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Pourquoi les Lucioles produisent-elles de la lumière ?

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Urban Wakan
Publié le 29 septembre 2020
Les Lucioles s'illuminent en utilisant la bioluminescence. La lumière que la Luciole produit provient d'une réaction chimique produite à l’intérieur de son abdomen. Il est enveloppé par des organes bioluminescents appelés les photophores qui contiennent des cellules lumineuses appelées photocytes. La réaction chimique entre la luciférine et la luciférase se produit dans les peroxysomes (petits organites présents dans les photocytes). Pour que cette réaction ait lieu, il faut de l'oxygène. Les Lucioles n'ayant pas de poumons, elles utilisent leurs trachéoles pour transporter l'oxygène vers l'intérieur de leurs corps.

© Radim Schreiber

Le biologiste Raphaël Dubois a mis en évidence le mécanisme de la bioluminescence, il a montré en 1887 que la réaction était due à une enzyme, la luciférase, agissant sur un substrat, la luciférine, avec nécessité de présence de dioxygène. En fait les molécules correspondant aux luciférase et luciférine varient selon les espèces. W.D. McElroy a plus tardivement montré que l’émission de « lumière froide » nécessitait aussi deux cofacteurs : l'ATP (adénosine triphosphate) et un minéral (le magnésium). On a d’abord cru que l'ATP était la source de l'énergie, mais pour ensuite démontrer qu’il joue plutôt un rôle de catalyseur en se liant avec le magnésium, la bioluminescence étant alimentée par une suite de réactions d’oxydoréductions. À la fin de la réaction, on obtient de l'oxyluciférine dans un état électronique excité qui va retourner à l'état stable en émettant un photon qui produit de l'énergie et donc de la lumière. Cette lumière varie d'une espèce à l'autre. Cette variation ne provient pas de la luciférine mais plutôt des différentes structures de la luciférase, selon que l'oxyluciférine soit sous forme énol ou céto : le photon émettra soit dans la couleur jaune-vert soit dans la couleur rouge.

© DR

Il a été montré (à l'Université de Tufts) que ce sont des molécules de monoxyde d'azote émises par l'organisme qui contrôlent l'interruption du signal lumineux à un rythme clignotant propre à chaque espèce, certaines espèces clignotent en groupe. La lumière émise par les lucioles les protège de certains prédateurs, mais elle leur sert surtout d'outil de communication en période de reproduction. Les signaux lumineux aident les mâles et les femelles d'une même espèce à se reconnaître et à se retrouver, explique le chimiste Normand Voyer.

LAMPYRIDAE

La famille des Lucioles et des Lampyres (Lampyridae) regroupe plus de 2 000 espèces connues de coléoptères produisant presque tous de la lumière (jaune à verdâtre, longueur d'onde de 510 à 670 nanomètres), à l'état de larve et/ou adulte, réparties sur tous les continents. Ces insectes, en tant que petits prédateurs de la strate herbacée et buissonnante, jouent un rôle important dans leur niche écologique en limitant notamment la pullulation des chenilles, escargots et limaces.

Une luciole de l'espèce Photinus pyralis en plein vol nocturne dans l'état de Géorgie. © Ivan Kuzmin, Adobe Stock 

Bien que ces espèces fassent partie des coléoptères, la plupart des femelles ne peuvent pas voler. Elles ressemblent à leurs larves, d'où le nom de « ver » (par exemple en Europe, Luciola lusitanica Charpentier, la femelle possède des ailes, mais ne vole pas).

Le Lampyridé le plus connu est le Lampyre ou Ver Luisant commun (Lampyris noctiluca).

Les lucioles sont en voie de régression presque partout dans le monde probablement en raison de la conjonction de plusieurs facteurs (généralisation de l'usage d'insecticides, pollution lumineuse et, selon des données récentes, parfois en raison du dérèglement climatique). Elles sont l'insecte-emblème de deux États américains et ont été déclarées « trésor national » au Japon.

Source : Wikipedia, Radio Canada