La bioluminescence, à la lumière du vivant

Quand le vivant produit sa propre lumière, ça s’appelle la bioluminescence. Ce phénomène, très répandu dans la nature, principalement chez les animaux marins, mais aussi chez les lucioles ou les vers luisants, serait apparu bien plus tôt qu’on ne le pensait, il y a 540 millions d’années, chez des coraux.  

Les lucioles émettent de la lumière grâce à une oxydation dans leur abdomen. © Tony Phan / Unsplash

C’est un sacré coup de vieux pour la bioluminescence : cette capacité du vivant à s’allumer de l’intérieur, à produire sa propre lumière ou à héberger des bactéries qui le font, grâce à une série de réactions chimiques, serait apparue chez des petits coraux il y a 540 millions d’années. C’est la conclusion de l’étude de chercheurs du muséum d’histoire naturelle de la Smithsonian Institution à Washington qui viennent de faire reculer de 200 000 ans la date d’apparition de ce phénomène.

La bioluminescence est particulièrement répandue dans l’océan ; 70% des animaux marins produisent leurs propres lumières (à ne pas confondre avec la biofluorescence qui ne fait que renvoyer la lumière). Mais ce qui intrigue les scientifiques, c’est pourquoi il y a tant de manières différentes de rayonner, de briller et de s’allumer de l’intérieur ?

Du leurre pour attirer des proies à la technique de défense

On recense plus de 1 500 espèces de poisson bioluminescents, qui produisent de la lumière pour chasser et trouver leurs proies ou leurs partenaires, mais aussi pour communiquer et même pour se camoufler. C’est le cas du calmar de Hawaï qui s’illumine grâce à une bactérie luminescente vivant dans l’un de ses organes, afin de se camoufler en surface au clair de lune en effaçant son ombre. La plupart des animaux marins bioluminescents vivent dans les grandes profondeurs, d’où la difficulté de les étudier.

Parmi les plus célèbres, il y a le poisson-pêcheur, dont la femelle est dotées d’un leurre bioluminescent chargé d’attirer vers elle les proies environnantes. D’autres animaux proches des méduses, comme le mnemiopsis, sont carrément éblouissants ; ce dernier dispose d’un genre de photophores à l’intérieur de son corps, transparent et gélatineux, qui réfracte la lumière en produisant un arc-en-ciel de lumière éloignant les prédateurs.

Il y a aussi le plus petit requin au monde – 15 cm à peine –, le sagre porte-feu qui porte bien son nom. Ses organes bioluminescents sont situés tout autour de ses organes génitaux, ce qui permet aux mâles et aux femelles de se faire voir et de très loin, et de s'attirer à la lumière de leurs organes génitaux respectifs. Qui dit mieux ?

Apparue la première fois il y a 540 millions d'années

Sur la terre ferme, la bioluminescence existe aussi. On connait les vers luisants ou encore les lucioles qui émettent de la lumière grâce à une oxydation dans leur abdomen, une réaction chimique due à la fameuse luciférine du latin lucifer qui donne de la lumière. Et il y a mille et une autres manières de briller.

C’est cette longue et tortueuse histoire de la bioluminescence que les chercheurs du muséum de Washington ont retracé grâce à un arbre phylogénétique qui démontre que la bioluminescence est apparue indépendamment et différemment plus de 94 fois dans l’évolution, la toute première fois il y a 540 millions d’années chez un petit groupe de coraux mous aux formes très variées, les octocoralliaires (car ils ont huit tentacules autour de leurs bouches). Des coraux toujours présents sur Terre, principalement dans la bande intertropicale.

Quant à savoir si c’est cette bioluminescence qui a assuré leur extraordinaire longévité, et surtout jusqu’à quand vu les menaces qui pèsent sur les coraux, ça, c’est encore une autre histoire que la science tente d’éclairer de l’intérieur.