Quand la nature brille de mille feux...

Quand la nature brille de mille feux...

Vous les avez sans doute vues en été, la nuit, en forêt ou à la campagne. On ne s’y attend pas et soudain, d’étranges petites lumières se mettent à briller! Elles s’allument, s’éteignent, se déplacent... Ce sont des insectes lumineux. Des lucioles, bien sûr. Mais pas uniquement.

En réalité, de nombreux insectes émettent de la lumière. Les Pyrophores, par exemple, une sorte de coléoptères, peuvent aussi se faire lumineux. 

Suivant leur âge, les raisons de cette bioluminescence varient. Pour les larves et les nymphes, il s’agit d’attirer des proies. Chez les adultes par contre, deux points précis du thorax deviennent lumineux quand ils sont confrontés à un prédateur. Dans ce cas, la lumière est un signal d’avertissement. Ils indiquent ainsi à leur ennemis qu’ils sont potentiellement toxiques… 

Chez les lucioles, quasi toutes les espèces clignotent ou émettent de la lumière. Ce comportement répond à différents besoins : par exemple communiquer, signaler sa présence à un partenaire ou attirer des proies. 

Mais ici aussi, toutes les lucioles ne brillent pas pour les mêmes raisons. Chez Photinus, les mâles émettent des flashes lumineux à un rythme précis afin de signaler leur présence aux femelles dans la perspective de se reproduire. Chez les Photuris par contre, ce sont les femelles qui copient ces flashes lumineux. Leur but? Tromper les mâles Photunis... les attirer et les dévorer!  

Bioluminescence, fluorescence, phosphorescence : à ne pas confondre!  

Dans le cas des lucioles et des pyrophores, on parle de bioluminescence. Un phénomène à ne pas confondre avec d’autres signaux lumineux naturels comme la fluorescence ou encore la phosphorescence. 

La bioluminescence est une véritable production de lumière générée par des êtres vivants. C’est un procédé métabolique qui se déroule dans certaines cellules spécialisées de l’animal.  

La production de lumière chez les insectes bioluminescents suit le même canevas biochimique. C’est une réaction entre une protéine, la luciférine, avec une enzyme, la luciférase, qui en est à l’origine. Ce processus est activé par de l’oxygène et se déroule en présence d’autre éléments, comme la molécule d’ATP et du magnésium.  

La biochimie de la bioluminescence  

Voici, plus précisément, la réaction qui permet aux insectes de briller de milles feux. La luciférine réagit 

avec la luciférase et avec l’ATP, une molécule qui fournit l’énergie nécessaire aux réactions chimiques du métabolisme des êtres vivants. Cette activation est suivie d’une oxydation. Cela produit une molécule oxydée: l’oxyluciférine qui, en revenant à un état stable, produit un gaz carbonique (CO2) et libère de l’énergie, principalement sous la forme de photons, les « grains » de lumière. 

Dans le cas de la fluorescence, le processus est différent. Dans ce cas, des atomes ou des combinaisons d’atomes absorbent la lumière dans une certaine longueur d’onde et la réémettent ensuite dans une autre longueur d’onde.   

Pour la phosphorescence, c’est encore un autre phénomène qui est en jeu. Il correspond à la luminescence propre de certains corps chimiques, comme le phosphore. Celui-ci s’allume suite à une excitation extérieure. Cette luminescence persiste après la disparition de la source d’excitation. Une sorte d’effet prolongé, comme sur les aiguilles de certaines montres par exemple.   

Sous les mers, les coraux sont surtout... fluorescents  

Les insectes ne sont pas les seuls animaux à utiliser la bioluminescence. Dans les océans, les coraux jouent aussi avec la lumière. La plupart d’entre eux sont d’ailleurs fluorescents.  

Ce sont certaines de leurs molécules, des protéines, qui sont à l’origine de cette lumière: les protéines GFP (Green Fluorescent Protein). Elles absorbent la lumière ultraviolette de courte longueur d’onde, invisible à nos yeux, et la réémettent en une radiation lumineuse d’une autre longueur d’onde, bien visible celle-là. 

A noter: cette protéine GFP a depuis été réutilisé par l’Homme. L’inclusion du gène des GFP dans certaines cellules de l’organisme permet de “voir” évoluer ces cellules. La technique est particulièrement utile pour suivre, par exemple, le développement de tumeurs ou suivre l’évolution de la maladie d’Alzheimer.  

La lumière, une question de survie 

Chez les coraux, pas question toutefois d’utiliser cette lumière flou pour le dépistage de maladies. Elle sert à se protéger et à grandir. En cas de luminosité intense, à faible profondeur, cette protéine protège ces animaux et leurs algues symbiotiques en dispersant les rayons lumineux.  Au contraire, si la luminosité est faible, à grande profondeur par exemple, elle permet d’amplifier le rayonnement utile à la photosynthèse. 

Depuis des millénaires, les animaux et les plantes qui émettent de la lumière intriguent et fascinent l’Homme. Désormais, vous savez pourquoi et comment cela produit. Lumineux, non?

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