Licence 3 biologiegologie LA BIOLUMINECSENCE ANIMALE FERON Colette

Licence 3 biologie/géologie LA BIOLUMINECSENCE ANIMALE FERON Colette MANIER Cynthia Année universitaire 2009/2010

SOMMAIRE Introduction I/ Qu’est ce que la bioluminescence ? II/ Différentes structures des organes lumineux. III/ Contrôles de l’émission lumineuse. IV/ Rôles de la bioluminescence. Conclusion

Introduction à la bioluminescence • Comment ? – Quelles spécialités – Quels contrôles • Pourquoi ? – Quels rôles

I- Qu’est ce que la bioluminescence? • Définition du phénomène – Caractéristiques – Localisation – Risques de confusion

I- Qu’est ce que la bioluminescence? • Principe de fonctionnement

II- Différentes structures des organes lumineux 1) Substances lumineuses et organes glandulaires : 2) a) sécrétion extra glandulaire : - Émission de substance lumineuse en milieu extérieur - Présence d’organes glandulaires à localisation spécifique: - unicellulaires - pluricellulaires - Libération de spores

Exemple d’animal à sécrétion extra glandulaire : Zones triangulaires Longs cordons parallèles Schéma représentant les cellules glandulaires de Pholas dactylus Bande semi circulaire

Exemple d’animal à sécrétion extra glandulaire: • Réservoir de substance lumineuse situé près de la poche d’encre. • Intervention de muscles. Photographie de Heuteroteuthis dispar femelle

II- Différentes structures des organes lumineux : 1) Substance lumineuse et organes glandulaires: b) sécrétion intra glandulaire Substance lumineuse sécrétée dans 2 types d’organes: - photocytes = organes contenant la substance lumineuse - photophores = assemblages d’accessoires + photocytes

Schéma d’un photophore

Exemples d’espèces à sécrétion intra glandulaire : dans des photocytes Luminescence des bras et parfois des piquants : jamais de sécrétions dans le milieu externe Photographie de Ophiotrix angula Photographie de Ophiopsila aranea Photographie de Amphiura

Exemple d’espèces à sécrétion intra glandulaire : dans des photocytes Photographie d’un pyrosome Photographie de l’intérieur d’un pyrosome

Exemple d’espèces à sécrétion intra glandulaire : dans des photophores Rougeoiement à différents endroits de son épiderme : causé par 6 à 8 photocytes intercalés de lentilles et recouverts d’une couche de chromatophores. Photographie de Etmopterus spinax

Exemple d’espèces à sécrétion intra glandulaire : dans des photophores Photophore articulé par des muscles Photographie de Gigantactis vanhoeffeni

II- Différentes structures des organes lumineux : 2) Présence de bactéries bioluminescentes : a) la symbiose bactérienne: Principe de l’expression du Quorum Sensing

b) Exemple d’un organisme hôte et de son symbiote : vibrio fischeri et eupryma scalope Vibrio fischeri contenue dans les glandes paires de la cavité du manteau : -Plus de substance lumineuse des photophores - production de protéines nutritives

Bilan des différentes sécrétions lumineuses • Extra glandulaire • Intra glandulaire – Photocytes – Photophores • Symbiose bactérienne

III- Contrôles de la bioluminescence : - Contrôle indirect => phénomène neuromusculaire - Contrôle direct => innervation des photocytes - Rotation de l’organe bioluminescent (oppositions d’écrans) - Influence de facteurs extérieurs (lumière, concentration en ions de l’eau, température…)

Contrôle Indirect Extra glandulaire photocyte photophore symbiose + Contrôle direct Rotation de Facteurs l’organe extérieurs + + + + +

IV- Rôles de la bioluminescence 1) L’éclairage : - éclairage du champs visuel de l’animal : ex : Photoblépharon - éclairage de l’animal lui-même : ex : Stomias

photoblépharon

Stomias

IV- Rôles de la bioluminescence 2) Signes de reconnaissance spécifique : - Reconnaissance entre espèce (jeunes et adultes) - Parades nuptiales

Différents exemples de parades nuptiales : - Seulement chez la femelle - 2 larges bandes transversales et 2 petites tâches - Révélation de l’abdomen Photographie de Lampyris noctiluca

Différents exemples de parades nuptiales : Parades plus complexes : spots lumineux Photographie de Anomalops

IV- Rôles de la bioluminescence 3) La protection : - Surprise : ex : crevette, acholoe, attola - Camouflage : ex : photoblépharon, Argyropelecus

Exemple d’animaux dont le rôle de la bioluminescence est l’effet de surprise : Augmentation de la taille Photographie de la bioluminescence de la méduse Atolla

Exemple d’animaux dont le rôle de la bioluminescence est l’effet de surprise : Sacrifice d’un fragment lumineux Photographie de Acholoe

Exemple d’animaux dont le rôle de la bioluminescence est le camouflage : Contre éclairage Photographie de Argyropelecus

IV- Rôles de la bioluminescence 4) La prédation : Mimétisme d’une parade nuptiale Photographie de la femelle Photuris dévorant le mâle Photinus

Bilan des rôles de la bioluminescence • Éclairage • Reconnaissance spécifique • Protection – Surprise – Camouflage • Prédation

Conclusion : • Majoritairement en milieu marin • Évolution des Rôles et des contrôles parallèlement à celle des organes lumineux • De plus en plus utilisée en cancérologie