La plupart des habitants de la terre ne connaissent la bioluminescence que dans le contexte des lucioles. Mais ce phénomène naturel est beaucoup plus répandu que ne le laissent entendre ces merveilles ailées. La grande majorité des créatures bioluminescentes de la planète se trouvent en réalité dans l'océan, des bactéries aux méduses en passant par les requins.
Les scientifiques savaient que de nombreux poissons étaient bioluminescents, mais ils ne pouvaient que deviner à quel point la production de lumière était commune chez ces animaux. De nouvelles recherches révèlent des résultats surprenants: jusqu'à 80% des poissons à nageoires rayonnées vivant en eau libre, allant de la baudroie des grands fonds aux poissons-lampes de poche des récifs de corail, fabriquent leur propre lumière. De plus, le phénomène a évolué de manière indépendante dans ce groupe 27 fois. Comme le rapportent les chercheurs dans PLOS ONE, cette prévalence étonnamment élevée implique que, pour les poissons, produire leur propre lumière est plus qu'une astuce: elle doit également comporter des avantages importants.
«Le fait que la bioluminescence ait évolué à maintes reprises indique qu'il a une grande importance biologique», déclare Matthew Davis, biologiste à la St. Cloud State University du Minnesota, qui a dirigé l'étude. "Nous pensons également que l'évolution répétée de la bioluminescence était essentielle à la diversification des espèces dans les milieux d'eaux profondes et de moyenne mer."
Pour un poisson, l’éclairage dépend d’un mélange de produits chimiques destiné à la fabrication de photons, ou d’une association avec des bactéries utiles qui s’occupent de l’éclairage en échange d’un abri. Les poissons dépendent de la bioluminescence pour un certain nombre de tâches importantes, allant de trouver une proie à l’éviter de devenir une proie, en passant par la recherche de partenaires et la communication par le biais de modes de clignotement spécifiques, tels que les lucioles. «C'est excitant, car si vous avez des changements dans la communication avec la lumière, vous avez alors le potentiel pour des isolements génétiques», explique Davis.
La bioluminescence se manifeste de différentes manières, notamment par des organes oculaires spéciaux qui aident les petits gars à repérer les prédateurs, des haltères dont les extrémités lumineuses jouent le rôle de leurres et un contre-éclairage, ou par bioluminescence pour masquer une silhouette sombre contre la lumière. Et certaines espèces exceptionnellement évolutives sortent même du goo bioluminescent pour distraire les prédateurs.
Un aspirant (Porichthys) émettant de la lumière à partir de photophores ventraux. En plus de rayonner de manière attrayante, le poisson-aspirant est également célèbre pour ses bourdonnements forts utilisés en parade nuptiale. (Matt Davis) 
Le poisson lampe de poche tire son nom des bactéries émettrices de lumière présentes dans les organes situés sous ses yeux. (Matt Davis) 
Un poisson-dragon à ventre noir (Stomias atriventer) a des photophores bioluminescents sur son ventre. (Leo Smith) 
Poisson-dragon noir (Idiacanthus) conservé avec barbeau bioluminescent. (Matt Davis) 
Une poisson-hachette en argent avec un ventre bioluminescent. (Leo Smith) Alors que les enquêtes précédentes identifiaient des groupes de poissons bioluminescents, personne n’avait jamais examiné le phénomène dans le contexte de l’histoire évolutive de tous. Davis et ses collègues ont analysé un fragment de gène mitochondrial et dix fragments nucléaires, acquis par le biais d'études antérieures et de bases de données ouvertes, pour 301 groupes taxonomiques de poissons à nageoires rayonnées, groupe qui comprend la quasi-totalité des poissons du monde. Ils ont utilisé des méthodes statistiques pour reconstruire combien de fois la bioluminescence a évolué indépendamment. Ces méthodes ont également estimé combien de temps différentes lignées avaient divergé et quand la bioluminescence avait éclairé leur histoire évolutive.
Les résultats ont révélé que la bioluminescence avait évolué 27 fois indépendamment parmi 14 groupes de poissons majeurs, remontant à 150 millions d'années au Crétacé inférieur. Parmi ces événements, 17 sont le résultat d'une symbiose avec des bactéries productrices de lumière, bien que les chercheurs aient constaté qu'un nombre global plus grand d'espèces de poissons produisent leur propre lumière plutôt que de compter sur des bactéries.
«C’est la publication scientifique la plus complète jamais réalisée sur la distribution de la bioluminescence chez les poissons, et les auteurs montrent que la bioluminescence a évolué de manière bien plus indépendante que prévu», déclare Prosanta Chakrabarty, conservateur des poissons au Musée des sciences naturelles de l’Université d’Etat de Louisiane, qui n'a pas été impliqué dans la recherche. «Maintenant que cet article résout le mystère de l'étendue de la luminescence chez les poissons, nous pouvons commencer à nous demander comment la bioluminescence a évolué - ce qui reste l'une des plus grandes questions de l'histoire naturelle - et en quoi chaque évolution indépendante était différente."
