Une vague bioluminescente près du rivage. © EcaterinaLeonte, Adobe Stock
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Le phénomène qui se cache derrière les vagues luminescentes

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À la nuit tombée, on peut parfois voir les vagues briller d'une lumière bleue au moment où elles s'écrasent sur le rivage. Ce phénomène est dû à des petits organismes luminescents qui produisent de la lumière dans certaines conditions.

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[EN VIDÉO] Kezako : la bioluminescence pourrait-elle servir d’éclairage au quotidien ?  Certains animaux, des végétaux et des bactéries sont capables de produire de la lumière. Cette bioluminescence, étudiée par les scientifiques, pourrait-elle remplacer nos ampoules ? Unisciel et l’université de Lille 1 nous éclairent sur la question durant cet épisode de Kezako. 

Un phénomène fascinant se produit parfois là où les vagues se brisent près du rivage. La nuit, l'océan noir se met à briller d'une lumière bleue pendant quelques instants. Cette lumière est produite par des organismes marins unicellulaires bioluminescents, les dinoflagellés. 

Cette lumière est produite par une cascade de réactions chimiques au sein de la cellule qui se termine par la luciférine qui émet alors un photon bleu. Le déclencheur de cette cascade chimique est une déformation dans la membrane plasmique dans laquelle sont inclus des canaux calciques qui détectent la moindre modification de pression.

En se basant sur des recherches antérieures, des scientifiques de l’université de Cambridge en Angleterre ont voulu comprendre quels genres de déformations induisent la bioluminescence. Leur sujet d'étude est le dinoflagellé : Pyrocustis lunula. Sous l'oculaire du microscope, ils ont mimé deux types de déformation membranaire : celle induite par un prédateur et celle induite par une vague qui s'écrase. Ils se sont alors aperçus que l'organisme unicellulaire est capable de moduler sa réponse en fonction de l'intensité du stimulus. 

Le flash lumineux produit par un dinoflagellé quand il est écrasé entre deux micropipettes. © M. Jalaal et al., Phys. Rev. Lett. (2020)

La bioluminescence s'adapte à la menace

Pour simuler une déferlante, les scientifiques ont isolé un dinoflagellé à l'aide d'une micropipette. Avec une autre micropipette, ils ont appliqué un jet d'eau sur la cellule. Dans un second ensemble d'expériences, qui vise à simuler l'attaque d'un prédateur, les scientifiques ont déformé mécaniquement la cellule en appuyant deux micropipettes contre sa membrane.

Dans les deux cas, les stimuli ont provoqué une bioluminescence en moins d'un dixième de seconde. Mais ce n'est pas tout, plus la déformation subie par le dinoflagellé est intense, plus la lumière produite l'est aussi. Il est donc capable de briller plus ou moins fort en fonction de la menace. Le rôle de la bioluminescence n'est pas totalement compris chez ces organismes cellulaires, mais elle semble impliquée dans la communication et la fuite face aux prédateurs. 

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