Introduction à la bioluminescence
La bioluminescence est l'émission de lumière par un être vivant. Elle n'est pas, contrairement à l'opinion publique, un phénomène exceptionnel ne touchant que les lucioles. En réalité, la bioluminescence est employée par beaucoup d'espèces du monde vivant. Il existe par exemple des insectes, des méduses, des algues et même des champignons qui sont capables d’émettre de la lumière !
La bioluminescence est probablement apparue sur notre planète il y a environ 2,3 milliards d’années, à peu près à la période où la photosynthèse se développe et où le taux de dioxygène dans l’atmosphère augmente. Il existe de nombreuses espèces qui ont conservé ou développé leur capacité à émettre de la lumière.
La bioluminescence est l'émission de lumière par un être vivant. Elle n'est pas, contrairement à l'opinion publique, un phénomène exceptionnel ne touchant que les lucioles. En réalité, la bioluminescence est employée par beaucoup d'espèces du monde vivant. Il existe par exemple des insectes, des méduses, des algues et même des champignons qui sont capables d’émettre de la lumière !
La bioluminescence est probablement apparue sur notre planète il y a environ 2,3 milliards d’années, à peu près à la période où la photosynthèse se développe et où le taux de dioxygène dans l’atmosphère augmente. Il existe de nombreuses espèces qui ont conservé ou développé leur capacité à émettre de la lumière.
Les premiers organismes à avoir développé la bioluminescence sont soupçonnés d’avoir acquis cette faculté durant la période pendant laquelle le taux d’espèces photosynthétiques a considérablement augmenté. Par conséquent la concentration en dioxygène dans l’atmosphère augmente fortement. Ce phénomène est appelé La Grande Oxygénation. Le dioxygène est dangereux pour beaucoup d’espèces microscopiques qui existaient à l’époque. Dans Bioluminescence : living lights, lights for living, Thérèse Wilson et J. Woodland Hastings émettent l’hypothèse que la bioluminescence, en tant que réaction qui consomme du dioxygène, serait un mécanisme de défense contre le dioxygène nocif. Au départ, le développement de la production de lumière aurait eu comme unique but de se protéger du dioxygène. Seules les espèces dont les ancêtres ont réussi à tirer un avantage sélectif de la bioluminescence sont toujours capables d’émettre de la lumière aujourd’hui, car même si au début la bioluminescence les protégeait du dioxygène, la concentration de ce gaz est devenue trop importante et la majorité des espèces bioluminescentes ont mis en place d’autres mécanismes de défense contre le dioxygène comme des antioxydants (tel que les vitamines C ou E).
Cette théorie semble d’autant plus crédible car la destruction de dioxygène est (à part l’émission de lumière) le seul dénominateur commun à toutes les réactions des différentes espèces bioluminescentes. Les formules de luciférase et luciférine utilisées sont spécifiques à chaque espèce et n’ont pas ou peu de liens.
Cette théorie semble d’autant plus crédible car la destruction de dioxygène est (à part l’émission de lumière) le seul dénominateur commun à toutes les réactions des différentes espèces bioluminescentes. Les formules de luciférase et luciférine utilisées sont spécifiques à chaque espèce et n’ont pas ou peu de liens.
Exemples de molécules impliquées dans la bioluminescence de deux espèces différentes
Puisque la bioluminescence n'est plus une protection efficace contre le dioxygène de nos jours, en quoi est-elle un atout dans le monde vivant ?
La bioluminescence permet de chasser, de repousser un prédateur, de se camoufler ou de se reproduire.
La bioluminescence permet de chasser, de repousser un prédateur, de se camoufler ou de se reproduire.
Ce site est la production finale d'un Travail Pratique Encadré (TPE) réalisé par Leon Schlemmer, Léa Desmoulins et Evan Ribadeau Dumas, élèves de 1ère S au Lycée Français de Shanghai durant l'année 2015-2016. Ce TPE a été encadré par Monsieur Ginoux, professeur de Sciences de la Vie et de la Terre, et Madame Soubiran, professeur de Sciences Physiques.
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