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Le poisson et les bactéries bioluminescentes

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Le poisson et les bactéries bioluminescentes © Jack Randall
La bioluminescence : une émission de lumière par des êtres vivants.

La bioluminescence est une émission de lumière par des êtres vivants. Elle est peu présente dans le domaine terrestre mais montre une très grande diversité dans le milieu marin. Dans les grandes profondeurs des océans, environ 90 % des organismes émettent de la lumière dans le visible, le plus souvent dans le bleu-vert. On trouve des poissons, des crustacés, des calmars, des méduses et les bactéries Photobacterium et Vibrio, très largement répandues dans l’ensemble du domaine océanique. La bioluminescence apparaît aussi au voisinage de la surface, chez des algues unicellulaires planctoniques et quelques poissons tel que Photoblepharon, ou poisson-phare, qui vit dans les récifs coralliens. L’émission de lumière (lumière froide) résulte d’une réaction chimique d’oxydation, nécessitant une enzyme, la luciférase.

Au cours de cette réaction, un substrat (la luciférine), excité, restitue l’énergie reçue sous forme de photons en revenant à un état stable. Les termes de luciférine et luciférase sont dus au chimiste lyonnais Raphaël Dubois (xixe siècle), qui a pour la première fois provoqué une réaction lumineuse in vitro. Ces termes regroupent en fait des composés chimiques très différents selon les espèces, ce qui correspond à la diversité et à la complexité de la bioluminescence. Alors que chez la plupart des poissons ce sont des organes spécialisés qui émettent la lumière, chez d’autres, comme Photoblepharon steinizi, la lumière provient d’un organe lumineux situé sous l’œil, constitué par une vésicule contenant des bactéries luminescentes symbiotiques. Ces bactéries trouvent dans la symbiose une source de nutriments et un milieu protégé. Le poisson utilise la lumière produite par les bactéries pour attirer ses proies, échapper à des prédateurs ou communiquer avec ses congénères. Il contrôle l’émission lumineuse en masquant ou démasquant ces vésicules remplies de bactéries. La manière dont les symbiontes bactériens se transmettent chez le poisson, de génération en génération, est encore inconnue.