Les feux d'artifice du 4 juillet sont peut-être à couper le souffle, mais les Américains n'ont pas à attendre un spectacle de lumière spectaculaire: le monde est en ébullition, des profondeurs de la mer à l'herbe sous vos pieds lors des nuits d'été gluantes. La bioluminescence, la production de lumière vivante par le biais de bactéries ou de réactions chimiques incandescentes, est l’un des miracles les plus miraculeux de la nature. Et c'est étonnamment abondant, ayant évolué près de 30 fois chez les poissons marins seulement. Mais il y a quelque chose de curieux à propos de ces feux d'artifice naturels: ils semblent avoir évolué pour devenir des catégories de couleurs contenues qui se révèlent tout aussi patriotiques.
Voici pourquoi les bleus, les rouges et les jaunes ont tendance à dominer le spectre lumineux du monde naturel.
Deep Ocean Blues
La baudroie femelle peut porter jusqu'à huit mâles sur son corps, où ils ne s'éloignent guère plus que des testicules. (Spider.Dog / Flickr) Les nuits sans lune dans certaines parties du monde, la surface de la mer scintille de fleurs bleues de plancton bioluminescent. La prévalence de ce phénomène ne fait qu'augmenter avec la profondeur: plus de 50% des habitants des eaux profondes brillent. En fait, environ 80% de la bioluminescence de notre planète se trouve sous la surface de l'océan, des milliers d'espèces de poissons, de bactéries, d'algues et de vers illuminant les recoins des abysses. Pourtant, malgré cette diversité, la bioluminescence de la mer est presque toujours émise dans une nuance: le bleu. Pourquoi?
Il s'avère que, grâce à sa longueur d'onde intermédiaire, la lumière bleue se déplace le plus loin dans l'eau. Les lumières visibles ayant de grandes longueurs d'onde (telles que le rouge) et de très courtes longueurs d'onde (telles que le violet) sont absorbées plus rapidement et filtrées. Ce phénomène explique aussi pourquoi l’océan apparaît en bleu. Briller dans les teintes de l'aigue-marine est donc le système le plus efficace pour éclairer la voie. «Il y a eu une certaine convergence sur la lumière bleue [dans les environnements marins]», déclare Matthew Davis, biologiste marin à la St. Cloud University.
Plus de la moitié des espèces de poissons bioluminescentes connues génèrent leur propre lumière par le biais de réactions chimiques internes. Le reste repose sur le travail d'équipe entre les poissons du propriétaire et une population foisonnante de bactéries locataires rougeoyantes qui habitent un organe lumineux situé sur le corps du poisson. Dans ce dernier cas, les poissons naissent mats et doivent devenir des étoiles: à mesure qu'ils se développent, ils invitent des microbes rougeoyants des eaux environnantes dans leur corps, où les bactéries bénéficient d'un abri et d'un aliment en échange du travail de la lumière.
Cette lumière vivante remplit différentes fonctions pour différentes créatures. Pour certains, c'est une arme de chasse puissante - un phare qui ouvre la voie aux poissons prédateurs. Pour d’autres, c’est un phare qui annonce la réceptivité aux partenaires potentiels.
Le poisson de baudruche infâme semble utiliser bioluminescence pour les deux. Les femelles portent des orbes bleus saisissants qui pendent au-dessus de leur tête, comme des cannes à pêche en néon, assez brillantes pour attirer leurs proies jusqu'à deux fois leur taille dans leurs mâchoires à pleines dents. Mais ces lanternes séduisantes aident également les hommes malchanceux à faire une allumette. Et s'il est difficile de rater les crevettes, les hommes sont tragiquement faibles en comparaison - à plus d'un titre.
Les poissons mâles sont nés avec un seul objectif: trouver un partenaire. En tant que tels, ils ne nécessitent aucun accessoire lumineux - seulement un odorat puissant, pour détecter les phéromones femelles, et des yeux perçants, pour entrevoir l'éclat spécifique à une espèce de partenaire potentiel. Ici, la lumière bleue est d’une importance primordiale: il est dans l’intérêt supérieur de l’espèce que la femelle brille aussi fort que possible et que le mâle investisse toutes les ressources possibles pour la repérer. En tant que tel, la baudroie mâle a à peine un tube digestif à proprement parler et aucun instinct de chasse.
Mais trouver même un compagnon bleu vif dans une mer de ténèbres est une tâche ardue: jusqu'à 99% des hommes mourront de faim. C'est peut-être le moindre des deux maux. Un pêcheur à la ligne réussi n'a que des moments à célébrer: dès qu'il touche sa nouvelle épouse, il s'attache , littéralement. Son corps commence rapidement à se désintégrer, fusionnant sa chair dans la sienne jusqu'à ce qu'ils ne deviennent plus qu'un. En fin de compte, il ne reste presque plus que le mâle pour ses testicules. Une femme portera plus de six hommes sur son corps à la fois en tant que sacoches permanentes de sperme pour une utilisation ultérieure, à sa discrétion.
Il semble que la lumière bleue ne soit pas toujours quelque chose que vous souhaitiez suivre.
Illuminer la nuit
Les lucioles parlent dans leur propre langage de lumière, chaque espèce utilisant un code distinct. (Mike Lewinski / Wikicommons) Au-dessus de l'eau, où la lumière est abondante, la bioluminescence n'a pas le même avantage concurrentiel. Il est beaucoup moins courant de voir des créatures dépenser de l'énergie pour produire leur propre lumière lorsque l'environnement la leur fournit. c'est pourquoi on suppose que la bioluminescence terrestre a évolué beaucoup plus tard que la marine. Toutefois, lorsque les créatures terrestres s’illuminent, elles ont tendance à briller en jaune ou en vert - et cela va probablement remplacer le soleil couchant, car le crépuscule masque le paysage.
«La sélection naturelle favorise les signaux les plus facilement perceptibles - avec le contraste le plus élevé avec l’environnement environnant», explique l’entomologiste de l’Université de Floride, Marc Branham.
La luciole (ou la foudre, selon l'endroit où vous vivez) est plus connue, avec plus de 2 000 espèces qui illuminent les nuits d'été par des éclairs jaune-vert-or. On pense que la bioluminescence de lucioles est à l’origine d’un avertissement aux prédateurs: j’ai l’air jolie, mais mon goût est mauvais. Mais au fil du temps, ces affichages ont été réutilisés pour l'amour. Le langage amoureux principal de la luciole est la lumière, et la parade nuptiale est un processus très clinquant. Les mâles et les femelles scintillent, et chaque espèce de luciole a élaboré un code unique pour aider les partenaires potentiels à surmonter le bruit.
La naturaliste Lynn Faust, auteur de Fireflies, Glow-worms et Lightning Bugs, travaille avec des lucioles «loopy 5», surnommées en partie pour leurs danses aériennes saisissantes. «Ils combinent des flashs et des lueurs et des boucles et tourbillonnent dans des« trains de flash », dit Faust. «Ce doit être pour plaire aux dames.» Selon Faust, de tels étalages complexes ne sont pas bon marché: les hommes y investissent une énorme quantité de travail et d’énergie, en dépit de leur très courte durée de vie.
Mais certains hommes ont peut-être développé une astuce astucieuse pour doubler leur puissance: ils réfléchissent leurs éclairs sur des plans d'eau reflétant leurs mouvements, ce qui leur donne un aspect «super-mâle». Si Faust n'est pas sûr que ce soit tout à fait intentionnel, cette espèce de luciole a évolué pour vivre presque exclusivement autour des étangs et des marais.
Avec les lucioles, cependant, les méchants se cachent parmi les artistes. Les lucioles Photuris versicolor femelles, appelées de manière appropriée femme fatales , imiteront les signaux lumineux d'autres espèces - mais lorsque les hommes approchent du sexe attendu, ils sont dévorés à la place.
Malheureusement, la plupart des insectes de la foudre ont de plus gros problèmes à s’inquiéter. La pollution lumineuse toujours croissante dans les centres urbains du monde obscurcit la bioluminescence naturelle, ce qui rend plus difficile la communication et la reproduction pour les créatures éclatantes. Faust craint que le degré de pénétration de la bioluminescence des insectes ne se dégrade dans les années à venir.
Le quartier rouge
Les corps des vers de chemin de fer sont ornés de lignes pointillées de vert qui donnent l’impression de fenêtres allumées le long du train (d’où leur nom). Mais au-dessus de leurs têtes, ces "vers" portent des feux rouges qui éclairent subrepticement le chemin qui les attend. (Aaron Pomerantz / Wikimedia Commons) La lumière rouge est relativement rare chez les créatures marines et terrestres, car ces longueurs d'onde plus longues peuvent être trop faibles pour même les yeux humains. Mais certains animaux ont profité de ce fait. Par exemple, dans les eaux profondes, de nombreux poissons ont perdu la capacité de voir le rouge. Cela se révèle bénéfique pour les espèces peu présentes dans la chaîne alimentaire: orner vos écailles de nuances de rubis signifie revêtir un manteau d'invisibilité.
À moins que vous ne soyez chassé par un poisson-dragon à la guillotine. Le feu de position arraché - du nom de sa gueule semblable à une souricière, qui décroît de manière disgracieuse pour pouvoir avaler toute sa proie - est le maître de la furtivité. Mais son sourire inquiétant n'est même pas la caractéristique la plus unique de ce ninja des profondeurs de la mer.
Comme beaucoup de ses voisins, le phare à mâchoires lâches produit d'abord une lumière bleue, en l'occurrence de petites glandes situées sous les yeux. Mais dans une torsion colorée, il est capable de résorber cette lumière bleue en une protéine qui brille d'un rouge subtil. Selon le biologiste Leo Smith, le biologiste Leo Smith, qui étudie l'évolution de la bioluminescence à l'institut de biodiversité de l'université du Kansas à Lawrence, se base sur le processus de réabsorption / réémission.
De plus, contrairement à la plupart des autres poissons d'eaux profondes, le phacochère à bras levé est également l'un des rares poissons capables de voir les longues longueurs d'onde rouges en produisant un dérivé de la chlorophylle, le pigment de conversion de la lumière que l'on trouve généralement dans les plantes. Dans un monde où la lumière rouge pourrait aussi bien ne pas être du tout une lumière, cette capacité inhabituelle permet à la mâchoire large du feu rouge de traquer sa proie sans être détectée.
Les créatures terrestres ont ramassé un gadget similaire. Les vers de chemin de fer (qui ne sont en réalité pas du tout des vers, mais la forme larvaire d'un type de coléoptère) utilisent également des projecteurs rouges montés sur la tête pour se faufiler autour du sol de la forêt. Comme des versions terrestres de libellule, ils utilisent cette longueur d'onde privée pour piéger des proies myopes comme des braconniers minuscules dans des lunettes de vision nocturne.
Alors, le 5 juillet, lorsque vous assisterez à un retrait de feux d'artifice, n'oubliez pas les lumières vivantes qui se déroulent tout autour de vous. Et aussi, soyez reconnaissant de ne pas être harcelé par un feu rouge.
