La bioluminescence est apparue il y a 540 millions d’années
Des scientifiques ont repoussé de près de 300 millions d’années la première apparition de la bioluminescence chez les animaux.
On parle de bioluminescence lorsqu’un organisme produit sa propre lumière par le biais de réactions chimiques dans son corps. Elle est présente chez certains champignons, bactéries et insectes tels que les lucioles. Mais elle est particulièrement répandue chez les vertébrés et les invertébrés marins. Il semble que la bioluminescence ait évolué indépendamment au moins 94 fois, mais quand est-elle apparue pour la première fois ?
Image d’entête : un magnifique corail Iridogorgia magnispiralis, des octocoraux des grands fonds connus pour être bioluminescents. (NOAA Office of Ocean Exploration and Research, Deepwater Wonders of Wake)
Les plus anciennes traces de bioluminescence proviennent de fossiles d’ostracodes, de petits crustacés marins. Ces animaux vivaient il y a environ 267 millions d’années, avant l’ère des dinosaures. En examinant l’arbre évolutif d’un groupe de vertébrés marins appelés octocoraux (octocoralliaires), une nouvelle étude (lien plus bas) réévalue radicalement la date de la première apparition de la bioluminescence.
Une diversité d’octocoraux dans le centre de l’océan Pacifique. (NOAA Office of Ocean Exploration and Research)
Les octocoraux comprennent les coraux mous, les gorgones et les Alcyonacea (cnidaires). Ils sont souvent bioluminescents, mais ne brillent généralement que lorsqu’ils sont dérangés. L’utilité de cette luminescence n’est pas claire.
L’octocoral Isidella sp. Deux coraux bioluminescents aux Bahamas. (Sönke Johnsen/ Smithsonian)
Selon l’auteur principal Daniel DeLeo, du musée national d’histoire naturelle des États-Unis :
Nous voulions déterminer le moment de l’origine de la bioluminescence, et les octocoraux sont l’un des plus anciens groupes d’animaux de la planète connus pour leur bioluminescence. La question était donc de savoir quand ils avaient développé cette capacité.
Les chercheurs ont établi une carte évolutive, ou phylogénie, à partir des données génétiques de 185 espèces d’octocoraux.
Un corail bambou keratoisidid. Octocoraux d’eau profonde connus pour être bioluminescents. (NOAA Office of Ocean Exploration and Research)
Selon l’auteur principal Andrea Quattrini, conservateur des coraux au musée
Si nous savons que les espèces d’octocoraux vivants aujourd’hui sont bioluminescentes, nous pouvons utiliser des statistiques pour déterminer si leurs ancêtres avaient une forte probabilité d’être bioluminescents ou non. Plus il y a d’espèces vivantes présentant le même caractère, plus il est probable qu’en remontant dans le temps, les ancêtres de ces espèces possédaient également ce caractère.
Différentes méthodes statistiques ont permis d’aboutir au même résultat : la bioluminescence semble être apparue chez les octocorales il y a 540 millions d’années.
Deux coraux Savalia sp. bioluminescents. (Sönke Johnsen/ Smithsonian)
Il n’en reste pas moins que personne ne sait vraiment pourquoi la bioluminescence est apparue chez les animaux. La découverte de cette raison sera au cœur des futures recherches de l’équipe. En examinant les 3 000 espèces d’octocoraux qui s’illuminent par rapport à celles qui ne s’illuminent pas, les scientifiques pensent être en mesure de déterminer les circonstances écologiques qui ont conduit à l’évolution de la bioluminescence.
L’étude publiée dans The Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences : Evolution of bioluminescence in Anthozoa with emphasis on Octocorallia et présentée sur le site du Smithsonian : Bioluminescence First Evolved in Animals at Least 540 Million Years Ago.
