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Lumière dans la Nature : Le Rôle de la Biofluorescence

Exploration du monde fascinant de la fluorescence chez les organismes vivants.

Hannah Burke, L. Serrano, E. Lemmon, C. Whitcher

― 11 min lire


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La Fluorescence, c’est quand une substance absorbe la lumière et la relâche ensuite à une longueur d’onde différente. Donc, quand quelque chose est exposé à une lumière d’une certaine couleur, ça peut briller d’une couleur différente. La biofluorescence, c'est un type spécifique de fluorescence où les Organismes vivants absorbent la lumière et l’émettent à une longueur d’onde plus longue.

Dans beaucoup d’êtres vivants, ce processus implique des molécules spéciales appelées fluorophores qu’on trouve dans certaines cellules. Quand ces molécules absorbent la lumière, elles passent à un état d'énergie plus élevé. Une fois qu’elles retournent à leur état normal, elles relâchent de l'énergie sous forme de lumière visible, ce qu'on voit comme fluorescence.

L'étude de la fluorescence chez les organismes

Les scientifiques ont d’abord étudié la fluorescence chez les créatures marines, surtout après avoir découvert une protéine verte brillante dans une méduse. Cette protéine est souvent utilisée dans des expériences pour comprendre comment les gènes fonctionnent chez différents organismes. Récemment, les chercheurs ont commencé à examiner la fluorescence chez les animaux terrestres et les plantes.

Les scientifiques ont découvert que la biofluorescence existe chez de nombreux types d’organismes vivants à travers différents groupes, y compris les animaux et les plantes. Ça a été lié à des activités importantes comme la reproduction, se cacher des prédateurs, communiquer avec les autres et attirer de la nourriture.

Enregistrer de nouveaux cas de fluorescence est une étape importante pour comprendre comment ce processus pourrait être crucial dans la nature.

Science communautaire et collecte de données

Beaucoup d’organismes n’ont pas encore été étudiés pour leur fluorescence. La science communautaire permet aux gens lambda d’aider à collecter des infos sur ces organismes. Cela aide les scientifiques à accumuler plus de données efficacement et sans dépenser beaucoup de fric.

Par exemple, une étude a utilisé des données collectées par des volontaires sur 43 ans pour comprendre comment la météo affecte les migrations des oiseaux. Ça montre comment la science communautaire peut aider à répondre à des questions importantes dans différents domaines.

Les gens peuvent contribuer en fournissant des photos, des notes et des mesures, qui peuvent ensuite être utilisées par les scientifiques pour divers projets. Par exemple, les données fournies par les volontaires ont aidé à prendre des décisions sur l'utilisation des terres, à comprendre les impacts du changement climatique, les distributions des espèces, et les interactions.

La science communautaire non seulement accélère la recherche, mais implique aussi le public. Cette connexion entre la science et la société peut mener à un meilleur engagement et à une meilleure compréhension du travail scientifique. Pour garantir la qualité des données, les chercheurs vérifient souvent les soumissions pour leur exactitude. Ils utilisent différentes méthodes pour analyser les données et chercher des motifs et des tendances.

Pour aider les gens à contribuer efficacement, des lignes directrices sont fournies pour minimiser les erreurs dans les soumissions et maintenir les données cohérentes.

Trouver la fluorescence

Trouver la fluorescence est un site web créé pour encourager les gens à partager leurs propres Observations d’organismes qui brillent. L’objectif est d’éveiller l’intérêt pour les choses vivantes autour de nous tout en rassemblant pas mal de nouvelles infos scientifiques sur la biofluorescence.

Ce projet a récolté des infos sur des organismes connus pour briller, montrant au moins 15 nouveaux cas de fluorescence à travers diverses espèces. Chaque nouvelle observation a été documentée si elle montrait une nouvelle couleur, un nouveau motif, ou un type de lumière qui causait la fluorescence.

Après avoir examiné les observations téléchargées, des améliorations au site web ont été suggérées pour faciliter la collecte de données futures.

Conception du projet

Le but du projet était d’évaluer comment fonctionnait bien le site Trouver la fluorescence et d’enregistrer de nouvelles découvertes de fluorescence. Chaque observation téléchargée sur le site a été vérifiée pour son exactitude et pour voir si c’était une nouvelle découverte.

Les enregistrements collectés incluent des infos comme la date, l’heure, l’emplacement, le type d’organisme, le nom, des détails sur la fluorescence, la lumière utilisée pour vérifier la fluorescence, le contexte supplémentaire, et des photos de l’organisme à la fois brillant et à la lumière naturelle.

Toutes les données ont été téléchargées et examinées pour leur exactitude, visant à identifier chaque organisme au moins au niveau de sa famille. Après vérification, les scientifiques ont consulté des études précédentes pour voir si les observations brillantes avaient déjà été enregistrées.

Vérifier l'identification des organismes

Pour assurer une identification correcte des organismes soumis, diverses bases de données et ressources en ligne ont été utilisées. Des infos ont été rassemblées à partir de bases de données de bibliothèques, de Google Scholar et de guides de terrain.

Si aucun nom n'était soumis avec une observation, des descriptions et des images ont été utilisées pour aider à identifier l'organisme. Le processus incluait de comparer les détails de l'organisme dans la littérature avec ce qui a été observé dans les photos soumises.

Pour confirmer davantage les découvertes, une collaboration avec des biologistes a également été utilisée pour renforcer le processus d'identification. Si une identification précise n'était pas possible, l'organisme a été classé dans une section pour taxa non identifiés.

Revue de la littérature précédente

Après avoir confirmé l'identité des organismes, les chercheurs ont cherché des enregistrements précédents de fluorescence dans ces espèces ou des espèces proches. L'objectif était de voir si les nouvelles observations étaient complètement nouvelles ou si elles avaient déjà été documentées.

Si aucune espèce correspondante n'était trouvée, la recherche s'est élargie aux espèces connexes au sein de la même famille. Seuls les cas naturels de fluorescence ont été pris en compte, pas ceux créés en laboratoire ou par manipulation.

Impact global de Trouver la fluorescence

Le site Trouver la fluorescence a touché des gens dans de nombreux pays et états, avec des soumissions provenant de divers endroits à travers le monde. L'implication a été large, mettant en avant la contribution des scientifiques communautaires.

Un total de 36 soumissions a été reçu, la majorité venant des États-Unis mais aussi de pays comme les Pays-Bas et le Belize. La diversité des lieux a permis d’étudier une variété d’organismes.

Documenter les nouvelles découvertes de fluorescence

Les nouvelles observations de fluorescence ont été catégorisées pour aider à organiser les découvertes. Toute observation qui n'était pas entièrement nouvelle, c'est-à-dire que des organismes liés avaient déjà été enregistrés, a également été incluse à titre de référence.

Par exemple, des observations d'êtres de l'embranchement Arthropoda ont révélé que diverses chenilles et insectes affichaient des couleurs vives sous des longueurs d’onde spécifiques de lumière.

Dans le groupe Basidiomycota, les champignons montraient des couleurs fluorescentes uniques basées sur leurs structures lorsqu'ils étaient exposés à la lumière.

Des amphibiens comme les grenouilles et les geckos issus du phylum Chordata ont également montré de la fluorescence selon certaines conditions lumineuses.

D'autres organismes, dont des escargots du phylum Mollusca et des plantes comme les poivrons du phylum Tracheophyta, ont également démontré de la fluorescence.

Certaines entrées n’ont pas pu être classées jusqu’au niveau de la famille, mais elles ont été documentées comme taxa non identifiés avec des tentatives faites pour mieux les classer selon les informations disponibles.

Documentation pertinente antérieure de la fluorescence

De nombreuses nouvelles observations ont été documentées, mais certaines soumissions n’étaient pas les premières à noter la fluorescence dans ces espèces. Dans ces cas, les chercheurs ont mis en avant des instances précédentes de fluorescence trouvées chez des organismes liés. L’objectif était d’identifier de nouveaux aspects par rapport aux études antérieures.

Par exemple, la mouche à soie avait déjà été documentée comme brillant dans différentes couleurs auparavant, et de nouvelles observations ont confirmé des motifs de fluorescence similaires mais sous différentes conditions d’éclairage.

Une étude sur le gecko domestique méditerranéen a indiqué qu’il pourrait s’agir de la première documentation de fluorescence dans cette espèce particulière sous la longueur d’onde de lumière examinée.

Pour la grenouille arboricole mexicaine commune, des enregistrements passés notaient également des motifs de fluorescence similaires le long de son corps.

Importance écologique potentielle de la fluorescence

La signification de la biofluorescence dans la nature est encore à l'étude. Bien que beaucoup de travaux aient été concentrés sur la vie marine, la fluorescence observée chez les organismes terrestres est un domaine relativement nouveau.

Différents rôles de la fluorescence dans la vie de divers organismes sont envisagés. Par exemple, cela pourrait aider à la reproduction, à se dissimuler des prédateurs ou à communiquer avec les autres.

Les insectes, comme la mouche à soie, peuvent utiliser leur fluorescence lors des rituels de reproduction, tandis que les grenouilles peuvent l'utiliser pour communiquer la qualité de leurs partenaires.

Certaines espèces, comme le python royal, pourraient utiliser la fluorescence pour se fondre dans leur environnement, ce qui pourrait les aider à rester cachés face aux menaces potentielles.

D'autres investigations sur la façon dont la fluorescence interagit avec l'environnement et les organismes qui l'utilisent sont encore nécessaires.

Importance des découvertes aidées par la communauté

La recherche réalisée à travers le projet Trouver la fluorescence met en lumière la valeur de la science communautaire pour découvrir et documenter de nouveaux cas de biofluorescence.

Cette initiative est la première de son genre à se concentrer sur la collecte d'observations publiques de biofluorescence chez différents organismes. Bien que d'autres études existent, elles se concentrent généralement sur des groupes spécifiques et peuvent ne pas impliquer des contributions de la communauté.

Les résultats de ce projet englobent une grande variété de formes de vie, élargissant les connaissances sur la biofluorescence et comment elle peut différer des enregistrements passés. Cet engagement communautaire continu peut mener à d'autres découvertes et à une compréhension plus profonde du rôle que joue la fluorescence dans la nature.

Améliorations à la ressource Trouver la fluorescence

À partir des résultats et des expériences du projet, plusieurs mises à jour ont été apportées au site Trouver la fluorescence.

Tous les champs dans les formulaires de soumission sont devenus obligatoires pour garantir des données de meilleure qualité de la part des contributeurs. Les champs qui étaient auparavant facultatifs, comme identifier l'organisme, sont maintenant requis.

De nouvelles instructions ont été fournies pour soumettre des photographies, y compris des demandes spécifiques pour des images claires montrant l'ensemble de l'organisme dans ses formes brillantes et naturelles.

Une nouvelle section a été ajoutée pour demander plusieurs angles de l'organisme afin de soutenir les efforts d'identification. Les informations personnelles de contact pour les soumissionnaires ont également été rendues obligatoires à des fins de vérification.

Ces améliorations visent à mieux rassembler des données de meilleure qualité et à encourager plus de personnes à participer aux observations scientifiques. En rendant ces soumissions plus accessibles et claires, le projet espère augmenter l'implication de la communauté à l'avenir.

Conclusion

L'initiative Trouver la fluorescence offre une plateforme excitante pour que les individus s’engagent dans la science tout en contribuant à la compréhension de la biofluorescence chez différents organismes.

À mesure que plus de découvertes sont documentées et partagées, les chercheurs peuvent continuer à explorer les rôles écologiques de la fluorescence et l'importance qu'elle représente dans le monde naturel. Le potentiel de nouvelles découvertes reste immense, et la science communautaire joue un rôle crucial dans la découverte de ces mystères en biologie.

Source originale

Titre: Finding Fluorescence: Utilizing community science to document novel biofluorescence occurrences and encourage community engagement in science

Résumé: Fluorescence, a form of photoluminescence, is the emission of light at a longer wavelength by a substance when exposed to shorter-wavelength energy. Biofluorescence, which can be observed in living organisms, involves the absorption of light at one wavelength and re-emission at a longer wavelength due to fluorophores in specialized cells or structures. While initially studied in marine organisms, attention has shifted to exploring biofluorescence in terrestrial organisms, revealing roles in reproduction, camouflage, communication, and prey attraction across phyla. Community science databases engage the public in data collection, fostering scientific discovery and strengthening the science-society connection. Such databases have become valuable tools and have aided scientists in understanding the natural history of many different traits in organisms. This paper introduces Finding Fluorescence, the first biofluorescence-based community science website established in 2020 to gather public observations of biofluorescent organisms. The study presents at least 15 novel biofluorescence accounts spanning five phyla, 15 families, and 15 species. The observations collected from Finding Fluorescence contribute to our understanding of fluorescence in organisms and provide insight into possible ecological functions. We emphasize the importance of community engagement in scientific exploration and encourage future studies to incorporate such aspects into their research.

Auteurs: Hannah Burke, L. Serrano, E. Lemmon, C. Whitcher

Dernière mise à jour: 2024-10-24 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.24.590905

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.24.590905.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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