Bionique  

Bioluminescence

Le plancton lumineux

zooplancton et phytoplancton

BIONIQUE : Petit observatoire des inventions de la nature :

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Plancton lumineux

La mer pullule de milliards de plantes et d’animaux minuscules qu’on appelle le plancton et qui dérive ou pratique la migration verticale. C’est le premier maillon de la chaîne alimentaire océanique. La nuit, quand quelque chose agite l’eau, certains micro-organismes du plancton s’allument tous ensemble par millions.

Pourquoi le plancton est-il lumineux ? Pour être mieux vu des poissons. En effet, les poissons, attirés par la bioluminescence du plancton, l’avalent. Hors les micro-organismes (par exemple Pyrocystis lunula) du plancton se multiplient bien mieux au chaud et à l’abri dans l’abdomen des poissons qu’à l’extérieur dans l’eau de mer.

Dinoflagellé bioluminescent, Pyrocystis lunula fait partie du plancton végétal (phyto-plancton).  JPEG - 10.3 ko
Pyrocystis lunula
Dinoflagellé bioluminescent, Pyrocystis lunula fait partie du plancton végétal (phyto-plancton).

Le plancton lumineux, que l’on trouve dans les eaux propres, comprend des plantes microscopiques, le phytoplancton, des algues unicellulaires dinoflagellées, comme Noctiluca scintillans, de minuscules crustacés, copépodes et ostracodes et des organismes carnivores les cténophores.

On y trouve des petits crustacés comme Phronima  JPEG - 49.6 ko
Plancton lumineux
On y trouve des petits crustacés comme Phronima

Tous émettent de la lumière... par iridescence ou bioluminescence.

Gastrotrich fait partie du plancton lumineux et son corps est en forme de cylindre  JPEG - 18.1 ko
Plancton lumineux
Gastrotrich fait partie du plancton lumineux et son corps est en forme de cylindre

Cténophores

Les cténophores, comme Mnemiopsis, sont généralement translucides et incolores et, carnivores, se nourrissent de zooplancton.

Mnemiopsis est un petit cténophore  JPEG - 8.3 ko
Plancton lumineux
Mnemiopsis est un petit cténophore

Mnemiopsis leidyi, autre cténophore pélagique mais un peu plus gros, peut même se développer dans les estuaires, dont les eaux peu profondes sont parfois eutrophes.

Mnemiopsis leidyi cténophore transparent et bioluminescent, est carnivore, possède deux tentacules et ses cténidies (rangées de peignes locomoteurs) sont iridescentes.  JPEG - 5.2 ko
Zooplancton lumineux
Mnemiopsis leidyi cténophore transparent et bioluminescent, est carnivore, possède deux tentacules et ses cténidies (rangées de peignes locomoteurs) sont iridescentes.

mais quelques-uns, dont « Red tortuga », sont rouge, orange ou noir, grâce à des pigments qui absorbent certaines longueurs d’onde de la lumière visible (les radiations bleues) et les font apparaître rouge sombre dans la mer.

Red tortuga est de couleur rouge et ses peignes locomoteurs (cnétides ou tentilla) sont bien apparents.  JPEG - 39.8 ko
Les cténides, ou peignes locomoteurs de cténophores
Red tortuga est de couleur rouge et ses peignes locomoteurs (cnétides ou tentilla) sont bien apparents.

Les cténophores du plancton ont des rangées de peignes locomoteurs*, les cténides (du grec ktenos : peigne), qui deviennent iridescentes par diffraction de la lumière.

De nombreuses espèces de cténophores sont capables d’émettre de la lumière par bioluminescence.

Eurhamphaea vexilligera (Gegenbaur, 1856) de forme allongée, si transparent qu’il est difficile à repérer, possède plusieurs rangées de peignes (ou cils) locomoteurs, des cténides, à la base desquels nous distinguons des points rouges. Selon la profondeur d’observation, la couleur de ces points varie ; plus on s’enfonce, plus la couleur s’assombrit, jusqu’au bleu-noir.

Eurhamphaea vexilligera est un cténophore si transparent qu'il est difficile à repérer.  JPEG - 14.2 ko
Plancton lumineux
Eurhamphaea vexilligera est un cténophore si transparent qu’il est difficile à repérer.
Le cténophore Mertensia ovum devient iridescent par diffraction de la lumière sur ses peignes locomoteurs, les cnétides".  JPEG - 6.3 ko
Iridescence du cténophore, plancton lumineux
Le cténophore Mertensia ovum devient iridescent par diffraction de la lumière sur ses peignes locomoteurs, les cnétides".

Dinoflagellées

Les dinoflagellées sont des plantes marines unicellulaires qui dérivent dans les océans, comme par exemple Peridinium divergens . Ils montent dans les eaux de surface pour se nourrir. C’est ce qu’on appelle la migration verticale.

La dinoflagellée Peridinium divergens fait partie du plancton végétal (ou phytoplancton) et a besoin de la lumière pour effectuer la photosynthèse.  JPEG - 8.2 ko
Plancton lumineux
La dinoflagellée Peridinium divergens fait partie du plancton végétal (ou phytoplancton) et a besoin de la lumière pour effectuer la photosynthèse.

Tous les diniflagellés ne sont pas lumineux, excepté Gymnodinium splendens, Ceratium longipes, Noctiluca scintillans, Peridinium divergens, mais ils ont tous au moins un flagelle, et souvent une forme étrange.

Noctilucas scintillans, bactérie lumineuse.  JPEG - 27.1 ko
Plancton marin lumineux
Noctilucas scintillans, bactérie lumineuse.

Les dinoflagellés émettent une lumière vert-bleu parce qu’à l’intérieur de leur corps, ils hébergent des molécules de luciférine, petite molécule similaire à la chlorophylle, qui s’oxydent (réaction chimique par laquelle l’oxygène réagit avec d’autres substances) en présence d’une enzyme, la luciférase, et cette réaction chimique leur permet l’émission de photons.

Un enzyme est une protéine ayant comme propriété d’accélérer la vitesse des réactions chimiques dans un organisme vivant.

Parfois le nuage de plancton lumineux est de couleur rouge dans la mer, vu de l’extérieur.

Il s'agit de Noctiluca scintillans  JPEG - 25.3 ko
Nuage rouge de plancton lumineux dans lamer
Il s’agit de Noctiluca scintillans

Pour en savoir plus : un article de l’IFREMER -

Le même phénomène de bio-luminescence se produit chez des insectes, les coléoptères de la famille lampyridae, qui émettent de l’énergie lumineuse, comme la luciole ou le ver luisant.

Mots-clés : noctiluques -

* peignes locomoteurs, cténides, ou bien tentilla...,

 

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