Luciole

Définition

La luciole est un insecte coléoptère ailé de la famille des lampyres qui émet une lumière jaune-verte. Les lucioles, de la sous-famille Luciolinae, dont mâles et femelles produisent une luminescence sont souvent confondues avec les vers luisants dont seules les femelles émettent de la lumière.

Une luciole mâle Photinus pyralis :

La luciole orientale Photinus pyralis commune produit de la lumière par une réaction chimique qui dynamise une molécule afin qu'elle puisse libérer un photon. Le bas-ventre d'une luciole commune contient des cellules qui produisent des éclairs de lumière rapides.

Explications

Au sens strict, le mot luciole devrait être réservé au genre Luciola, de la tribu Luciolini, dans la sous-famille des Luciolinae, dans la famille Lampyridae. C'est le cas de la luciole européenne (trouvée en France) avec l'espèce Luciola lusitanica. La tête n'est pas complètement recouverte par le pronotum dont les bords ne sont pas aplatis. Les deux sexes avec des élytres et des ailes développés.

Les espèces du genre Luciola sont capables de produire de la lumière jaune-verdâtre aussi bien à l'état adulte (mâles et femelles) que larvaire. Si les mâles produisent souvent une lumière continue, les femelles plus discrètes émettent une lumière par intermittence, clignotante.

Vol des lucioles mâles

Alors que le crépuscule tombe sur les prairies herbeuses et les lisières des forêts, les mâles des lucioles virevoltent, allumant et éteignant des lanternes bioluminescentes dans leur abdomen. Au sol, les femelles clignotent en réponse, attirant les mâles pour un rendez-vous reproductif.

Le vol des lucioles :

En saison chaude, le vol des lucioles (points verts) Luciola lusitanica est un spectacle délicat et rare. Ici, près du lac de Garde dans le Piémont italien. Peu de phénomènes naturels peuvent égaler la magie des lucioles qui clignotent dans les hautes herbes une nuit d'été.

Production luminescente

La fonction romantique du flash de lumière est connue depuis longtemps. Ce qui a été découvert plus récemment est une compréhension claire de la façon dont cela intervient. Les scientifiques ont suivi le trait jusqu'à un ensemble de cinq molécules situées dans des cellules productrices de lumière appelées photocytes qui tapissent la lanterne d'une luciole : luciférine, luciférase, adénosine triphosphate (ATP), oxyde nitrique (NO) et oxygène.

Une luciole mâle :

Cette luciole émet une lumière verte-jaune. Le mâle se signale aux femelles plus discrètes. Une molécule de luciférase contient des trous cubiques qu'elle utilise pour réunir deux autres molécules, créant un complexe qui, lorsqu'il est combiné avec de l'oxygène, est capable de produire un flash de lumière.

Les insectes n'ont pas de poumons comme les humains, mais transportent l'oxygène dans leur corps à travers des tubes appelés trachéoles. L'oxygène traverse les trachéoles et pénètre dans les photocytes, où il se lie aux mitochondries. Normalement, les mitochondries utiliseraient l'oxygène pour libérer de l'énergie pour les processus cellulaires réguliers. Mais quand il est temps de briller, les lucioles envoient de l'oxyde nitrique pour se lier aux mitochondries à la place, libérant l'oxygène pour alimenter le spectacle de lumière sur le point de commencer. L'oxygène pénètre dans une autre structure cellulaire, le peroxysome, et c'est là que le plaisir commence.

À l'intérieur du peroxysome, des réactions bioluminescentes surviennent à l'aide de la luciférase, une enzyme dotée de petits trous personnalisés (appelés "sites de liaison") pour la luciférine et l'ATP. La luciférine et l'ATP se glissent dans les sites de liaison, ce qui rapproche suffisamment les deux molécules l'une de l'autre pour qu'elles puissent se combiner pour former un complexe luciférine-ATP.

Une molécule de l'oxygène libéré se combine ensuite avec le complexe pour former l'oxyluciférine, une molécule "excitée" désireuse de libérer une bouffée d'énergie. Lorsqu'il le fait, il le libère sous la forme d'un photon - un paquet de lumière - créant la lueur jaune-vert caractéristique. Une autre enzyme, l'enzyme de régénération de la luciférine, transforme ensuite l'oxyluciférine en luciférine, prête à faire un autre flash.

✅ Dans une réaction de bioluminescence de luciole, une enzyme connue sous le nom de luciférase utilise l'adénosine triphosphate (ATP) pour activer une molécule appelée luciférine. Le produit de cette réaction se combine avec l'oxygène moléculaire pour produire une espèce d'oxyluciférine à l'état excité. Lorsque l'oxyluciférine revient à son état fondamental, l'énergie est libérée sous forme de lumière. Il existe bien sûr des variations sur ce thème. L'un des aspects fascinants de la bioluminescence est le nombre de variations qui ont évolué. Différents organismes ont mis au point des luciférines et des enzymes structurellement différentes pour atteindre la bioluminescence.

Potentiel en biomimétisme

Étant donné que les lucioles produisent de la lumière sans excès de chaleur, imiter leurs méthodes peut aider à ouvrir la voie au développement de sources de lumière artificielle plus économes en énergie. Et le mécanisme d'utilisation de la présence d'une seule molécule (dans ce cas, l'oxygène) comme interrupteur peut inspirer de nouvelles façons d'alterner entre la lumière et l'obscurité sur des périodes de temps extrêmement courtes - un effet qui pourrait être utile dans les écrans d'affichage et autre électronique.

De plus, comme il a besoin d'ATP pour briller et que l'ATP se trouve dans les micro-organismes, la combinaison luciférine-luciférase a été utilisée pour détecter la présence de germes dans des boissons telles que le lait de soja et le thé.

Sous-famille Luciolinae

Les Luciolinae font partie des plus grandes sous-familles de lampyres (Lampyridae). Tous les insectes semblent être des lucioles "clignotantes" (par opposition à des lucioles "à lueur continue"). Ils sont une lignée diversifiée, s'étendant dans les parties chaudes de l'Eurasie jusqu'en Europe tempérée et en Asie de l'Est et au sud jusqu'à la région australienne.

Les larves sont de type campodéoïde, mènent un mode de vie terrestre ou aquatique. Les larves se nourrissent de limaces et de gastéropodes terrestres. Elles se cachent dans leurs coquilles.

Les lucioles adultes ailées, mâles et femelles, ont des pièces buccales réduites et ne se nourrissent pas, vivant de l'apport de nutriments accumulés au stade larvaire.

En rapport avec "luciole"

• lampyre

  

  Un lampyre (Lampyris noctiluca) est un coléoptère de la famille des Lampyridés dont les femelles émettent une lumière phosphorescente verte.

• luciférine

  

  La luciférine est une substance produisant la luminescence de certains insectes (luciole, lampyre).

• luminescence

  

  La luminescence est toute émission de lumière qui ne peut être attribuée simplement à la température du corps émetteur.

• ver luisant

  

  Un ver luisant est un coléoptère des familles Lampyridae ou Phengodidae qui produit une lueur verdâtre ou bleuâtre pour attirer les mâles (phosphorescence...