au sommaire
La fluorescence des coraux est un phénomène merveilleux à observer mais à quoi est-il dû exactement ? Nous vous expliquons ici comment fonctionne la fluorescence des coraux et quelles ont été les avancées majeures dans ce domaine.
La fluorescence est un processus par lequel une source de lumière de haute fréquence (appelée lumière d'excitation) est absorbée par une molécule, suivi d'une émission lumineuse de moindre énergie (appelée lumière d'émission).
Le phénomène est dû au fait qu'une partie de l'énergie est dissipée sous forme de chaleurchaleur. Une fois l'énergie lumineuse absorbée, les électronsélectrons qui composent la molécule sont alors dans un état d'excitation. Le retour à l'état fondamentalétat fondamental s'accompagne de l'émission de lumière. Ces molécules fluorescentes possèdent des spectres d'absorptionspectres d'absorption et d'émission qui leur sont propres.
Spectre d'émission et spectre d'excitation
Le spectre d'émissionspectre d'émission est une mesure de l'énergie émise en fonction de la longueur d'ondelongueur d'onde. Il est généralement présenté sous forme de graphique. Le spectre aura un maxima mais peut aussi avoir des pics secondaires, appelés « épaules ». Certains spectres d'émission couvrent une large gamme de longueurs d'onde, tandis que d'autres sont assez pointus. Le spectre d'émission peut être mesuré avec un spectromètrespectromètre de base comme les unités d'Ocean Optics.
Le spectre d'excitation est une mesure de la capacité relative de différentes longueurs d'onde de la lumière pour stimuler (exciter) la fluorescence. Comme le spectre d'émission, le spectre d'excitation aura un maxima mais peut aussi avoir des pics secondaires. Contrairement au spectre d'émission, le spectre d'excitation est difficile à mesurer sans instruments spécialisés et coûteux.
Histoire de la fluorescence
La description des éléments colorés verts et rouges au sein des invertébrésinvertébrés remonte à la deuxième moitié du XIXe siècle (Gosse 1860 et Andres 1881, 1883). En 1927, Phillips décrit qu'une anémone de mer issue d'une mare intertidale en Grande-Bretagne émettait une fluorescence verte lorsqu'elle était soumise à un éclairage ultravioletultraviolet.
Le scientifique japonais Siro Kawaguti découvrit en 1944 des pigmentspigments fluorescents verts dans un corailcorail dur de Palao (Kawaguti 1944), et la fluorescence rouge des invertébrés fit irruption dans la littérature dès 1956 avec les observations de Marden en mer Rougemer Rouge (Marden et al. 1956).
La découverte d'Osamu Shimomura
Osamu Shimomura découvrit en 1962 que l'hydroméduse Æquorea victoria ne rayonnait pas directement la lumière produite mais qu'une protéineprotéine particulière produisait la fluorescence verte. On la désigna sous le nom de Protéine Fluorescente VerteProtéine Fluorescente Verte (GFP pour Green Fluorescent Protein), à découvrir en page 3 de ce dossier.
Dans les années qui suivirent de multiples phénomènes fluorescents furent décrits chez les animaux marins, principalement chez les coraux durs (Catala-Stucki, 1964). Bien que de nombreux organismes possèdent des protéines semblables à la GFP (« GFP-like », en anglais), il est classiquement admis que la GFP proprement dite, caractérisée par des pics d'excitation à 395 et 475 nm, est issue de Æquorea victoria. Son pic d'émission se situe à 509 nm, correspondant à la lumière verte fluorescente facilement reconnaissable.
