Quelques histoires brillantes…
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Quelques histoires brillantes… proposées par SIB Institut Suisse de Bioinformatique sur terre Luciola lusitanica (luciole) La famille des lucioles et des lampyres regroupe plus de 2000 espèces connues de coléoptères, produisant presque tous de la lumière (jaune à verdâtre), à l'état de larve et/ou adulte. Ces insectes, en tant que petits prédateurs, jouent un rôle important en limitant notamment la pullulation des chenilles, escargots et limaces. La plupart des femelles ne peuvent pas voler, d'où le nom de ‘ver’. Le lampyridé le plus connu est le ver luisant commun. Chez les lucioles, par exemple en Europe, Luciola lusitanica, la femelle possède des ailes, mais ne vole pas. UniProt: P08659; Luciférase Lampyris noctiluca (ver luisant) La partie terminale de l’abdomen du Lampyre émet de la lumière verte (plusieurs segments sont lumineux chez les femelles alors que seul le dernier segment de l’abdomen est lumineux chez les mâles et les larves). Les femelles (qui ne possèdent pas d’aile) émettent des signaux lumineux pour attirer les mâles de leur espèce, qui reconnaissent le signal grâce à sa couleur et à son intensité. Les signaux lumineux sont propres à chaque espèce. La pollution lumineuse nocturne pourrait être un des facteurs de diminution des populations des vers luisants: elle empêcherait les mâles de ‘voir’ les femelles. Certains individus seraient également attirés et ‘piégés’ par des diodes électroluminescentes. La larve du ver luisant se nourrit d'escargots UniProt: Q2TNU5; Luciférase Pyrophorus (coccinelle de feu) Cette coccinelle possède 2 points lumineux, constamment luminescents. L’intensité peut varier et devenir plus forte lorsqu’elle est touchée par un prédateur. Les œufs, déposés sur le sol, sont également lumineux. Pendant l’été , cette coccinelle brille pour attirer des insectes. UniProt: D2KV85; Luciférase Motyxia kerna Ces mille-pattes vivent dans les forêts de chênes et de séquoias en Californie. Ils sont aveugles et produisent entre autre du cyanure ! Leur exosquelette émet de façon continue une lueur bleu-vert vive. Pleurotus nidiformis (champignon fantôme) Il existe environ 70 espèces de champignons luminescents. Pour être luminescents, ces champignons ont besoin d’oxygène. La réaction jouerait un rôle ‘anti-oxydant’: en diminuant les quantités d’oxygène disponible, elle protègerait le champignon des composés ‘oxygénés’ libérés lors de la pourriture du bois. Luciférase Neonothopanus gardneri Ce champignon avait été vu pour la dernière fois en 1840. Il a été retrouvé au Brésil en 2011. Il utilise le système ‘luciférase’ pour briller 24h sur 24. La lumière émise est suffisante pour lire ! Luciférase dans les océans Aequoria victoria La méduse Aequorea victoria produit l’aequorine dans des cellules situées à la base de son ombrelle d’où s’élancent ses tentacules. En réponse à une stimulation mécanique, comme de simples courants marins, l’aequorine s’active et émet une lumière bleue, qui sert probablement à effrayer les prédateurs. L’aequorine est sensible au calcium: elle est devenue un ‘outil de mesure’ des fluctuations du calcium dans les cellules. UniProt: P07164; Aequorine Periphylla periphylla Dans les profondeurs des océans, les prédateurs traquent leurs proies par ‘en-dessous’, en utilisant le contre-jour pour les repérer. Periphylla est une méduse qui utilise la bioluminescence comme ‘cape d'invisibilité’ pour camoufler sa silhouette. Japetella Cette pieuvre des fonds abyssaux utilise la bioluminescence pour la parade sexuelle. Seule la femelle porte des organes bioluminescents pendant la période de reproduction. Amphipholis squamata Cette espèce d’étoile de mer peut perdre un bras pour échapper à un prédateur, puis le régénérer en quelques semaines. Ses bras sont capables d'émettre de la lumière en réponse à certains stimuli (notamment la présence d'un prédateur), attirant ainsi l'attention à la manière d'un leurre, pour protéger les organes vitaux contenus dans le disque central. Noctiluca scintillans Ces microalgues (phytoplancton), de forme sphérique, peuvent changer la couleur de la mer en été: rouge en plein jour, et plus ou moins verte ou bleue la nuit. Elles forment des nuages luminescents la nuit dans le sillage d’un bateau, d’un baigneur ou d’un surfeur. Lingulodinium polyedrum Dinoflagellé luminescent qui est régulièrement présent sur la côte sud de la Californie depuis plus de 100 ans. Vargula hilgendorfii (luciole de mer) Ce petit crustacé vit dans le sable, en bordure de mer. Il produit une lumière bleue en ‘crachant’ sa luciférine qui, au contact de l’air, devient luminescente. Il s’agit de signaux lumineux sexuels. Lors de la parade, les mâles nagent à grande vitesse en laissant sur leur trajectoire des traînées de petits amas de sécrétions lumineuses. Des crustacés séchés auraient été utilisés comme source de lumière par les Japonais pendant la Seconde Guerre mondiale. UniProt: P17554; Luciférase Porichthys Notatus Le poisson Porichthys Notatus possède plus de 700 photophores dans sa peau, qui lorsqu’ils sont activés produisent une lumière verte. Le poisson est luminescent pendant la période d’accouplement. Il existe 2 populations distinctes de ce poisson: seule la population vivant au Sud de San Franciso est luminescente. L’autre population ne possède pas de luciférine. Ces poissons ne peuvent devenir luminescents que s’ils ingèrent le petit crustacé Vargula hilgendorfii (‘luciole de mer’): la luciférine de ces crustacés est alors ‘recyclée’ et utilisée pour illuminer les photophores du poisson. Enypniastes eximia Pour se protéger cette espèce de concombre de mer s’illumine au moindre contact avec un prédateur - non pas pour l’éblouir, mais probablement pour l’éclairer et le rendre vulnérable aux yeux des plus gros poissons… L’ampleur de la bioluminescence émise dépend du type de contact: le corps peut s’illuminer en partie ou complètement, avec plus ou moins d’intensité. Holothurie (Concombre de mer) La plupart des Holothurie se défendent en projetant une masse de filaments gluants et luminescents, qui immobilisent leur adversaire (crabe, poisson, etc...) à la manière d’un filet. Ces filaments sont si solides que les pêcheurs de Polynésie s’en servent pour se protéger les pieds lorsqu’ils marchent sur les coraux. La composition de ces filaments est à l’étude pour la mise au point d’un adhésif sous-marin. Acholoe Ce ver marin peut abandonner un fragment de son corps luminescent, qui continue à émettre de la lumière quelques instants. Il a ainsi le temps de fuir pendant que le prédateur reste avec le fragment lumineux. Tomopteris sp Ce ver marin est capable de produire un fluide bioluminescent de couleur jaune, par le biais de glandes situées sur les appendices, pour effrayer ses prédateurs. Oplophorus G. Heterocarpus sibogae Lorsqu’elles se sentent menacées, ces espèces de crevettes des mers crachent un nuage luminescent. Ce nuage pourrait distraire, voir éblouir les prédateurs. UniProt: Q9GV45; Luciférase Argyropelecus (Hache d'argent) Dans les profondeurs des océans, les prédateurs traquent leurs proies par ‘en-dessous’, en utilisant le contre jour pour les repérer. Ce poisson peut faire varier l’intensité lumineuse de sa région ventrale pour imiter la lumière de la surface et par conséquent être moins visible aux yeux de ses prédateurs. Maurolicus muelleri (Silvery lightfish) Petit poisson (8cm) des eaux tropicales qui possède plusieurs rangées de photophores sur le ventre et 2 autres vers les yeux. La luminescence est induite par l’adrénaline Paraliparis copei La limace à museau noir a la capacité d’imiter - grâce à son corps bioluminescent - la forme d’une méduse, espérant ainsi que son prédateur sera repoussé par peur d’un contact avec des zones urticantes. Symbiose avec des bactéries Aliivibrio fischeri Bactéries luminescentes (luciférase) qui vivent en symbiose avec de nombreux poissons, en colonisant différents organes. UniProt: P19907; Luciférase Euprymna scolopes A. fischeri vit en symbiose avec ce petit calamar du Pacifique (30 mm) : elle pénètre dans les pattes du calamar et les colore en bleu Lors de ses sorties nocturnes, la lumière émise par les bactéries permet au calamar de dissimuler son ombre aux prédateurs qui traquent leur proies par en-dessous, grâce au contre-jour. En retour, la bactérie pioche dans les réserves nutritives de son hôte. Chlorophthalmus Les bactéries luminescentes vivent logées dans les yeux à lentille de ce petit poisson. Ces petits poissons vivent en bande, et ce sont leurs yeux bioluminescents que l’on voit lorsqu’ils évoluent groupés (banc de poissons sphérique). Photoblepharon palpebratus Les pêcheurs prélèvent les organes lumineux de ce poisson– phare (remplis de bactéries A. fisheri) et s’en servent comme appât pour leur pêche. Le faisceau lumineux est si puissant qu’il est visible à plus de 30 m de distance. Melanocetus johnsonii Pour chasser, cette baudroie des abysses possède un appât suspendu comme une canne à pêche au-dessus de sa bouche. Ce morceau de chair est lumineux : il contient des millions de bactéries luminescentes. Seules les femelles des baudroies possèdent ce leurre luminescent, qui est en fait une modification de la première épine de leur nageoire dorsale. Thaumatichthys pagidostomus Ce poisson abyssal reste la bouche grande ouverte, en attendant tranquillement que des proies s’approchent, attirées par son leurre lumineux - un illicium - hébergeant des bactéries luminescentes, probablement des A. fisheri. Mais encore… La lampe à microbes En se servant des bactéries luminescentes, Raphaël Dubois (1914) a pu obtenir des cultures susceptibles de fournir un éclairage comparable à celui d’un clair de lune. Les flacons renfermant les cultures de bactéries luminescentes sont appelés ‘lampes vivantes’. Ces lampes vivantes ont une durée de vie d’environ un mois. UniProt: P19907; Luciférase Les arbres bioluminescents Les designers Theo Sanderson et Daan Roosegaarde utilisent les protéines bioluminescentes des champignons et des méduses pour créer des ‘arbres brillants’ qui pourraient remplacer un jour les éclairages publics… Julian Voss-Andreae est un artiste spécialisé dans les ‘sculptures de protéines’ Steel Jellyfish (2006) est une sculpture inspirée de la GFP. Elle est installée aux Friday Harbor Laboratories de l’Université de Washington, là où a été découverte la GFP, par le Dr Shimomura en 1962.
