La bioluminescence, ce phénomène fascinant de lumière produite par des organismes vivants, est un élément omniprésent dans le monde aquatique. Des méduses luisantes aux poissons abyssaux, en passant par les coraux et les crustacés, de nombreux habitants des mers et des océans exploitent en effet cette capacité lumineuse pour diverses fonctions biologiques. Une nouvelle étude révèle que l’histoire de la bioluminescence marine remonte à 540 millions d’années, soit bien plus tôt que ce que l’on pensait auparavant. Cette découverte offre ainsi un nouvel éclairage sur son rôle dans l’évolution des écosystèmes océaniques.
Une origine cambrienne
Bien que la bioluminescence soit souvent associée aux profondeurs océaniques où la lumière solaire est rare, elle est en réalité largement répandue dans de nombreux environnements marins. Les organismes produisent leur propre lumière grâce à une réaction chimique impliquant une protéine appelée luciférase. Cette capacité lumineuse peut servir à diverses fonctions, telles que la communication, la parade nuptiale, la prédation et le camouflage.
Par ailleurs, les chercheurs ont longtemps soupçonné que la bioluminescence était un trait ancien chez de nombreux organismes marins, mais les preuves directes de son origine étaient limitées. Dans le cadre de nouveaux travaux, des chercheurs détaillent des découvertes surprenantes sur son apparition chez un groupe d’invertébrés marins appelés octocoraux.
Dans le détail, Danielle DeLeo, de l’Université internationale de Floride, et Andrea Quattrini, du Musée national d’histoire naturelle du Smithsonian, ont rassemblé des échantillons fossiles d’octocoraux bioluminescents avec des âges et des caractéristiques physiques connus. En plaçant les fossiles sur un arbre évolutif, les chercheurs ont ensuite pu déterminer le moment où les différentes lignées d’octocoraux se sont séparées.
Ils ont alors identifié les branches de l’arbre évolutif contenant des espèces vivantes bioluminescentes et ont suivi leur évolution dans le temps. En utilisant des techniques d’analyse statistique, les chercheurs ont évalué la probabilité que les ancêtres des espèces bioluminescentes aient également été bioluminescents.
En combinant ces approches, les chercheurs ont pu déterminer que la bioluminescence est apparue chez les octocoraux il y a environ 540 millions d’années. Cela nous ramène à la période cambrienne, une période cruciale de l’histoire de la vie où de nombreux groupes d’animaux ont émergé et évolué rapidement.
Quelles fonctions initiales ?
Cette découverte suggère que la bioluminescence pourrait avoir évolué initialement comme un moyen de détoxifier l’oxygène, une substance hautement réactive et toxique pour les premières formes de vie.
À cette époque, la Terre était en effet en train de passer d’une atmosphère pauvre en oxygène à une atmosphère riche en oxygène à travers l’action de la photosynthèse des premières plantes. Ainsi, la capacité de produire de la lumière biologique aurait pu offrir un avantage évolutif en aidant à neutraliser les effets néfastes de l’oxygène, agissant comme un mécanisme de détoxification.
Au fil du temps, la bioluminescence aurait acquis de nouvelles fonctions, notamment la communication dans des environnements marins profonds et peu éclairés.
Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
