Les fonds abyssaux abritent un monde de lumière...

Les fonds marins profonds ne sont pas aussi sombres qu'on pourrait le croire. Près d'un animal benthiquebenthique sur cinq émettrait en effet de la lumièrelumière lorsqu'il est touché, ce qui est relativement fréquent. Plus surprenant, une crevette produirait même des nuages de lumière en vomissant littéralement des composés chimiques bioluminescentsbioluminescents. Les abysses n'en finissent pas de nous étonner...

La lumière disparaît rapidement en pénétrant dans les océans, interdisant toute photosynthèse à plus de 200 m de profondeur. Au-delà, pourtant, des photonsphotons se promènent... Près de 75 % des organismes pélagiquespélagiques peuplant cette zone aphotique pourraient en effet produire de la lumière par bioluminescence. Elle leur servirait à rechercher un partenaire, de la nourriture ou à augmenter leurs chances de fuite face aux prédateurs.

Les océans sont également peuplés par des organismes benthiques évoluant par définition à proximité ou sur le fond. Des moyens considérables doivent être mis en œuvre pour les atteindre, les observer et les échantillonner. Un simple filet de pêche ne suffit pas. Ils sont donc moins connus que leurs homologues pélagiques. Ainsi, un doute plane toujours sur le nombre d'espèces et les groupes animaux pouvant spontanément produire de la lumière. 

Sönke Johnsen de la Duke University (États-Unis) vient en partie de combler ce manque grâce à la réalisation d'un important travail de recensement effectué dans les eaux profondes du nord des Bahamas. Une première conclusion s'est rapidement imposée : les espèces benthiques sont moins nombreuses à pouvoir produire de la lumière que les pélagiques. Les fonds marins sont pourtant plus lumineux que la pleine mer. Comment expliquer ce paradoxe ? L'étude a été publiée dans la revue Journal of Experimental Biology (JEB).

Ces 7 crabes ont été récoltés à plus de 500 m de profondeur dans le golfe du Mexique. Deux d'entre eux, Eumunida picta et Gastroptychus spinifer, peuvent voir les ultraviolets (UV). Ils possèdent pourtant les mêmes pigments photosensibles que les autres. © Frank et al. 2012, Journal of Experimental Biology

Une crevette vomissant de la lumière

Un grand nombre d'échinodermes, de coraux, de crustacés, de céphalopodescéphalopodes et d'annélidesannélides ont été récoltés entre 500 m et 1.000 m de profondeur grâce au sous-marin Johnson-Sea-Link. Après avoir été aspirés puis enfermés à l'intérieur de boîtes opaques, ces animaux ont été remontés à bord d'un navire afin d'y subir une série de tests. Un dispositif mécanique a notamment été utilisé pour les toucher puis un autre détectait d'éventuelles émissionsémissions lumineuses et en mesurait les longueurs d'ondelongueurs d'onde.

Moins de 20 % des espèces profondes benthiques seraient bioluminescentes. Parmi elles, 2 crustacéscrustacés (Parapandalus sp. et Heterocarpus ensifer) et 1 ophiure (Ophiochiton ternispinus) ont produit une lumière bleuelumière bleue (longueur d'onde comprise entre 470 et 455 nm). Tous les autres ont émis des signaux visuels de couleur verte, comme leurs congénères pélagiques. Plus étonnant, la crevette Parapandalus sp. peut littéralement vomir des composés chimiques lumineux !

Comment expliquer la « pluie brillante » observée par les scientifiques sur les fonds marins malgré le faible nombre d'organismes luminescents ? La réponse est simple, ces animaux ont plus de chance d'être touchés et donc de produire de la lumière que les organismes vivant en pleine eau.

La sensibilité à la lumière de toutes les espèces récoltées a également été testée. Pour ce faire, des électrodesélectrodes ont été posées sur les cornées ou sur les organes photosensibles des individus étudiés. La majorité d'entre eux perçoit la lumière bleue-verte (longueurs d'onde de 470 à 497 nm), mais il y a eu quelques surprises. Deux crabes, Eumunida picta et Gastroptychus spinifer, percevraient également les UVUV, chose surprenante puisqu'ils sont absents au sein des océans. Ce résultat a également été présenté dans la revue Journal of Experimental Biology (JEB), mais par Tamara Frank de la NovaNova Southeastern University (États-Unis). De prochaines études vont essayer de comprendre à quoi leur sert cette capacité. Une hypothèse a néanmoins été avancée : elle leur permettrait de discriminer les coraux toxiques sur lesquelles ils peuvent vivre (ils brillent en vert) du planctonplancton (émet une lumière bleue), l'objectif étant d'éviter de manger des aliments empoisonnés.