La recherche explique comment un organisme marin unicellulaire génère de la lumière en réponse à une stimulation mécanique, éclairant les vagues déferlantes la nuit.

Toutes les quelques années, une prolifération d'organismes microscopiques appelés dinoflagellés transforme les côtes du monde entier en dotant les vagues déferlantes d'une lueur bleue étrange. La floraison spectaculaire de cette année dans le sud de la Californie en est un exemple particulièrement frappant. Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Lettres d'examen physique , les chercheurs ont identifié la physique sous-jacente qui entraîne la production de lumière chez une espèce de ces organismes.

L'équipe internationale, dirigé par l'Université de Cambridge, développé des outils expérimentaux uniques basés sur la micromanipulation et l'imagerie à grande vitesse pour visualiser la production de lumière au niveau d'une seule cellule. Ils ont montré comment un organisme unicellulaire de l'espèce Pyrocystis lunula produit un éclair de lumière lorsque sa paroi cellulaire est déformée par des forces mécaniques. Par l'expérimentation systématique, ils ont constaté que la luminosité du flash dépend à la fois de la profondeur de la déformation et de la vitesse à laquelle elle est imposée.

Connue sous le nom de réponse « viscoélastique », ce comportement se retrouve dans de nombreux matériaux complexes tels que les fluides avec des polymères en suspension. Dans le cas d'organismes comme Pyrocystis lunula, connu sous le nom de dinoflagellés, ce mécanisme est très probablement lié aux canaux ioniques, qui sont des protéines spécialisées distribuées sur la membrane cellulaire. Lorsque la membrane est sollicitée, ces canaux s'ouvrent, permettant au calcium de se déplacer entre les compartiments de la cellule, déclenchant une cascade biochimique qui produit de la lumière.

« Malgré des décennies de recherche scientifique, principalement dans le domaine de la biochimie, le mécanisme physique par lequel le flux de fluide déclenche la production de lumière est resté incertain, " a déclaré le professeur Raymond E. Goldstein, le professeur Schlumberger de systèmes physiques complexes au département de mathématiques appliquées et de physique théorique, qui a dirigé la recherche.

"Nos résultats révèlent le mécanisme physique par lequel le flux de fluide déclenche la production de lumière et montrent à quel point la prise de décision peut être élégante au niveau d'une seule cellule, " a déclaré le Dr Maziyar Jalaal, le premier auteur de l'article.