10 créatures terrestres impressionnantes qui peuvent briller

J’ai publié dix articles sur mon blog jusqu’à présent et tous sont basés sur des articles de revues scientifiques. Mais je veux aussi publier de temps en temps des faits scientifiques intéressants et amusants, alors j’ai dressé cette liste étonnante. J’espère que vous passerez une bonne année !

Notre première, ou unique, expérience des animaux lumineux est probablement d’avoir été séduit par le spectacle lumineux éblouissant mis en scène par les lucioles. Cette capacité apparemment magique d’émettre sa propre lumière – un phénomène appelé bioluminescence – est en fait produite par une réaction chimique à l’intérieur de l’organisme. Cette réaction fait intervenir une enzyme appelée luciférase, une molécule appelée luciférine et une molécule d’oxygène. La luciférase agit sur la réaction entre la luciférine et l’oxygène pour donner un nouveau composé générant la lumière que nous voyons. Ce processus nécessite de l’énergie mais la bioluminescence est étonnamment efficace : moins de 20 % de la lumière est gaspillée sous forme de chaleur et c’est pour cette raison qu’elle est souvent appelée « lumière froide ».

Si la bioluminescence est très répandue chez les organismes marins, elle est rare sur terre et a évolué des millions d’années plus tard. Néanmoins, il y a quelques créatures terrestres fascinantes qui ont évolué la capacité de produire de la lumière – principalement des insectes et des champignons. Bien que la lumière émise puisse être de différentes couleurs, les couleurs les plus courantes dans la mer et sur terre sont le bleu et le vert, mais sur terre, on peut aussi voir de rares cas de jaune et même de rouge. Les organismes s’illuminent pour diverses raisons, par exemple pour attirer les partenaires, avertir les prédateurs ou trouver de la nourriture. Certains ne brillent qu’à des moments précis, pendant quelques secondes seulement, tandis que d’autres brillent en permanence. Voici quelques-unes des créatures terrestres les plus fascinantes capables de briller. Combien d’entre elles avez-vous déjà repéré ?

1. Les vers luisants scintillants : Une attraction fatale

Les vers luisants bioluminescents Arachnocampa luminosa, également connus sous le nom de moucherons fongiques, ont la taille d’une allumette et ne se trouvent que dans les zones sombres et humides de la Nouvelle-Zélande, notamment dans les grottes de Waitomo, devenues une attraction touristique populaire pour son étonnant spectacle étoilé. Ces vers luisants sont des larves qui éclosent des œufs et deviennent finalement des insectes adultes à deux ailes qui ne vivent généralement que quelques jours, uniquement dans le but de s’accoupler. Pendant le stade larvaire, qui est le plus long et qui peut durer jusqu’à 9 mois, les larves doivent manger voracement pour tenir jusqu’au stade adulte pendant lequel elles ne peuvent pas manger car elles n’ont pas de bouche.

Ces troglodytes ont mis au point une tactique sournoise pour piéger leurs proies : Ils construisent leurs propres « lignes de pêche » faites de soie avec des gouttelettes de mucus collantes qu’ils peuvent suspendre au plafond ; ces lignes peuvent s’étendre jusqu’à 20 pouces de long. À la tombée de la nuit, elles s’illuminent d’un bleu éclatant pour attirer des proies sans méfiance, comme des insectes – rampant ou volant vers le leurre – qui se prennent au piège dans les mailles collantes des lignes et sont paralysés par les substances chimiques contenues dans le mucus. Les larves rampent alors vers le bas et mangent leur proie. Plus elles sont affamées, plus elles peuvent briller. Étonnamment, il ne leur faut que 15 minutes pour fabriquer une ligne et ils peuvent en fabriquer jusqu’à 25 par nuit !

Ils sont extrêmement territoriaux et lorsque leur densité est élevée, ils peuvent même avoir recours au cannibalisme s’ils sentent un envahisseur de leur propre espèce. Les femelles adultes s’illuminent pour attirer les compagnons, bien que les mâles puissent aussi s’illuminer, et lorsque plusieurs mâles arrivent, ils se battent entre eux jusqu’à ce que le plus fort gagne la femelle. La femelle perd sa capacité à s’illuminer après avoir pondu ses œufs.

Si vous avez la chance de voir ces créatures étonnantes, restez silencieux et n’éclairez pas vos lampes de poche car elles éteindront leurs lumières.

2. Escargots brillants

L’escargot, Quantula striata, peut ressembler à n’importe quel autre escargot, mais il est le seul escargot terrestre connu capable de produire de la lumière, et se trouve en Asie du Sud-Est. Fait inhabituel, ses œufs brillent continuellement dans l’obscurité et, après l’éclosion, ils produisent des flashs momentanés de lumière jaune-vert derrière leur bouche pendant plusieurs jours, bien que la lumière soit faible.

Les raisons de la lueur et des flashs sont un mystère mais, fait intéressant, ils cessent de briller lorsqu’ils atteignent la maturité reproductive. Certains chercheurs ont suggéré que par le clignotement, ils communiquent avec d’autres membres de leur espèce et peuvent se rassembler, bien qu’ils ne sachent pas exactement pourquoi. Quelle façon créative d’inviter les autres à une réunion !

3. Champignons clignotants

A part les insectes, la bioluminescence est plus courante chez les champignons ; en fait, au moins 50 espèces de champignons lumineux ont été signalées, les espèces australiennes étant plus lumineuses que celles d’Amérique du Nord. L’une des espèces les plus cool est le champignon Mycena lucentipes, l’une des six espèces de champignons bioluminescents que les scientifiques ont découvert en 2006 dans la forêt atlantique du Brésil. Il brille d’un vert vif et, la nuit, c’est un spectacle fascinant. Mais pourquoi ces champignons brillent-ils ? Les mycologues ou les experts en champignons ne le savent pas, mais ils ont émis l’hypothèse que c’est peut-être pour attirer les arthropodes qui aident à disperser leurs spores dans d’autres endroits. D’autres explications ont postulé que leur lueur peut dissuader les insectes de les manger ou attirer les prédateurs des insectes pour qu’ils les mangent afin qu’ils ne puissent pas manger les champignons – en d’autres termes, ils peuvent inviter l’ennemi de leur ennemi pour se protéger.

Il y a plus d’espèces de champignons dehors qui attendent d’être découvertes alors la prochaine fois que vous vous promenez dans la forêt, allez-y la nuit et regardez attentivement autour de vous – qui sait, vous pourriez même tomber sur un nouveau champignon lumineux !

4. Des mille-pattes toxiques qui brillent dans le noir

Sur les plus de 12 000 espèces de mille-pattes connues, seule une poignée d’entre elles appartenant au genre Motyxia sont bioluminescentes et toutes se trouvent exclusivement dans les régions montagneuses de Californie. Ils passent la journée enfouis sous le sol, mais à la tombée de la nuit, ces rampants aveugles sortent du sol pour se nourrir de plantes mortes et émettent une lueur constante de leur exosquelette. Cette lueur est inquiétante pour les prédateurs : Lorsqu’elles sont dérangées ou menacées, elles libèrent du cyanure toxique par de minuscules pores dans leur corps. Dans une expérience visant à tester cette notion, les chercheurs ont placé de faux mille-pattes peints en argile à côté de vrais mille-pattes lumineux pendant la nuit et les ont examinés le lendemain matin. A leur grande surprise, les faux mille-pattes ont été vicieusement attaqués quatre fois plus souvent que les vrais brillants par ce qu’ils ont déduit être des rongeurs.

Attention, ces mille-pattes ont évolué vers un mécanisme différent pour briller qui n’utilise pas la luciférase mais emploie une photoprotéine à la place qui s’allume lorsqu’elle est activée par des composés riches en calcium. Ce mécanisme est similaire à la façon dont la méduse, Aequorea Victoria, brille en utilisant la protéine fluorescente verte, qui est largement utilisée en laboratoire à des fins de recherche, comme l’attacher à des gènes d’intérêt pour étudier leur emplacement à l’intérieur des cellules.

5. Des vers de chemin de fer rayonnants

Les vers de chemin de fer sont des larves et des larviformes femelles, qui sont des adultes – d’environ deux pouces de long – qui ressemblent à des larves et appartiennent à la même superfamille de coléoptères que les lucioles. Ils sont l’un des rares organismes à réaliser l’exploit remarquable d’émettre non pas une mais deux couleurs dans différentes parties de leur corps. Ces vers appartiennent au genre Phrixothrix et se trouvent en Amérique du Sud. Ces vers ressemblent à un train miniature qui circule la nuit : La tête brille d’un rouge ardent tandis que le corps émet une lumière verte à travers onze paires de points lumineux disposés en rangées.

Les scientifiques ont appris que l’enzyme luciférase impliquée dans la réaction qui donne la couleur rouge atypique de la tête est la seule enzyme capable de le faire dans la nature et que sa structure est légèrement différente des autres luciférases. Des études remontant aux années 1940 ont rapporté qu’en cas de perturbation légère – comme faire tomber la table et souffler sur eux – ils allument leur phare rouge et, face à des perturbations plus vigoureuses, ils allument leurs deux rangées de lumières vertes. Des preuves plus récentes suggèrent que leur lueur envoie un signal aux prédateurs qu’ils ont un goût terrible.

6. Coccinelles cliquantes lumineuses

De nombreux coléoptères à clics de la famille des Elateridae (proches parents des lucioles) notamment ceux du genre Pyrophorus sont bioluminescents et on les trouve dans les zones tropicales de l’hémisphère occidental. Ils sont également appelés coléoptères à claquement et, comme leur nom l’indique, ils émettent des cliquetis lorsqu’ils se propulsent en l’air – souvent de plusieurs centimètres – pour se redresser s’ils sont couchés à l’envers. Lorsqu’ils sont menacés par des prédateurs, ils peuvent également sauter rapidement en l’air pour se défendre.

De plus, ils produisent une lumière constante de plusieurs couleurs différentes – du vert jusqu’à l’orange selon l’espèce – en deux points à l’avant ressemblant à des phares et un sous son abdomen. Les phares brillent si intensément qu’ils peuvent être repérés à plus de 30 mètres. L’espèce jamaïcaine Pyrophorus plagiophthalamus est unique en ce qu’elle peut produire deux couleurs différentes de lumière dans son corps ; sous son corps, elle émet une lumière jaune et sur le dessus, ses phares brillent en vert. On dirait vraiment qu’ils viennent d’une autre planète. Les scientifiques pensent que leurs lumières supérieure et inférieure ont des fonctions différentes : leurs phares sont une balise pour les prédateurs de leur toxicité tandis que la lumière sous leur ventre facilite la communication entre les membres du sexe opposé.

7. Freaky Glowing Cockroach

Comme si les cafards n’étaient pas assez effrayants, que diriez-vous de rencontrer le cafard lumineux, Lucihormetica lucka, qui se précipite devant votre maison la nuit ? Les chances sont rares – en fait, vous n’en rencontrerez peut-être jamais un dans votre vie, car on ne les trouve que dans les forêts tropicales proches d’un volcan actif en Équateur et le dernier spécimen connu a été collecté en 1939. Il y a de fortes chances qu’ils soient même éteints à l’heure actuelle.

Mais les cafards lumineux ne sont pas nouveaux : depuis leur première découverte en 1999, 13 espèces ont été identifiées en Amérique du Sud. Les deux taches ressemblant à des yeux de L. lucka et une autre tache sur son dos illuminent la diffusion de leur toxicité. Mais il s’avère qu’ils ne sont pas vraiment toxiques – ils font juste semblant ; ils imitent astucieusement les ténébrions – leurs parents plus âgés mentionnés plus tôt – qui s’illuminent pour annoncer leur toxicité, mais ce cafard qui émet une lumière de couleur identique ne fait que tromper ses prédateurs. Les apparences peuvent vraiment être trompeuses ! Les points lumineux sont remplis de bactéries qui vivent sur son exosquelette.

8. Vers de terre sinistres

Nous avons tous vu des vers de terre à un moment donné de notre vie. Mais avez-vous déjà vu un ver de terre luminescent ? Il existe 33 espèces de vers de terre luminescents que l’on trouve partout dans le monde bien que la plupart d’entre eux soient regroupés dans le Sud américain. Ils émettent une lumière allant du bleu jusqu’à l’extrémité rouge du spectre.

Les vers de terre sécrètent normalement du mucus, que les scientifiques appellent fluide coelmique, pour glisser facilement dans leurs terriers, mais quelques espèces rares exsudent un type unique de mucus – un qui peut réellement briller. Oui, vous avez bien entendu, son mucus est bioluminescent !

Il existe deux espèces signalées avec des couleurs de mucus différentes : l’une en Nouvelle-Zélande et l’autre en Géorgie aux États-Unis. Le ver de terre particulier de la Nouvelle-Zélande, Octochaetus multiporus, suinte un fluide coélémentaire jaune orangé brillant dans l’obscurité de sa bouche, de son anus et de sa face inférieure lorsqu’il se sent dérangé ou menacé. En fait, c’est tellement bizarre que son fluide semble briller de différentes couleurs à différentes étapes de sa vie. Il est intéressant de noter que leur bave lumineuse a été repérée par les Maoris qui exploitaient O. multiporus comme appât de pêche. Le ver de terre de Géorgie, Diplocardia longa, se trouve dans les sols sablonneux des plaines côtières et crache une bave bleue brillante qui est censée alarmer les prédateurs. Peut-être que la bave colorée suintant des monstres que nous voyons dans les jeux d’enfants n’est pas si farfelue après tout.

9. Bactéries rayonnantes : Un ami ou un ennemi ?

Les Photorhabdus luminescens sont incroyablement uniques car ce sont les seules bactéries terrestres capables de bioluminescence. Elles sont fascinantes car d’une part, elles sont utiles aux vers nématodes (ascaris) mais d’autre part, elles sont mortelles pour les autres insectes. Les microbes vivent heureux dans les entrailles des vers nématodes vivant dans le sol, dans une alliance symbiotique où les deux en profitent : ils communiquent une douce lueur bleue aux vers, sans doute pour attirer les proies, et en retour ils partagent une partie des nutriments de la nourriture du ver.

Pour compliquer les choses, ces nématodes sont en fait des parasites qui chassent d’autres insectes du sol – comme les larves de coléoptères, de papillons de nuit et de mouches – où ils pénètrent et s’établissent à l’intérieur de leur corps. Une fois à l’intérieur, ils régurgitent leurs partenaires microbiens insidieux dans la circulation sanguine de l’hôte. Les microbes commencent alors leur guerre chimique ; ils tuent l’hôte en injectant un flot de protéines insecticides mortelles dans ses cellules et des enzymes qui décomposent son corps, le réduisant à une « soupe nutritive » en deux jours. P. luminescens dévore allègrement cette soupe et se multiplie de manière exponentielle en donnant naissance à des millions d’exemplaires supplémentaires. Dans le même temps, les microbes libèrent des antibiotiques empêchant les autres bactéries d’envahir leur festin. Le ver, à son tour, se nourrit des bactéries prospères et se reproduit à plusieurs reprises à l’intérieur du cadavre, produisant à chaque fois des centaines d’œufs qui consomment également les bactéries. Lorsque les réserves de nutriments diminuent, les bactéries restantes recolonisent les intestins de la progéniture nouvellement éclose du ver et elles surgissent du cadavre pour partir à la recherche de leur prochaine victime. Parfois, lorsque les réserves de nourriture sont excessivement faibles, la progéniture éclose se nourrit de l’intestin de sa mère à la place, la tuant dans un phénomène macabre appelé endotokia matricida.

Si les P. luminescens sont mortels pour les insectes, ils sont inoffensifs pour les humains. En fait, leurs capacités de production d’antibiotiques se sont avérées être une aubaine pour les soldats blessés sur le champ de bataille pendant la guerre civile en 1862 – une ère pré-antibiotique. Apparemment, certains soldats blessés de la bataille de Shiloh, en particulier ceux qui attendaient de l’aide sous la pluie froide, semblaient survivre mieux et plus vite que les autres ; il s’est avéré qu’ils avaient des blessures qui brillaient littéralement dans l’obscurité – un phénomène connu sous le nom de « lueur des anges ». On pense aujourd’hui que leurs blessures étaient colonisées par P. luminescens provenant du sol boueux qui les protégeait de l’infection par d’autres bactéries mortelles. Eh bien dans certains cas rares, certaines infections bactériennes sur les plaies peuvent en fait être utiles – surtout celles qui brillent !

Les scientifiques étudient la possibilité d’utiliser cette paire mortelle comme insecticide biologique sur les cultures pour les protéger de l’infestation par les punaises.

10. Les lucioles flamboyantes – le feu d’artifice gratuit de la nature

Nous ne pouvons pas compléter notre liste sans couvrir les lucioles – les organismes terrestres bioluminescents les plus populaires et les plus étudiés. Les lucioles sont en fait des coléoptères dont les conversations consistent en des motifs de flashs lumineux provenant de leur abdomen, qui sont uniques à chaque espèce, et peuvent être jaunes, verts ou même rouges. Les lucioles mâles émettent des flashs lumineux spécifiques qui ne sont compris que par les partenaires potentiels. Ces derniers répondent en émettant le même signal clignotant que les mâles peuvent reconnaître et se diriger vers les femelles. Cela semble être une façon charmante d’attirer des partenaires ?

Eh bien, certaines lucioles ne sont pas si captivantes que cela, du moins pas les lucioles femelles du genre Photuris. Elles utilisent leurs lumières comme un stratagème : elles imitent les signaux de flash et de retard des lucioles Photunis femelles pour attirer les mâles Photunis, mais dans un but autre que l’accouplement : pour les dévorer. Les mâles naïfs se dirigent vers elles dans l’espoir de trouver un partenaire, mais ils trouvent la mort. Alors pourquoi les dévorent-ils ? Les lucioles Photuris sont dépourvues d’un composé défensif appelé lucibufagine, qui contribue à dissuader les prédateurs tels que les araignées de les manger. Mais leurs cousines Photunis en produisent en quantité copieuse, alors elles rusent pour l’obtenir en les consommant.

La luciférase de Photuris est une enzyme indispensable dans les laboratoires médicaux et biologiques où elle est utilisée comme gène rapporteur en la liant à un gène d’intérêt – comme ceux impliqués dans les maladies – pour suivre leur expression dans les cellules. Le gène de la luciférase a été inséré dans des tissus spécifiques d’organismes vivants comme les souris pour suivre visuellement la progression des tumeurs cancéreuses. En fait, les scientifiques ont conçu des mutants de la luciférase qui peuvent émettre une lumière plus vive dans un éventail de couleurs, ce qui est très utile pour imager différentes protéines à l’intérieur des organismes.

Les scientifiques espèrent exploiter l’activité de la luciférase pour produire des lumières plus économes en énergie qui pourraient un jour remplacer nos lampes fluorescentes et LED. Une équipe de scientifiques a créé des nanorobots lumineux à l’aide d’une luciférase manipulée génétiquement et fixée à des nanorobots, qui ont servi de combustible. Ils envisagent que ces nanorods de luciferase puissent être intégrés dans des lampes LED et s’allumer sans utiliser d’électricité.

Si cela semble attrayant, attendez d’entendre parler d’une autre possibilité plus excitante : utiliser des plantes lumineuses pour éclairer votre maison. Le Glowing Plant Project, mené par une équipe de scientifiques dans le cadre d’un projet DIY biohacking, vise à promouvoir un éclairage naturel sans électricité alimenté par la luciférase synthétique des plantes comme une alternative durable à nos besoins énergétiques croissants. En fait, en 1986, une équipe de chercheurs a modifié une plante de tabac pour qu’elle exprime la luciférase de la luciole, mais ils ont dû l’arroser de luciférine pour qu’elle brille et la lumière était faible. Depuis lors, quelques autres groupes de recherche ont réussi à créer des plantes lumineuses.

Mais ce projet récent a été si populaire qu’il a dépassé son objectif de financement initial de seulement 65 000 dollars sur Kickstarter, recueillant près d’un demi-million impressionnant, et ceux qui ont promis 40 dollars ou plus se voient promettre des graines de plantes Arabidopsis lumineuses comme récompense, bien que de nombreuses personnes s’opposent à la libération de graines de plantes génétiquement modifiées non réglementées. Avec la réponse écrasante, l’équipe prévoit même de créer une plante rose lumineuse.

Les applications de la luciférase sont infinies et qui sait, un jour, vous pourriez même rentrer chez vous en voiture la nuit dans des rues éclairées par des arbres lumineux. L’avenir semble certainement brillant !