Une nouvelle étude de l'Université de Tohoku au Japon a révélé que Parapriacanthus ransonneti, une petite espèce de poisson à œil d'or vivant dans l'océan Pacifique, obtient sa propre capacité bioluminescente en « volant » des molécules luminescentes à ses proies. Il est considéré comme le seul exemple connu d’un animal « important » des protéines luminescentes de cette manière.

Les chercheurs ont découvert grâce au séquençage de haute précision du génome entier que ce petit poisson, d'environ 7 centimètres de long, ne possède pas le gène de l'enzyme clé responsable de la bioluminescence, la luciférase, et il n'y a aucune preuve d'acquisition du gène auprès d'autres espèces par le biais d'un "transfert horizontal de gène". Normalement, la bioluminescence nécessite que l'organisme lui-même porte et exprime les gènes pertinents, mais la daurade aux yeux d'or n'a pas de modèle génétique pour synthétiser cette enzyme électroluminescente.

Au contraire, l'équipe a confirmé que ce poisson obtient directement la protéine luciférase qui a été synthétisée dans le corps de l'adversaire en s'attaquant à une sorte de proie appelée « luciole de mer » (plancton lumineux appartenant aux crustacés et aux ostracodes), et la « transporte » vers son propre organe émetteur de lumière pour l'utiliser. Les chercheurs ont écrit dans l'article que cette approche signifie que la brème aux yeux d'or ne peut pas produire de luciférase elle-même, mais qu'elle obtient la lumière en « accumulant et en utilisant la protéine luciférase de la proie », un phénomène connu sous le nom de « kleptoprotéinisme ».

Ce mécanisme s'apparente à une sorte de « vol » au niveau moléculaire. Lorsque la daurade aux yeux dorés se nourrit d'ostracodes lumineux, elle n'obtient pas l'ADN ou les gènes de l'adversaire, mais s'empare directement des protéines fonctionnelles produites par l'adversaire et les redéploye dans ses propres tissus. Ce schéma est extrêmement rare dans la nature et constitue le seul cas de vertébré clairement signalé comme acquérant des fonctions en «volant des protéines de proies».

Les recherches soulignent que cette stratégie présente des avantages évidents en matière d’économie énergétique. Le maintien d’un ensemble de gènes et de voies métaboliques capables de produire indépendamment des enzymes luminescentes et des molécules chimiques associées imposera une charge énergétique considérable aux organismes. La daurade aux yeux dorés a recours à la « production externalisée » pour confier le coûteux processus de synthèse biochimique à ses proies comme les lucioles marines. Il est uniquement responsable de la capture et du recyclage de ces « ressources moléculaires prêtes à l’emploi », économisant ainsi de l’énergie tout en acquérant la capacité d’émettre de la lumière.

Ce qui est encore plus surprenant, c'est que cette bioluminescence n'est pas utilisée pour attirer des partenaires ou piéger des proies, mais pour se camoufler et se cacher. L'équipe de recherche a expliqué que dans les eaux faiblement éclairées par la lune, lorsque les prédateurs regardent un banc de poissons d'en bas, ils peuvent identifier la cible grâce à la silhouette du poisson dans l'eau. Mais une fois que le vivaneau aux yeux d'or utilise les protéines luminescentes « volées » dans son corps pour éclairer son abdomen et d'autres organes émetteurs de lumière, il peut compenser sa propre ombre sous la lumière de fond du plan d'eau et s'intégrer visuellement à l'environnement. Cette stratégie est appelée « camouflage de contre-éclairage ».

Dans les images capturées, les chercheurs ont montré la lumière bleue émise par la surface ventrale du vivaneau à œil d'or et ont souligné que ces enzymes et molécules chimiques utilisées pour la bioluminescence ne sont pas biosynthétisées par le poisson lui-même, mais sont obtenues à partir de proies par l'alimentation et stockées dans le corps. Ce camouflage lumineux de style « cape d'invisibilité » est l'une des méthodes de dissimulation les plus sophistiquées connues dans la nature, améliorant considérablement la capacité des poissons à éviter les prédateurs dans l'océan.

Cependant, cette stratégie de « luminescence externalisée » a également une condition préalable, c'est-à-dire que la daurade aux yeux dorés doit être dans un environnement avec suffisamment de proies de « lucioles de mer » pendant une longue période, afin qu'elle puisse continuellement « reconstituer » le système de luminescence interne. L'équipe de recherche a souligné que chaque fois que vous mangez des ostracodes luminescents, cela équivaut à « alimenter » la protéine luminescente du corps. L'intensité lumineuse ne reste pas constante, mais est constamment mise à jour au fur et à mesure que la protéine est consommée et réingérée.

Les auteurs de l'article soulignent que leurs résultats indiquent que les organismes peuvent acquérir de nouvelles fonctions directement en « volant » les protéines de leurs proies au cours de l'évolution, sans recourir au transfert horizontal de gènes. À l'heure actuelle, les mécanismes spécifiques de « détournement » et de transport des protéines n'ont pas été entièrement élucidés, mais les données sur le génome entier de la daurade aux yeux d'or fournissent une plate-forme de base pour des recherches plus approfondies sur l'évolution et le mécanisme moléculaire du système de « vol de luminescence des protéines ».

Cette recherche a été publiée dans Scientific Reports et un communiqué de presse connexe a été officiellement publié par l'Université du Tohoku au Japon. Les scientifiques pensent que cette découverte rafraîchit non seulement la compréhension traditionnelle de la bioluminescence et de la distribution des fonctions des gènes, mais offre également une perspective unique pour comprendre comment les organismes survivent et s'adaptent dans des environnements à énergie limitée grâce à des stratégies extrêmes de « conservation des ressources ».