Animaux qui luisent dans l’obscurité : la biofluorescence

[Avertissement : l’article contient des images d’animaux embaumés, exemplaires conservés dans des musées d’histoire naturelle.]

Il y a encore quelques mois, on pensait que les seuls mammifères dont le poil pouvait luire dans l’obscurité étaient certaines espèces d’opossum vivant sur le continent américain. Entre novembre et décembre 2020, peut-être en voulant prouver qu’une année aussi noire pouvait encore offrir quelque chose de positif, plusieurs instituts américains et australiens ont découvert que la propriété de la biofluorescence concernait d’autres mammifères appartenant aux ordres des marsupiaux (wombats, diables de Tasmanie, bilbies), des cingulats (tatous) et des monotrèmes (ornithorynques, échidnés) : éclairés par des rayons UV, ils prennent des couleurs entre le jaune et le vert.
 

Il est fondamental de distinguer deux phénomènes différents concernant la capacité des êtres vivants d’émettre de la lumière.

La biofluorescence, dont il est question dans cet article, se vérifie lorsqu’un organisme, exposé à une lumière à haute fréquence (lumières ultraviolettes), émet en retour une lumière à fréquence plus basse (c’est-à-dire dans les couleurs du spectre visible par l’humain).

Cet effet physique peut être dû à des protéines particulières ou à d’autres matières organiques contenues dans les tissus de l’être vivant.

Chez les animaux, de nombreuses espèces de poissons, cnidaires, reptiles, amphibiens et oiseaux sont biofluorescentes. Les chercheurs supposent que luire dans l’obscurité peut, dans certaines conditions, aider à se faire remarquer par les espèces semblables ou par mimétisme, pour échapper à des prédateurs dont la vision ne détecte pas les lumières à basse fréquence.

Si la biofluorescence ne s’active qu’en présence d'une lumière extérieure, il existe aussi des organismes capables d’émettre de la lumière en mode autonome de leur corps, par réaction chimique qui produit une énergie lumineuse : ce type d’émission est appelé bioluminescence. Le cas le plus connu est celui des vers luisants, mais la bioluminescence concerne aussi bon nombre de poissons, céphalopodes et crustacés, bactéries et champignons.

 

L’étude qui a suscité la petite vague d’intérêt pour les effets des lumières UV sur le poil des mammifères a été la recherche menée sur les ornithorynques, publiée par le magazine scientifique international Mammalia signée de Paula Spaeth Anich, Sharon Anthony, Michaela Carlson, Adam Gunnelson, Allison M. Kohler, Jonathan G. Martin et Erik R. Olson. Il s’agit du premier article mais aussi du plus approfondi, et il explique en détail les opérations qui ont permis de vérifier le résultat.

La curiosité des chercheurs suscitée par le phénomène venait d'une précédente découverte de l’une d’eux : au cours d’une recherche sur les lichens d’une forêt, elle était tombée sur des écureuils volants et avait remarqué que, éclairés avec une torche UV, ils luisaient d’un rose vif.

L’observation confirmée sur certains exemplaires embaumés du rongeur, conservés au Field Museum of Natural History de Chicago, les chercheurs ont voulu étendre le champ d’étude à cet animal si particulier qu’est l’ornithorynque : mammifère mais ovipare, avec un bec rappelant celui du canard, une queue comme celle du castor, des pattes semblables à celles de la loutre et - chez le mâle - des éperons venimeux sur les pattes arrière. Ils ont prélevé deux exemplaires au musée de Chicago, mâle et femelle, auxquels s’est ajouté un mâle venant du State Museum de l’Université du Nebraska.
 

En laboratoire, ils ont photographié les animaux en appliquant à l’objectif un filtre qui stoppe les ondes de longueur inférieure à une certaine limite, de façon à mieux voir les longueurs supérieures (émises, justement, par les tissus biofluorescents). Si à la lumière visible le poil fourni des ornithorynques était d'un marron uniforme, exposé à la lumière ultraviolette il émettait un rayonnement entre le vert et le cyan. Difficile pour l'instant de donner un sens univoque aux découvertes sur la biofluorescence chez les mammifères : ce qui est sûr, c’est qu’ils sont tous des animaux nocturnes ou crépusculaires, et que souvent, ce type d’animaux est capable de voir les rayonnements UV. Cependant les ornithorynques nagent et chassent les yeux fermés, car pour identifier leurs proies, ils utilisent la mécanoception and l’électroréception: la lumière provenant du poil ne peut donc pas servir de signalement pour d’autres exemplaires de la même espèce. Dans l’article de présentation de la découverte, les chercheurs américains ont émis le souhait de travailler en collaboration avec leurs collègues australiens pour pouvoir observer le phénomène de la biofluorescence chez des animaux à l’état sauvage