BIOLUMINESCENCE
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BIOLUMINESCENCE
La lumière joue un rôle essentiel dans l’écologie de nombreuses espèces marines. Certains animaux la produisent naturellement (bioluminescence), tandis que d’autres ré-émettent la lumière du soleil sous d’autres couleurs (fluorescence naturelle). Les utilisations de ces phénomènes sont multiples : communiquer entre espèces, se reproduire, se protéger face aux prédateurs… Bien documentée dans les eaux peu profondes et tropicales, Under The Pole ira à la recherche d’animaux émetteurs de lumière dans la twilight zone des régions polaires.
La bioluminescence est le résultat d’une réaction chimique : en présence d’oxygène, une protéine (la luciférase) et une petite molécule (la luciférine) produisent de la lumière. Pas moins de 3/4 des organismes pélagiques sont connus pour être bioluminescents, et ce jusqu’à 4 kilomètres de profondeur.
La fluorescence naturelle s’opère lorsque le fluor absorbe de l’énergie lumineuse (lumière bleue), s’excite, et la ré-émet dans une longueur d’onde différente (d’une autre couleur). Le spectre bleu qui prédomine dans l’océan génère des conditions uniques pour l’exploiter.
« Je suis intimement convaincu que dans beaucoup d’environnements, on ne connaît que très peu d’animaux bioluminescents et il y a encore des milliers à découvrir. ».
Les chercheurs espèrent découvrir et étudier pour la première fois des espèces fluorescentes et bioluminescentes dans les régions polaires – où le jour et la nuit se prolongent des mois durant – et dans les zones mésophotiques, moins lumineuses que les eaux de surface.
Les plongeurs chercheront des espèces fluorescentes grâce à des lumières bleues qui excitent la fluorescence. Puis, ils les filmeront à l’aide de filtres jaunes montés sur leurs caméras.
Les observations faites lors de l’expédition amélioreront les connaissances sur la communication entre les animaux par le biais de signaux fluorescents. Ce domaine est encore largement inconnu. Les utilités pourraient être nombreuses : surprendre ou se camoufler pour éviter les prédateurs, attirer des proies, se reproduire…
Comprendre le fonctionnement de la fluorescence chez les animaux permet de transposer ces connaissances au domaine médical et biologique. Une “fluorescence naturelle” construite dans les laboratoires peut être utilisée pour suivre l’évolution d’un virus ou d’une bactérie pendant l’infection d’un animal, ce qui pourra contribuer à la mise au point d’antiviraux ou antibiotiques. En marquant des cellules cancéreuses, on pourra suivre le processus de la métastase et mettre au point des traitements.
Biologiste moléculaire
(fluorescence et bioluminescence animales)
Labocea-CNRS
Après une thèse en biologie moléculaire et cellulaire à l’Université Erasmus de Rotterdam Marcel Koken a orienté ses recherches vers les fonctions et mécanismes de la fluorescence animale et la bioluminescence. Aujourd’hui il poursuit ses travaux au Labocea (CNRS) à Brest.
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