Photo de laboratoire de bioluminescence dans le fouet marin Funiculina sp. observé sous lumière rouge. Crédit : Manabu Bessho-Uehara © 2020 MBARI
Une équipe internationale de chercheurs, dirigée par Danielle DeLeo de la Smithsonian Institution, a identifié huit organismes dont la luminosité était jusqu'alors inconnue. En utilisant les découvertes génétiques de ces organismes et des études antérieures, ils ont estimé que la bioluminescence des coraux est apparue il y a environ 540 millions d'années, au Cambrien, ce qui en fait les premiers organismes bioluminescents.
Durant cette période, ils partageaient les océans avec invertébrés avec des yeux sensibles à la lumière, ce qui laisse entendre que des interactions interspécifiques se produisaient impliquant la lumière. Ils ont publié leurs conclusions dans Actes de la Royal Society B.
Alors que les coraux des eaux peu profondes présentent rarement une bioluminescence, les variétés des eaux profondes peuvent être remplies de couleurs vives et d’expositions captivantes. Le but de ces expositions de coraux colorés qui brillent dans le noir intrigue depuis longtemps les chercheurs. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que les parades pourraient attirer de grands prédateurs pour effrayer les petites espèces marines qui mangent le corail ou attirent des proies.
Avancées de la recherche génétique
La recherche génétique était basée sur les découvertes de Manabu Bessho-Uehara, un chercheur de Université de Nagoya (au moment de l'étude) et Andrea Quattrini, de la Smithsonian Institution. Dans une étude précédente, Bessho-Uehara a identifié plusieurs nouveaux coraux bioluminescents dans les profondeurs marines. Fort de cette découverte, il soupçonne l’existence de nombreux coraux bioluminescents non identifiés.
Bessho-Uehara et Quattrini ont effectué des travaux de terrain depuis les fonds marins peu profonds jusqu'aux fonds marins profonds, notamment à la station marine de Sugashima de l'université de Nagoya, près de la ville de Toba, dans le centre du Japon, pour trouver davantage de spécimens bioluminescents. Ils ont trouvé une bioluminescence jusqu’alors non identifiée dans deux types d’Hexacorallia (coraux mous) et cinq types d’Occorallia.
Une diversité de coraux bambous et de coraux dorés dans l'océan Pacifique central, des octocoraux des grands fonds connus pour être bioluminescents. Crédit : Bureau d'exploration et de recherche océaniques de la NOAA
« J'étais enthousiasmé, car nous étions les premiers à découvrir la bioluminescence au niveau du genre dans cinq genres : les coraux Bullagumminzoanthus, Keratosidinae et Corallizoanthus ainsi que les plumes marines Echinoptilum et les gorgones profondes Metallogorgia », a déclaré Bessho-Uehara à propos de la découverte.
En utilisant les découvertes de l'équipe sur les organismes modernes, une équipe multidisciplinaire comprenant le Musée national d'histoire naturelle du Smithsonian, l'Université internationale de Floride, le Monterey Bay Aquarium Research Institute, l'Université de Californie et le Harvey Mudd College a utilisé les informations génétiques de ces organismes pour construire un arbre phylogénétique. pour retracer les origines de la bioluminescence chez les anthozoaires, la classe d'organismes marins qui comprend les coraux et les organismes similaires.
Un arbre phylogénétique est comme un arbre généalogique, sauf qu'il utilise des relations évolutives basées sur des données génétiques plutôt que sur des lignées. Il sert de représentation visuelle des liens évolutifs et de l’ascendance partagée entre divers groupes d’organismes.
Les découvertes du chercheur suggèrent que la bioluminescence trouve son origine dans un ancêtre commun des coraux Octocorallia. En utilisant ces données et les archives fossiles, l’équipe a découvert que l’ancien corail existait pendant la période cambrienne, il y a environ 540 millions d’années, ce qui en fait le premier organisme bioluminescent connu.
Lorsqu’on lui a annoncé les résultats, la première pensée de Bessho-Uehara a été que « l’océan est plein de merveilles ». Il a poursuivi : « Je me souviens avoir été très étonné lorsque nous avons découvert la bioluminescence émergeant deux fois plus longtemps qu’on ne le pensait auparavant. »
Leurs découvertes offrent également un aperçu de l’évolution des organismes, qui s’est produite principalement dans la mer au cours de l’ère cambrienne. Durant cette période, les invertébrés ont développé des yeux dotés de photorécepteurs sensibles à la lumière. Cela suggère la possibilité passionnante d’interactions médiées par la lumière entre les anthozoaires et les organismes dotés de photorécepteurs, apportant ainsi un nouvel éclairage sur l’écologie d’une période cruciale de l’évolution de la vie.
Pour en savoir plus sur cette recherche, voir Origines anciennes de la bioluminescence découvertes.
