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Par définition, la bioluminescence
ou " lumière du vivant " est l'émission de lumière visible par certaines
espèces animales : on observe en effet ce phénomène chez certains
insectes comme le ver luisant ou " luciole ", pour le plus connu,
mais également chez certains mollusques comme la pholade, certains
céphalopodes, et certains poissons, en particulier les poissons
téléostéens ou " poissons osseux ", caractérisés par leur squelette
complètement ossifié. Certains algues et champignons (par exemple
le clitocybe lumineux) peuvent également produire de la lumière
par le même phénomène. Mais les espèces bioluminescentes appartiennent,
pour la plupart, au monde des bactéries. De plus, la luminescence
est majoritairement représentée en milieu marin où, en profondeur,
elle devient commune puisque 95% des individus récoltés à -4000
m sont lumineux.
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En effet, dans un milieu sombre, froid
et profond, la survie des organismes marins est très difficile.
C'est pourquoi la nature les a dotée de moyens spécifiques pour
favoriser leur mode de vie, en terme d'alimentation et de protection
contre les multiples prédateurs présents en ces lieux : écailles
plus résistantes, dents tranchantes démesurées, mâchoires surdéveloppées,
yeux adaptés à l'obscurité… La bioluminescence en fait également
partie.
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| La lumière émise par bioluminescence
se fait sans dégagement de chaleur. C'est une lumière dite "froide".
En effet, la quasi-totalité de l'énergie dégagée lors de cette réaction
chimique, car nous le verrons par la suite, ç'en est une, est traduite
en lumière, et non en chaleur. C'est là une des propriétés de ce phénomène
biochimique complexe. Une forme de chimiluminescence dont les mécanismes
ont commencé à être assimilés dès la fin du 19ème siècle, par un physiologiste
français, Raphaël Dubois, originaire de Lyon, qui prouva que la bioluminescence
pouvait être obtenue dans un tube à essai. |
S'étant fait envoyer des vers luisants de la Jamaïque, il préleva
leur lanterne (l'organe lumineux) et, après broyage dans un mortier
avec de l'eau observa que le mélange extrait était lumineux à condition
que le milieu contienne de l'oxygène.
La luminescence ainsi obtenue avait une belle couleur verte " fluo
", et elle se maintenait deux minutes. Lorsqu'il recommença la même
expérience en essayant d'extraire les produits luminescents par l'eau
bouillante, la bioluminescence n'apparut pas, comme si l'eau bouillante
avait détruit les substances responsables.
Mais il eut la bonne idée de mélanger de l'extrait fait avec l'eau
bouillante avec de l'extrait fait à froid mais dont la luminescence
était épuisée, il constata alors que la luminescence réapparaissait.
Connaissant la sensibilité des enzymes à la chaleur, il en déduisit
que la réaction de bioluminescence était due à une enzyme agissant
sur un substrat, en présence d'oxygène. Nous développerons cela par
la suite.
A noter également que cette étonnante propriété biologique avait intrigué
dès l'Antiquité des auteurs tels que Aristote ou encore Pline l'Ancien,
dont certains écrits relatent le phénomène. En effet, dès 350 avant
Jésus-Christ, le philosophe grec Aristote, par exemple, observe que
l'eau brille la nuit lorsqu'il agite un bâton dans la mer. Il l'expliquera
dans certains de ces textes.
A nous d'expliquer aujourd'hui le travail des anciens et de
déterminer avec précision le pourquoi et le comment de ces émissions
lumineuses qui restent encore aujourd'hui quelques peu énigmatiques.
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