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PHOTOGENÈSE, biologie

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Des bactéries, des champignons et des animaux très divers – les plus célèbres sont les noctiluques, les lucioles, les lampyres, et des crustacés, des céphalopodes et des poissons de profondeur – ont la faculté d'émettre de la lumière. Cette manifestation d'êtres vivants, dans l'obscurité de la nuit ou des profondeurs marines, est particulièrement étrange et fascinante. La fonction biologique du phénomène que l'on nomme photogenèse ou, de façon plus usuelle, bioluminescence commence à être connue grâce aux nombreuses expérimentations.

L'existence de cellules ou d'organes lumineux spécialisés représente la base structurale sur laquelle s'appuie le plus sûrement cette question fonctionnelle. Mais les organes lumineux, de types variés, sont irrégulièrement distribués dans le règne animal. La lumière émise, bien que toujours « froide » (c'est-à-dire qu'elle n'est pas accompagnée de déperdition calorique, comme dans une thermoluminescence), résulte de réactions chimiques dont on sait maintenant la diversité. Enfin, le rôle comportemental des émissions lumineuses reste souvent hypothétique ou énigmatique.

La bioluminescence, phénomène en quelque sorte « optionnel », pose donc d'emblée un problème évolutif exceptionnellement intéressant, sur lequel une conception finaliste n'a que peu de prise.

Principaux organismes lumineux

Le règne végétal et le règne animal comportent de nombreuses espèces lumineuses ; on se bornera à commenter quelques exemples.

Végétaux

Des bactéries lumineuses saprophytes sont communes dans toutes les mers. Elles se développent aisément sur les cadavres de poissons, de divers invertébrés, et envahissent parfois des individus vivants (Amphipodes par exemple). D'autres espèces prolifèrent sur des viandes, charcuteries, etc., auxquelles elles confèrent une luminescence de surface diffuse et continue, déjà remarquée par Aristote. Ce sont aussi des bactéries qui illuminent les organes lumineux de certains Poissons et Céphalopodes ; elles vivent en symbiose, dans de vivantes éprouvettes de culture.

La luminescence de feuilles et bois morts, éventuellement de racines, fruits, etc., phénomène qui se développe parfois sur des surfaces considérables en forêt tropicale humide, est due en général non à des bactéries, mais au mycélium lumineux de champignons. Quelques Basidiomycètes ont des carpophores lumineux : c'est le cas de divers polypores, armillaires, omphales, mycènes et, dans le bassin méditerranéen, de l'agaric de l'olivier (Pleurotus olearius).

Invertébrés

Dans le domaine zoologique, on connaît des formes lumineuses depuis les Protozoaires jusqu'aux Poissons inclus, dans treize des vingt-cinq phylums majeurs.

Les Protistes lumineux appartiennent soit aux Radiolaires (exclusivement marins), soit aux Dinoflagellés marins. Lorsque les conditions écologiques sont favorables, ils peuvent former des populations considérables (marées rouges). Une perturbation mécanique telle que le brassage de l'eau par un bateau ou un poisson en nage stimule leur luminescence. Ce sont des Péridiniens, le plus souvent, qui rendent la mer « lumineuse », d'une constellation d'éphémères points brillants. Les noctiluques, qui atteignent 1 mm de diamètre, sont communes sur les rivages français. Depuis le mémoire classique que Jean-Louis de Quatrefages leur a consacré, en 1850, ces Dinoflagellés, dont la culture est possible en laboratoire, ont fait l'objet de nombreux travaux.

Les Cnidaires sont particulièrement riches en formes lumineuses, polypes comme méduses : la méduse Pelagia noctiluca, les Siphonophores sont des types pélagiques, tandis que divers Anthrozoaires comme Pennatula, Pteroides sont fichés dans les vases du plateau continental.

Les Annélides polychètes s'éclairent de bien diverses façons. En retournant[...]

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Pour citer cet article

Jean-Marie BASSOT. PHOTOGENÈSE, biologie [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Article mis en ligne le et modifié le 14/03/2009

Médias

Oxydation de la luciférine - crédits : Encyclopædia Universalis France

Oxydation de la luciférine

Activation et réduction - crédits : Encyclopædia Universalis France

Activation et réduction

Autres références

  • HASTINGS JOHN WOODLAND dit WOODY (1927-2014)

    • Écrit par
    • 368 mots

    Le biochimiste américain Woody Hastings a posé les bases moléculaire et génétique d’une nouvelle discipline, la photobiologie, en étudiant la production de lumière (luminescence) par des bactéries et des protistes. Il a pu ainsi identifier un mécanisme nouveau de contrôle de l’activité...

  • LUMINESCENCE

    • Écrit par
    • 3 913 mots
    • 6 médias
    ...permet la réaction est une enzyme, qualifiée de luciférase. L’énergie nécessaire est apportée la plupart du temps par l’ATP, le « carburant » des cellules. Il existe plus de 700 espèces bioluminescentes, depuis les bactéries jusqu’aux lucioles en passant par les organismes marins (phyto et zooplanctons, méduses,...