Cet article est extrait de Hakai Magazine, une publication en ligne sur la science et la société dans les écosystèmes côtiers. Lisez d'autres histoires comme celle-ci sur hakaimagazine.com.
Alors que je descends dans les eaux sombres, mes lampes de poche bleues révèlent un affichage spectaculaire de couleurs fluorescentes émanant de certains coraux et créatures marines ci-dessous. Normalement difficile à détecter à l'œil nu, ce spectacle de lumière secret et coloré brille aussi fort qu'une discothèque des années 80 dans le rayon de mes lumières.
La fluorescence sur le récif se produit lorsque la lumière bleue à longueur d'onde plus courte est absorbée par des protéines spéciales dans les tissus et est réémise sous forme de feuilles vertes, de rouges, d'oranges et de jaunes à longueur d'onde plus longue. Alors que l'océan filtre naturellement la lumière, laissant le monde sous-marin principalement dans une zone bleue au-dessous de 15 mètres environ, l'ajout de lumière bleue concentrée provenant des lampes de poche et des flashes attachés à mon appareil photo stimule la réponse la plus forte des protéines fluorescentes. Des filtres jaunes sur mes lentilles et mon masque de plongée bloquent la lumière bleue stimulante, me permettant de voir et de capturer toute l'étendue du spectacle psychédélique.
Je photographie la fluorescence marine depuis plus de 25 ans, de la mer Rouge aux Philippines. Je travaille toujours la nuit, lorsque la fluorescence est plus prononcée sur le fond sombre.
La fluorescence marine a déjà été considérée comme un phénomène sans fonction biologique, mais les scientifiques du monde entier exposent progressivement ses rôles complexes. Loin d'être biologiquement hors de propos, les protéines sont peut-être essentielles à la santé de l'écosystème récifal et à sa capacité à faire face au stress.
Les protéines photo ou fluorescentes responsables de la fluorescence, également appelées pigments, sont des molécules polyvalentes. Dans les bas-fonds, où les rayons du soleil sont intenses, les protéines agissent comme un type d'écran solaire pour un récif de corail, réduisant ainsi le stress lumineux.
Dans des eaux plus profondes et plus sombres, ces protéines de certains types de coraux servent à améliorer la lumière. Tous les coraux vivent en symbiose avec des algues qui fournissent de l'énergie à leur hôte par la photosynthèse. Les protéines aident à exploiter et à canaliser la lumière disponible, garantissant que même les algues situées à l'intérieur des cellules d'un corail peuvent y accéder.
La plupart des 83 espèces cryptiques que le biologiste marin Maarten De Brauwer et son équipe ont documentées comme fluorescentes sont des prédateurs, y compris le poisson scorpion à glands, qui chasse les plus petits poissons et crustacés. Celui-ci a été trouvé dans la mer Rouge en Égypte. (Louise Murray) La quantité de protéine fluorescente produite par un corail est déterminée par sa génétique et la force avec laquelle les gènes sont exprimés. «La production de pigments varie énormément entre les individus de la même espèce», explique Jörg Wiedenmann, responsable du laboratoire Coral Reef Laboratory à l'université de Southampton, au Royaume-Uni. «L’un peut produire une forte fluorescence tandis que l’autre ne produit que peu ou pas de couleur.» Dans des conditions normales, un corail doté d’une biofluorescence spectaculaire peut croître plus lentement que son voisin moins coloré, car il dépense plus de son énergie pour la production de protéines fluorescentes. taxé par la lumière du soleil.
La fluorescence marine existe chez divers organismes marins, dans les eaux tempérées et tropicales. Si les rôles des molécules fluorescentes sont maintenant relativement bien compris chez les coraux, on ne peut en dire autant de leur rôle chez les poissons. «Mais il est clair que la fluorescence joue un rôle important dans la vie de certains poissons», déclare Nico Michiels, écologiste à l'Université de Tübingen en Allemagne, en précisant toutefois que les données sont encore limitées et préliminaires. Les biologistes ont découvert que certains poissons avaient des filtres jaunes dans les yeux, ce qui semble corroborer la théorie selon laquelle la biofluorescence est beaucoup plus qu'un joli sous-produit.
L'équipe de Michiels a enquêté sur la fluorescence de centaines d'espèces de poissons et a trouvé des modèles distincts. Les espèces plus petites sont plus susceptibles de produire une fluorescence que les plus grandes. Il existe également une forte corrélation entre un mode de vie très camouflé et une fluorescence vive. Les prédateurs en embuscade, comme le poisson de pierre et le poisson scorpion, en sont un bon exemple: les motifs de fluorescence brisés de ces poissons peuvent les aider à se fondre dans un fond de récif fluorescent. Chez certaines espèces présentant des différences d'aspect distinctes entre les mâles et les femelles, la fluorescence semble également jouer un rôle dans l'attirance sexuelle.
Les petits poissons vivant dans des écoles peuvent également utiliser la fluorescence rouge dans la région de leurs yeux pour communiquer à courte distance. La lumière rouge ne se déplacera pas très loin dans l'eau, si bien que des poissons comme le gobie aux yeux rouges peuvent communiquer au sein d'un essaim sans attirer l'attention des prédateurs. Le poisson-grenouille poilu, qui fait partie de la famille des poissons-coquillages, contient des protéines fluorescentes qui peuvent aider à attirer des proies imprudentes. Et les scientifiques soupçonnent que certains poissons émettent de la fluorescence de sorte que leur lumière se reflète sur les yeux de leurs proies, ce qui facilite la localisation du repas potentiel.
Les espèces fortement camouflées sont souvent classées parmi les données insuffisantes pour le risque d'extinction, car elles sont si difficiles à trouver. Mais le biologiste marin belge Maarten De Brauwer de l’Université de Leeds au Royaume-Uni a examiné des centaines de poissons au large de l’Indonésie, de l’île Christmas et des îles Cocos et a découvert que 87% des espèces considéraient la fluorescence à usage cryptique. Inspiré par le travail des scientifiques du corail qui ont utilisé des lumières bleues pour repérer de nouvelles et très petites colonies de coraux, il a cherché à savoir si les lumières bleues pourraient les aider à localiser et à compter des espèces difficiles à trouver comme le petit hippocampe pygmée. «Nous avons réussi à trouver le double du nombre d'hippocampes avec des lumières bleues par rapport aux conditions de relevé normales», explique-t-il. "Puisque la biofluorescence est omniprésente chez les espèces cryptiques, la lumière bleue apparaît comme un outil très utile pour étudier les animaux qui seraient autrement négligés."
Il reste encore beaucoup à découvrir sur la fluorescence dans la vie marine, mais équipez-vous d’une lumière bleue et de vos propres filtres jaunes et vous le verrez peut-être par vous-même.
Le petit gobie aux yeux rouges se rencontre par petits groupes nageant autour du corail d’ Acropora et se nourrissant de zooplancton. Le poisson a des yeux fluorescents, ce qui peut lui permettre de communiquer secrètement avec les autres membres du groupe. Ce gobie nageait dans la mer Rouge. (Louise Murray) 
Aux Philippines, les tentacules fluorescents de cette anémone illuminent son anémone poisson résident et peuvent attirer une proie planctonique pour que l'anémone puisse dîner. (Louise Murray) 
Un récif corallien pris à grand angle à Anilao, aux Philippines, éclairé de lumière bleue la nuit, montre des pigments fluorescents. Dans les eaux peu profondes, les coraux durs fluorescent principalement en vert ou en jaune, tandis que les éponges et les coraux mous fluorescent souvent en rose et en rouge. Les échinodermes, tels que cette étoile à plumes se nourrissant dans le courant, peuvent émettre une fluorescence, mais la raison pour laquelle certaines personnes ne le font pas n’est pas encore connue. (Louise Murray) 
Un récif de corail à Dauin, aux Philippines, éblouit de couleurs. (Louise Murray) 
Le poisson-lézard gracile a une fluorescence inégale qui pourrait l’aider à se fondre dans l’arrière-plan irrégulier où il attend le passage des petites proies. Photographié à l'île d'Apo, aux Philippines. (Louise Murray) 
Des anémones de tube sont enterrées sous le sable pendant la journée. Ils sont difficiles à photographier car ils sont tous deux sensibles à la lumière et aux ondes de pression d'un plongeur qui approche. La fluorescence verte la plus forte de cette image entoure la bouche de la créature, mais ses tentacules brûlants présentent des taches vertes qui pourraient attirer sa proie planctonique. Photographié à l'île d'Apo. (Louise Murray) 
Une étoile de mer bleue, non fluorescente, repose sur un corail dur de couleur verte et jaune vif sur un récif de Dauin. (Louise Murray) 
Pourquoi les rhinophores, les branchies, les pièces buccales et la marge de ce fluorescent pour nudibranche de Nembrotha kubaryana n’est-elle pas connue, mais les pigments pourraient servir à annoncer sa nature toxique aux prédateurs potentiels. Photographié à Dauin. (Louise Murray) 
Un homard assis capturant des vers marins et des larves de poissons se distingue à la surface d'un corail dur fluorescent de couleur vive, vert et violet, à Dauin. (Louise Murray) 
La fluorescence vive des tentacules d'une anémone se détache sur les sables volcaniques sombres de Dauin. (Louise Murray) 
On trouve souvent l'hippocampe épineux avec la queue enroulée autour d'éponges ou d'algues. Cette personne photographiée dans le détroit de Lembeh, en Indonésie, a présenté une fluorescence rouge lors d'une chasse nocturne. Tous les individus ne fluorescent pas. (Louise Murray) 
Les polypes roses de ce corail à Dauin s'étendent la nuit pour attraper le plancton afin de compléter les sucres qu'il reçoit des algues photosynthétiques qui vivent à l'intérieur de ses tissus. (Louise Murray)
