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Des Suisses découvrent comment les lucioles produisent de la lumière

Une luciole japonaise. [Biosphoto/Minden Pictures/Mitsuhiko Imamori]
Une luciole japonaise. - [Biosphoto/Minden Pictures/Mitsuhiko Imamori]
Des chercheurs de l'EPFL et de Taïwan ont découvert comment fonctionne la production de lumière chez les lucioles. Des applications pratiques liées à la contamination de l'eau pourraient en découler.

Des scientifiques de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne et de l'Université Tsing Hua de Taïwan ont découvert le mécanisme de production de la lumière des lucioles, grâce à des techniques d'imagerie de pointe. Leur étude a été publiée vendredi dans la revue "Physical Review Letters".

Une reconstruction tomographique de la lumière produite par les lucioles. [©2014 G. Margaritondo/EPFL]
Une reconstruction tomographique de la lumière produite par les lucioles. [©2014 G. Margaritondo/EPFL]

Les lucioles ont recours à de rapides flashs lumineux pour communiquer. Cette bioluminescence est causée par la division d'un composé, la luciférine. Les scientifiques savaient que ce processus nécessitait de l'oxygène mais ils ne connaissaient pas en détails la façon dont les lucioles l'acheminent vers leurs cellules émettrices, dans un organe de leur abdomen appelé la "lanterne".

En travaillant sur des lucioles vivantes, les scientifiques ont, pour la 1ère fois, pu observer la structure complète de la lanterne.

L’imagerie a montré qu'elles détournent l’oxygène d’autres fonctions comme la production d'énergie et l’utilisent pour diviser la luciférine et produire leur fameux scintillement vert.

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Nombreuses applications pratiques

L’organe émetteur de lumière, appelé "lanterne", se situe dans l’abdomen des lucioles. Il ressemble à une série de tubes devenant de plus en plus fins, à l’image des branches d’un arbre se terminant en brindilles.

Ce réseau de tubes a pour fonction de fournir de l’oxygène aux cellules de la lanterne, qui renferment la luciférase. Il s’agit d’un mécanisme complexe, qui a rendu toute étude approfondie très difficile, et par là même sa reproduction pour des utilisations dans la vie pratique.

Les applications potentielles liées à cette nouvelle découverte sont nombreuses et vont du dépistage des drogues au contrôle de la contamination de l’eau, en passant par des projets d’éclairage urbain via des végétaux fluorescents.

Deux techniques d'imagerie sophistiquées

Pour cartographier la manière dont l’oxygène est acheminé vers les cellules lumineuses, les chercheurs ont utilisé deux techniques d’imagerie sophistiquées.

Ces technologies - la microtomographie synchrotron à contraste de phase et la microscopie par transmission de rayons X - permettent en effet de scanner une cellule simple, et même de dévoiler ce qu’elle contient.