La bioluminescence est la production et l'émission de lumière par un organisme.
Cette émission de lumière se fait par la réaction biochimique entre une protéine substrat, la luciférine, et une enzyme, la luciférase.
Lorsque ces deux protéines se rencontrent, elles s'associent en un complexe qui catalyse la réaction d'oxydation de la luciférine par le dioxygène (O2). Cette oxydation fait passer la luciférine d'un état stable à un état électroniquement excité et instable.
En retournant à son état stable, la luciférine émet un photon qui produit une lumière dans les spectres du bleu et du vert généralement. Le complexe luciférine - luciférase se désassemble en générant une molécule de CO2. Les deux protéines sont alors disponibles pour un nouveau cycle de réaction.
La lumière produite peut ensuite être réfléchie ou amplifiée par d'autres structures organiques.
Le plus souvent, ce sont des bactéries symbiotiques qui sont à l'origine de ces réactions, mais certains groupes comme les Lampyridés (vers luisants et autres lucioles) produisent eux-mêmes leurs protéines de luciférine et de luciférase.
Les scientifiques estiment que la bioluminescence peut avoir quatre fonctions pour les organismes :
- Le camouflage. Les poissons et autres animaux marins utilisent leur bioluminescence pour être moins visibles des prédateurs situés en dessous d'eux : lumineux, ils se détachent moins de la surface claire au-dessus d'eux ;
- L'attraction de partenaires sexuels ou de proies ;
- La répulsion des prédateurs. La projection de liquide luminescent peut en effet perturber un prédateur lors d'une attaque, ce qui facilite la fuite de la proie ;
- La communication visuelle.
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