Bioluminescence

La chimie propose une autre façon de produire de la lumière: la bioluminescence. Une réaction chimique peut combiner certains atomes pour produire une molécule, ce qui va émettre de la lumière. C'est le procédé qu'utilisent les organismes vivants qui ont besoin de ces signaux lumineux.

Bioluminescence du ver luisant, de la luciole

Le modeste lampyre, ou ver luisant, comme la luciole qui volette dans les nuits tropicales, ont un problème de communication inter-sexes : comment attirer, dans la nuit puisque ce sont des nocturnes, la partenaire idéale ? D'autres espèces nocturnes ont choisi l'émission de substances odorantes ou de sons, mais eux émettent de la lumière. Ils utilisent pour cela une enzyme, la luciférase, qui catalyse (facilite) l'oxydation d'une molécule particulière appelée une luciférine. La réaction chimique dérange certains atomes de la molécule, et leur fait produire de la lumière. Il est remarquable, en passant, de noter que non contentes de clignoter, les lucioles le font souvent en synchronisme, et l'arbre ci-contre, qui abrite des milliers de ces petits insectes, clignote en bloc comme un gigantesque arbre de Noël !

Bioluminescence des organismes abyssaux

L'eau de l'océan n'est pas parfaitement transparente, loin de là; non pas simplement parce qu'elle contient des impureté (ce qui est en général le cas, malheureusement), mais parce que l'eau, H2O, absorbe la lumière du Soleil qui ne peut donc pas pénétrer très profond. Dès un mètre de profondeur, 60% de l'énergie lumineuse est absorbée(4), et à cinquante mètres le paysage est crépusculaire comme le savent les plongeurs. Plus bas, à plusieurs milliers de mètres, règne le noir absolu. Les espèces qui vivent là utilisent donc des signaux lumineux, que ce soit pour attirer une belle ou pour appâter une proie innocente(5). La chimie de ces signaux est la même que celle utilisée par le ver luisant. Notons que plus il y d'oxygène disponible, plus la luminescence est facile à obtenir, et c'est pourquoi le sillage des bateaux, où l'eau est émulsionnée, montre facilement cet effet, de nuit. Parfois l'oxydation se produit au sein même d'une molécule plus complexe, qui enferme a la fois luciférase et luciférine, et cette fois c'est l'apport d'un atome particulier(6) qui constitue le déclencheur. Les plongeurs savent qu'il suffit d'agiter les mains sous l'eau, la nuit, pour produire des myriades de petites étincelles... La bioluminescence connaît toutes sortes de raffinements, puisqu'on a par exemple des calmars qui adaptent le couleur de la lumière émise selon qu'ils le font de jour ou de nuit, ou encore des crustacés qui envoient des signaux lumineux pulsés et codés dans le cadre de leur recherche de la partenaire idéale !

De très vieilles crevettes

Parmi les organismes vivants qui émettent de la lumière se trouvent des bactéries, et en particulier celles qui se développent sur les cadavres. La façon la plus simple de les observer sans mettre en émoi tout le voisinage est d'oublier assez longtemps quelques crevettes au fond du réfrigérateur familial. Vous pouvez avoir la surprise de les voir luire doucement dans l'obscurité...