La bioluminescence est l'émission de lumière que certains êtres vivants génèrent dans certaines situations pour assurer leur survie. C'est une source de lumière qui est considérée comme une réaction froide, car elle n'émet aucun type de chaleur.
Ce phénomène presque magique est répandu à tous les niveaux biologiques. Il est principalement présent chez les insectes et les animaux marins, comme les lucioles, le plancton, les vers et les calmars, entre autres.
Un pourcentage élevé des espèces émettant de la bioluminescence vivent dans la mer, surtout dans des profondeurs de plus de 200 mètres, des endroits où le rayonnement solaire n'atteint pas et où règne l'obscurité totale. Par conséquent, 75 % des animaux des grands fonds dépendent de leur capacité à émettre de la lumière.
Processus chimique derrière la bioluminescence
On pense que la capacité à produire de la lumière a évolué de manière évolutive il y a environ 150 millions d'années. A partir de ce moment, certaines espèces -notamment marines- pourraient produire de la lumière par réaction chimique.
Les détails de cette réaction chimique dépendent beaucoup de l'espèce qui la réalise.. Cependant, elle peut se résumer à l'oxydation de la luciférine, une protéine qui émet de la lumière lorsqu'elle entre en contact avec l'oxygène, et de la luciférase, une enzyme catalytique. La lumière émise par les lucioles est un exemple de cette réaction entre la luciférine et la luciférase.
Un autre type de réaction chimique qui permet également à certaines espèces d'émettre de la lumière se fait par le biais d'ions plutôt que d'enzymes. Cela permet au corps de contrôler la luminosité de la lumière pour libérer plus ou moins de protéines,tout cela contrôlé par le système nerveux des animaux, en réponse à des facteurs externes.
Types de bioluminescence
Il existe trois principaux types de bioluminescence : intracellulaire, extracellulaire et celle produite par la relation symbiotique avec les bactéries. La première est celle dans laquelle la réaction chimique se produit entièrement à l'intérieur du corps des animaux bioluminescents., à travers des cellules spécialisées. Ce type de bioluminescence est caractéristique de divers calmars et dinoflagellés.
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La bioluminescence extracellulaire se produit lorsque la réaction entre la luciférase et la luciférine se produit en dehors de l'organisme bioluminescent. Les deux composants sont stockés dans différentes glandes à l'intérieur ou sur la peau de l'animal. Au moment de nécessiter l'émission de lumière, ils sécrètent les substances pour effectuer la réaction chimique. Ce type de bioluminescence est courant chez certains crustacés et céphalopodes abyssaux.
La bioluminescence qui se produit par symbiose avec des bactéries est la plus répandue dans le règne animal, en particulier chez les animaux marins tels que les mollusques, les échinodermes, les poissons et les vers. Dans diverses parties du corps des animaux bioluminescents, de petites vessies, appelées photophores, sont disposées où elles conservent des bactéries luminescentes, qui sont activées ou sécrétées en cas de besoin.
Fonctions de bioluminescence
La bioluminescence a un large éventail de fonctions dans le règne animal. Tous aident les espèces bioluminescentes à survivre, que ce soit pour se reproduire, se nourrir ou se défendre.
En tant que système de défense, la bioluminescence est extrêmement efficace: la lumière produite est utilisée pour effrayer ou dérouter les prédateurs. Cela se fait par un ensemble de flashs. Certaines espèces détachent même des membres bioluminescents de leur corps comme technique de distraction pour les empêcher d'attaquer les organes vitaux, comme le font les Anomalopidae, la famille des poissons lanternes.
Certaines espèces utilisent l'émission de lumières pour trouver un partenaire. Les mâles utilisent des signaux lumineux pour attirer l'intérêt des femelles, tandis que les femelles peuvent répondre aux mâles avec d'autres émissions lumineuses. Cette technique est utilisée par les lucioles pour se reproduire. Un autre cas peut être que l'intensité lumineuse de la lumière émise démontre le potentiel de virilité du mâle.
La bioluminescence est également utilisée comme technique offensive. L'exemple le plus clair est celui des espèces qui utilisent la lumière comme appât, car certains poissons sont attirés par la lumière et lorsqu'ils sont suffisamment proches, ils sont consommés. La lumière peut également être utilisée par les prédateurs pour mieux voir dans les grands fonds.