La bioluminescence (TPE)

Résumé du document

La bioluminescence est la production de lumière par des organismes vivants. Ce terme a pour origine le mot grec bios signifiant vie et le mot latin lumen, lumière.

Ce phénomène peut être observé chez certaines espèces, la luciole étant la plus connue. Cette lumière du vivant est néanmoins majoritairement présente en milieu marin où en profondeur elle devient commune puisque 95% des individus récoltés à -4000 m sont lumineux. On s'intéressera ainsi à la fonction de la bioluminescence dans la nature et aux différents organes intervenant dans ce phénomène.

Cette lumière qui a la caractéristique de ne pas émettre de chaleur a par ailleurs longtemps intrigué l'Homme depuis l'Antiquité. Ce phénomène observé en mer fut alors décrit comme étant une apparition magique.

A nous d'expliquer aujourd'hui la modélisation de cette réaction au cours de laquelle l'énergie chimique est convertie en énergie lumineuse pour produire cette lumière qui reste encore aujourd'hui quelque peu énigmatique (...)

Extraits

[...] Ces réactifs jaillissent par le siphon, se mélangent et réagissent en émettant de la lumière. Le système nerveux n'intervient pas directement sur des cellules pour contrôler la production mais sur des muscles. Conclusion L'Oplophorus est donc un céphalopode qui émet une lumière exogène qu'il contrôle indirectement et qu'il utilise comme leurre pour échapper à ses prédateurs Prédation Enfin, la bioluminescence peut servir à la prédation. Le prédateur utilise la lumière pour attirer les proies. Prenons l'exemple du Linophryne Lucifer pour expliquer cette utilisation de la bioluminescence. [...]

[...] Le contrôle de cette émission lumineuse peut être plus ou moins direct. Enfin, nous avons vu que la bioluminescence repose sur un modèle unique de réaction enzymatique associée à une oxydation où l'énergie chimique est convertie en énergie lumineuse. Ce phénomène commence par ailleurs à être utilisé dans de nombreux domaines scientifiques. Nous avons donc, nous espérons, su cerner ce sujet certes complexe qu'est la bioluminescence en l'abordant à plusieurs niveaux, autant à l'échelle biologique qu'à l'échelle cellulaire et moléculaire. [...]

[...] Elles produisent les éléments chimiques qui réagissent entre eux pour créer de la luminescence. Ces éléments sont stockés dans la cellule et renouvelés après la réaction qui sera abordée par la suite : Contrôle de la bioluminescence Pour contrôler la luminescence, afin de baisser le niveau de lumière après que le mâle ait rejoint la femelle par exemple, le Ver Luisant contrôle les photocytes directement grâce à son système nerveux en régulant la production des réactifs chimiques : C'est donc, contrairement au photoblepharon, un contrôle direct de la bioluminescence qui intervient : Lumière émise Lumière non émise Conclusion : Le Ver Luisant est un insecte bioluminescent qui utilise sa bioluminescence comme parade sexuel. [...]

[...] On parle donc de chimiluminescence et dans ce cas de biochimiluminescence. a Luciférine-luciférase et dioxygène Dès le XIXème siècle, Raphaël Dubois, grâce à plusieurs expériences sur les lucioles, a mis en évidence que la bioluminescence est basée sur une réaction enzymatique : Il préleva sur des vers luisants l'organe lumineux et après broyage dans un mortier avec de l'eau observa que le mélange extrait était lumineux à condition que le milieu contienne de l'oxygène. La luminescence ainsi obtenue avait une belle couleur verte. [...]

[...] C'est la cinétique enzymatique. On mesure l'évolution de l'intensité de la lumière (en lux) grâce à un luxmètre en fonction du temps en secondes et ceci pour différentes concentrations en ATP. On obtient les graphes suivants : Évolution de l'intensité lumineuse (en Lux) en fonction du temps (en secondes) pour différentes concentrations d'ATP Les résultats obtenus correspondent à la réaction dans le milieu naturel. Elle y est néanmoins beaucoup plus rapide. La bioluminescence apparaît immédiatement après un court temps de latence (25 ms). [...]