait l'objet d'études sérieuses seulement depuis une centaines d'années. Néanmoins, beaucoup de détails restent à élucider. En effet, la très grande majorité des organismes bioluminescents peuplent les abysses et sont donc très difficiles à étudier. Malgré tout, les mécanismes cellulaires et moléculaires ainsi que les multiples fonctions de la bioluminescence (sauf pour les espèces abyssales, où les fonctions restent très souvent hypothétiques) sont aujourd'hui assez bien connus chez certains animaux.Nous allons tout d'abord présenter la bioluminescence à son état le plus brut, dans la nature. Tout d'abord, il nous faut préciser que c'est un phénomène courant. La bioluminescence est connue chez des milliers d'espèces, allant de certaines bactéries à des requins en passant par des algues, des champignons, des insectes…Au niveau abyssal, 95% des espèces sont luminescentes. Pour survivre dans un milieu sombre, froid et profond, cet outil spécifique est quasi-indispensable. Cela semble logique, la bioluminescence n'a de raisons d'être que lorsque l'obscurité règne. On peut donc l'observer la nuit, dans certaines grottes, ainsi que bien évidemment dans les abysses. La bioluminescence des «vers» luisants et les lucioles, connue de tous, est en réalité un phénomène relativement rare en milieu aérien. Dans les mers et les océans, c'est très commun. En effet, la lumière solaire ne peut pénétrer dans les eaux profondes en raison de l'atténuation qu'elle subit, en commençant par les radiations rouges et ultraviolettes. Vers 850 mètres de profondeur, l’œil humain ne peut plus déceler de lumière solaire. Dans ce noir complet, pratiquement tous les poissons, calmars, toutes les méduses, crevettes sont bioluminescents. Dès 200 mètres, de nombreuses espèces émettent leur propre lumière, souvent bleue, correspondant aux radiations qui se propagent le plus loin sous l'eau.
Mais, concrètement, quelle sont les fonctions de la bioluminescence dans la
nature ?
L'éclairage:
Même si cela semble être une fonction évidente de la lumière, il existe très peu d'exemples de cette utilisation de la bioluminescence.
L'un d'eux est l'utilisation par certaines lucioles nocturnes (Photuris) qui utilisent leur lumière comme «feux d’atterrissage». Elles illuminent ainsi la feuille ou la brindille sur laquelle elles vont se poser.
Il y a également le Photoblepharon, un poisson nocturne qui vit en superficielle et qui illumine le plancton dont il se nourrit à l'aide d'un faisceau de lumière bleue produit grâce à d'énormes organes lumineux sous-orbitaires.
Comme dernier exemple, prenons le «poisson dragon » Malacosteus, un poisson vivant dans les océans tempérés et subtropicaux. Il éclaire d'une manière bien particulière. La lumière rouge étant fortement absorbée par l'eau, les animaux marins ne sont généralement pas sensibles aux radiations rouges ou infrarouges, et tout particulièrement ceux qui vivent en eau profonde à plus de 500 mètres où il il n'y a aucune lumière. Ces animaux voient surtout le vert et le bleu. Le Malacosteus est donc avantagé car il a développé une vision et une lumière rouge. En effet, à la recherche de proies, il peut éclairer son environnement proche avec une lumière rouge sans prendre le risque d'être repéré. Cette faculté est d'autant plus intéressante qu'il existe en mer profonde de nombreuses proies, rouges justement (souvent des crustacés), invisibles en lumière bleue, mais bien visible en lumière rouge.
LA PROTECTION:
La dissimulation:
Si l'on observe un poisson du dessus, on verra une silhouette plutôt claire se détachant sur un fond sombre. A l'inverse, si on l'observe du dessous, on verra une silhouette sombre se découper contre la lumière venant de la surface. Afin de ne pas être vu, l'animal a donc intérêt à être sombre sur sa face dorsale et clair sur sa face ventrale. Toutes les espèces ont une face ventrale claire, souvent aplatie, mais le plus efficace est de loin d'illuminer cette face ventrale afin de se fondre dans la lumière du jour en arrière-plan. La plupart possèdent des photophores ventraux dont la lumière, émise vers le bas, imite parfaitement celle de la surface de la mer. La proportion de ces zones bioluminescentes est plus faible chez ceux qui évoluent à des profondeurs plus importantes (la lumière est de plus en plus faible). Certains animaux, en particulier les calamars Argyropelecus ou le Cyclothone pâle (Cyclothone pallida) sont même en mesure d'ajuster l'intensité de la lumière qu'ils émettent pour se fondre au mieux dans la lumière du jour en arrière-plan, en fonction de l'heure et de la profondeur à laquelle ils évoluent.
Effrayer les prédateurs:
Il y a aussi certaines crevettes du genre Acanthephyra qui vivent en eau profonde et qui crachent un liquide luminescent vers les yeux des poissons qui tentent de les capturer. La lumière est suffisante pour éblouir et distraire le prédateur, permettant à la crevette de fuir.
Le Photoblepharon (voir dans la partie "éclairage"), quant à lui, possède un organe lumineux qui fonctionne en permanence, mais l'animal peut le masquer à volonté à l'aide d'une sorte de paupière noire. Lorsqu'il se sent menacé, il fait clignoter rythmiquement son organe lumineux : cela perturbe ses prédateurs et permet à l'animal de fuir. Certaines méduses du genre Atolla utilisent leur bioluminescence pour « crier » véritablement au secours : lorsque la méduse est attaquée, elle émet des signaux lumineux qui attirent l'attention de prédateurs du prédateur par lequel la méduse est menacée.
LA CHASSE:
L'attraction des proies est une fonction beaucoup plus fréquente. Par exemple, les poissons-pêcheurs qui portent un barbillon pourvu de bactéries luminescentes. Ce barbillon imite les signaux d'une autre espèce et attire ainsi les proies vers la bouche du poisson.
De même, la bioluminescence produite par les larves du Diptère Bolitophila des grottes de Nouvelle Zélande attire les proies qui viennent s'engluer dans le mucus produit et son ensuite dévorées par les larves.
De plus, les baudroies agitent devant leur gueule une petite "lanterne" luminescente qui attire de petits poissons un peu trop curieux qu'elles mangent aussitôt.
LA COMMUNICATION:
Cette fonction est notamment très utile
pour attirer des partenaires sexuels. Dans sa
forme la plus grossière, certains poissons ont
des zones luminescentes placées à différents
endroits selon leur sexe. Mais cela devient
tout de suite plus complexe lorsqu'il s'agit
des parades nuptiales. Les plus spectaculaires
sont sans doute celles des lucioles et des
lampyres (tous deux descoléoptères). Selon
les espèces, seuls le mâle, la femelle ou les deux peuvent émettre de la lumière. Par exemple, la femelle lampyre d'Europe (plus communément appelée ver luisant), est dépourvue d'ailes. Elle attend donc sur un arbre, en luisant, qu'un mâle la repère et la rejoigne.
Néanmoins, les femelles sont ailées et les deux sexes émettent de la lumière dans la plupart des espèces de lucioles. Lorsque plusieurs espèces cohabitent, chacune adopte un système de communication lumineuse complexe avec de véritables conversations entre mâles et femelles qui sont tous luminescents. La femelle Photuris est quant à elle bien particulière. En effet, elle est capable de convertir ses signaux pour attirer un congénère mâle ou une proie selon ses désirs. Avant l'accouplement, les femelles répondent normalement aux messages des mâles de leur propre espèce. Après l'accouplement, elles répondent avec le code approprié aux appels des mâles d'autres espèces. Lorsque ces mâles s'approchent d'elles, les femelles Photuris les dévorent. Certaines parades lumineuses sont particulièrement spectaculaires. D'énormes populations de mâles émettent leurs flashs de manière en synchronisation. Bien que moins connue, ce genre de parade existe également chez certains organismes marins, notamment les petits crustacés Vargula.
