Le plus grand requin lumineux révèle un nouveau secret

Découverte en 2020 par une équipe de l’UCLouvain, la lumière émise par le squale liche (Dalatias licha) en a fait le plus grand vertébré bioluminescent connu à ce jour. Aujourd’hui, une étude publiée dans iScience révèle à quoi lui sert cette lumière.

En 2020, suite à une campagne scientifique menée au large de la Nouvelle-Zélande, une équipe menée par le Laboratoire de biologie marine de l’UCLouvain révélait un phénomène exceptionnel : le squale liche (Dalatias licha), un requin des profondeurs pouvant atteindre 1,8 mètre, est capable de produire sa propre lumière. Il devenait ainsi le plus grand vertébré bioluminescent connu !

La peau du squale liche est couverte de millions de minuscules organes lumineux, les photophores, particulièrement nombreux sur la face ventrale mais également présents sur les flancs et les nageoires dorsales de cet animal. Ensemble, ils produisent une lueur bleu-vert sur une grande partie du corps.

Mais pourquoi un grand prédateur des profondeurs aurait-il besoin de produire de la lumière ?

Une lumière pour mieux approcher ses proies

Chez de nombreux poissons, crustacés ou calmars des profondeurs, la bioluminescence permet de réaliser une stratégie de camouflage appelée contre-illumination. À plusieurs centaines de mètres sous la surface, une faible lumière solaire reste encore perceptible. Vue d’en dessous, comme lorsqu’un cameraman filme depuis le fond, la silhouette d’un animal apparaît sombre. En produisant une lumière ventrale de même intensité, de même couleur et de même distribution angulaire que celle venant de la surface, il peut effacer sa silhouette et devenir beaucoup plus difficile à détecter. 

Cette stratégie est généralement interprétée comme une défense contre les prédateurs. Le squale liche pose pourtant un paradoxe : c’est un grand prédateur vivant principalement près du fond marin, pour lequel aucun prédateur naturel n’a été documenté à ce jour.

Dans cette nouvelle étude, Jérôme Mallefet, responsable du laboratoire de biologie marine de l’UCLouvain a mesuré l’intensité, la couleur et la direction de la lumière produite par des requins vivants capturés au large de la Nouvelle-Zélande. Les analyses, réalisées par Julien Claes, montrent que la lumière ventrale possède bien les caractéristiques attendues pour la contre-illumination, avec un pic autour de 491 nm et une intensité correspondant à celle de la lumière résiduelle aux profondeurs de capture.

« Cet article apporte une brique essentielle à notre compréhension de l’écologie fonctionnelle de la bioluminescence marine. Il montre tout d’abord que la contre-illumination, jusqu’ici principalement considérée comme une stratégie de défense permettant à des animaux vulnérables de se dissimuler dans la colonne d’eau, peut également être utilisée par de grands prédateurs vivant près des fonds marins, comme le squale liche, pour effacer leur silhouette aux yeux des proies situées sous eux », explique Julien Claes, collaborateur scientifique à l’UCLouvain et premier auteur de l’article.

Mais sa lumière se diffuse beaucoup plus largement sur les côtés que chez les autres animaux contre-illuminants étudiés. Les chercheurs proposent donc une fonction différente : le requin pourrait utiliser sa lumière pour effacer sa silhouette aux yeux des proies situées sous lui (approche furtive), tout en diffusant latéralement une faible lumière susceptible de faciliter leur détection dans l’obscurité (éclairage du fond). « Le requin liche mange des proies très mobiles alors qu’il a lui-même la nage la plus lente connue. L’approche furtive et l’éclairage du fond lui confèreraient deux avantages qui permettraient de suppléer la lenteur de sa nage », précise Jérôme Mallefet. 

Un ventre à effet lampe torche ?

L’étude révèle, en effet, qu’à proximité du fond, une contre-illumination efficace ne nécessite pas de reproduire précisément la distribution angulaire de la lumière solaire résiduelle venant de la surface. Cette contrainte étant levée, une partie de la lumière peut être émise plus latéralement, avec un bénéfice potentiel supplémentaire : éclairer le fond et faciliter la détection des proies. « Nous pensons que ce mécanisme pourrait être à l’œuvre chez le squale liche, dont les grands yeux, placés latéralement, semblent particulièrement bien adaptés à l’exploitation de cette lumière », poursuit Julien Claes.

Quant aux nageoires dorsales du requin, également lumineuses, elles pourraient remplir une fonction différente. Leur émission est trop intense pour participer au camouflage et pourrait plutôt intervenir dans la communication entre individus, par exemple pour permettre leur reconnaissance à distance dans l’obscurité. « Ces deux dernières fonctions — illumination des proies et communication — restent toutefois des hypothèses qui devront être confirmées par des observations en milieu naturel.», souligne Julien Claes.

Cette étude s’inscrit dans plusieurs décennies de recherches menées au Laboratoire de biologie marine de l’UCLouvain sur la bioluminescence, dirigé par Jérôme Mallefet. Son équipe a développé une expertise internationalement reconnue sur les organismes marins lumineux, et en particulier sur les requins des profondeurs : structure de leurs photophores, mécanismes de contrôle de la lumière, systèmes visuels et fonctions écologiques de la bioluminescence. 

Un indicateur prometteur pour monitorer la biodiversité marine

Au-delà du caractère spectaculaire d’un grand requin lumineux, la bioluminescence constitue une composante majeure de la vie océanique. Dans les profondeurs, où la lumière solaire devient extrêmement faible puis disparaît, les organismes utilisent leur propre lumière pour se camoufler, chasser, se défendre, communiquer ou se reproduire.

Étudier la bioluminescence permet donc de mieux comprendre les interactions entre espèces et le fonctionnement d’un environnement qui reste encore largement méconnu. La nouvelle étude souligne à ce titre combien la logique écologique des profondeurs — le plus vaste biome de la planète — reste encore à décrypter.

Cette connaissance pourrait aussi devenir précieuse dans un océan soumis à des transformations rapides. Le réchauffement, la désoxygénation et les modifications de la productivité ou de la circulation océanique peuvent déplacer les espèces et modifier les interactions entre prédateurs et proies.

Dans ce contexte, la bioluminescence pourrait même devenir un outil prometteur de suivi de la biodiversité marine, en particulier dans les environnements profonds difficiles à observer. La quantité de lumière produite, mais aussi la couleur, l’intensité ou la dynamique des signaux lumineux diffèrent entre organismes et pourraient constituer une véritable signature lumineuse des communautés. En enregistrant ces signaux au cours du temps et en les combinant à d’autres approches — imagerie, bioacoustique ou ADN environnemental — les scientifiques pourraient détecter des changements dans l’abondance ou la composition des communautés bioluminescentes profondes. À terme, suivre la lumière produite par les habitants de l’océan pourrait ainsi offrir une nouvelle fenêtre sur l’état de santé et l’évolution des écosystèmes marins, en révélant les changements de biodiversité et les effets des multiples pressions qui s’exercent sur eux, du changement climatique aux activités humaines.