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Des requins bioluminescents changent de profondeur au fil du jour

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Certains requins, comme beaucoup de poissons, sont bioluminescents : ils émettent de la lumière grâce à des organes présents sur leur face ventrale, les photophores. Ils peuvent ainsi se camoufler aux yeux de leurs prédateurs. Des chercheurs ont mis en évidence une corrélation entre la quantité de photophores et la profondeur où ces requins ont été capturés.

Sur ces photos, on observe deux profils différents des photophores : une répartition ventrale chez Squaliolus aliae (a) et une organisation plus complexe chez Etmopterus spinax (b). Les flèches indiquent des marques de photophores qui ne servent pas à la contre-illumination. © Claeys et al., Scientific Reports, 2014, cc by nc nd 3.0

La bioluminescence existe chez deux familles de requins : les Dalatiidae (ou laimargues) et les Etmopteridae (la famille des requins-lanternes). Ils représentent plus d'une cinquantaine d'espèces. Contrairement à d'autres animaux bioluminescents, chez ces requins, les photophores qui émettent de la lumière sont contrôlés par des hormones, et non par voie nerveuse. La bioluminescence permet à ces animaux de créer une « contre-illumination », en imitant la lumière du jour provenant de la surface de l'eau : c'est un moyen de se cacher des prédateurs.

Ce qui intrigue les chercheurs, c'est la répartition des photophores, très diversifiée d'une espèce à l'autre. Certains requins bioluminescents ont des zones ventrales sans photophores, comme le squalelet féroce (Isistius brasiliensis), d'autres ont des marques de photophores sur les flancs, la queue. Une répartition des photophores qui n'est pas complètement ventrale pourrait limiter l'efficacité de la bioluminescence, et donc rendre le requin plus visible. De tels arrangements complexes ne devraient exister que chez des espèces peu soumises au risque de prédation.

Dans un article paru en ligne dans la revue en libre accès Scientific Reports, des chercheurs du laboratoire de biologie marine de Louvain en Belgique se sont intéressés au lien entre les photophores et la profondeur à laquelle vivent les requins.

Un exemple de diversité dans des photophores des requins. La zone en rouge sur le dessin est observée chez Centroscyllium (Ce), Dalatias (Da), Euprotomicrus (Eu), Isistius (Is), Squaliolus (Sq) et Trigonognathus (Tr). La barre d’échelle représente 500 µm, soit un demi-millimètre. © Claeys et al., Scientific Reports, 2014, cc by nc nd 3.0

La bioluminescence cantonne des requins à une certaine profondeur

Les chercheurs ont récupéré des squales à proximité d'Okinawa (Japon) entre 460 et 520 m, et près de Taiwan, entre 50 et 150 m. Les requins provenant des espèces Etmopterus molleriEtmopterus splendidus et Squaliolus aliae ont été placés dans des aquariums pour leur étude. Les chercheurs ont comparé la profondeur à laquelle les animaux ont été capturés avec la proportion de leur face ventrale occupée par des photophores.

Dans la discussion de leurs résultats, les scientifiques affirment que ces requins ne pouvaient vivre que dans la zone épipélagique ou euphotique (0-200 m) la nuit. Le jour, les animaux seraient contraints de se placer à une certaine profondeur pour ne pas être repérés. En effet, en profondeur, le risque de prédation dépend de l'intensité de la lumière. Or, les requins bioluminescents comme E. spinax émettent une lumière constante. Par conséquent, ils doivent, selon l'heure du jour, se déplacer vers le haut ou vers le bas pour rester cachés.

Les chercheurs ont également observé une corrélation entre la proportion de la face ventrale occupée par les photophores et la profondeur de capture des requins (la première est plus faible à grande profondeur). La bioluminescence pourrait aussi participer au processus de spéciation des animaux.