Bioluminescence

La bioluminescence est un phénomène principalement marin.

"C'est la source de lumière prédominante dans la plus grande fraction du volume habitable de la terre, les profondeurs de l'océan. En revanche, la bioluminescence est essentiellement absente (à quelques exceptions près) dans l'eau douce, même dans le lac Baïkal".

La bioluminescence est présente dans la mer à tous les niveaux : organismes planctoniques, pélagiques et benthiques. Certains groupes planctoniques, tels que les dinoflagellés et les cténophores (gelées en peigne) l'utilisent chez la plupart des espèces. La plupart des organismes marins d'eaux profondes utilisent la bioluminescence sous une forme ou une autre. Habituellement, l'émission de lumière marine appartient au spectre de la lumière bleue et verte, les longueurs d'onde qui peuvent être transmises le plus facilement à travers l'eau de mer.

Pour une liste, voir la page web de Biolum.

Camouflage de la contre-illumination

Chez certaines espèces de calamars, la bioluminescence bactérienne est utilisée pour la contre-illumination afin que l'animal corresponde à la lumière environnementale aérienne vue d'en dessous. Chez ces animaux, les organes lumineux contrôlent le contraste de cette illumination pour créer une correspondance optimale. Habituellement, ces organes lumineux sont séparés du tissu contenant les bactéries bioluminescentes.

Attraction

La bioluminescence est utilisée comme un leurre pour attirer les proies de plusieurs poissons d'eau profonde comme la baudroie. Un leurre suspendu sur la tête du poisson attire les petits animaux qui se trouvent à sa portée. Certains poissons, cependant, utilisent un leurre non-bioluminescent.

Le requin-taupe commun utilise la bioluminescence pour se camoufler, mais une petite tache sur son ventre reste sombre et apparaît comme un petit poisson aux yeux des grands poissons prédateurs comme le thon et le maquereau qui nagent en dessous. Lorsque ces poissons tentent de consommer le "petit poisson", ils sont mordus par le requin, qui leur arrache de petits morceaux de chair circulaires en forme d'"emporte-pièce".

Les dinoflagellés ont un effet intéressant sur ce mécanisme. Lorsqu'un prédateur du plancton est détecté par un mouvement dans l'eau, les dinoflagellés s'illuminent. Cela attire à son tour des prédateurs encore plus grands qui consomment le prédateur potentiel du dinoflagellé.

Attirer des compagnons est une fonction importante de la bioluminescence. On le voit chez les lucioles, qui utilisent des clignotements périodiques dans leur abdomen pour attirer des compagnons pendant la saison des amours. Dans le milieu marin, cette fonction n'a été bien documentée que pour certains petits crustacés ostracodes, mais elle peut être assez courante.

Répulsion

Certains calamars et petits crustacés utilisent la bioluminescence comme beaucoup de calamars utilisent l'encre. Un nuage de luminescence est expulsé, confondant ou repoussant un prédateur potentiel pendant que le calmar ou le crustacé s'échappe pour se mettre à l'abri. Chaque espèce de luciole possède des larves qui brillent pour repousser les prédateurs.

Les organismes bioluminescents sont une cible pour de nombreux domaines de recherche. Les systèmes de luciférase sont largement utilisés dans le domaine du génie génétique. Ils ont également été utilisés dans la recherche biomédicale, pour donner à certaines cellules des étiquettes visibles. La luciférine peut être ajoutée aux molécules et aux cellules pour les rendre visibles au microscope. "Ce marché représente aujourd'hui environ 20 milliards de livres sterling. Si vous allez à l'hôpital et que vous faites une analyse de sang qui mesure les protéines virales, les protéines cancéreuses, les hormones, les vitamines, les protéines bactériennes, les médicaments, il est presque certain que cette technique sera utilisée".

La structure des photophores, les organes produisant la lumière dans les organismes bioluminescents, est étudiée par les concepteurs industriels.

Il s'agit d'une liste d'organismes qui présentent une bioluminescence visible :

Organismes terrestres

Les animaux :

• Arthropodes
• lucioles
• les coléoptères à clic
• vers luisants
• vers de chemin de fer
• certaines mouches mycétophiles
• certains mille-pattes, comme Geophilus carpophagus.
• certains mille-pattes comme le Motyxia.
• un mollusque terrestre (un escargot terrestre tropical)
• Quantula striata
• Annelides
• Champignons - Au total, 71 espèces sont bioluminescentes, dont des espèces d'Armillaria, Omphalotus, Mycena, Gerronema, Pleurotus.
• Champignons (voir Foxfire)
• Champignon Jack O'Lantern (Omphalotus olearius)
• champignon fantôme (Omphalotus nidiformis)
• Champignon au miel
• Panellus stipticus

Poissons

• Baudroie
• Requin coupeur de biscuits
• Poisson lampe de poche
• Anguille de mer
• Lanternes
• Poisson hachette de mer
• Le poisson de l'aspirant
• Pineconefish
• Viperfish

Fireflies

Malgré leur nom, les lucioles sont en fait des coléoptères qui utilisent une réaction enzymatique impliquant un composé chimique appelé luciférine pour produire leur lumière clignotante verdâtre typique. En plus d'avertir les prédateurs de leur toxicité, on pense que le but principal de leur abdomen clignotant est d'attirer des compagnons.

Invertébrés marins

• de nombreux cnidaires
• Plumes de mer
• coraux
• Aequorea victoria, une méduse
• certains cténophores ou "gelées de peigne".
• certains échinodermes (par exemple Ophiurida)
• certains crustacés
• ostracods
• copepods
• krill
• deux espèces de chaetognathes
• certains mollusques
• certaines palourdes et autres bivalves
• certains nudibranches, limaces de mer
• Pieuvres
• Bolitaenidae
• ordonner à Teuthida
• Calamar colossal
• Mastigoteuthidae
• Sepiolidae
• Calmar énope pétillant
• Calmar vampire

Micro-organismes

• Dinoflagellés (par exemple Noctiluca scintillans, Pyrodimium bahamense).
• Vibrionaceae (par exemple Vibrio fischeri, Vibrio harveyi, Vibrio phosphoreum)
• Les membres de la famille des bactéries marines Shewanellaceae, Shewanella hanedai et Shewanella woodyi sont bioluminescents.