Noctiluca scintillans, ou Noctiluca miliaris, est une espèce d’algues unicellulaires Eukaryotes, appartenant au groupe des Dinoflagellés. Il en existe une forme verte et une forme rouge, la couleur visible de chaque individu étant portée par ses vacuoles. On trouve partout dans le monde l'une ou l'autre forme, ou les deux.
La présence de Noctiluca est perceptible par deux manifestations : d'une part, sa bioluminescence rend parfois les eaux d’un bleu lumineux ; d'autre part, sa profusion peut résulter en des marées rouges toxiques.
Terminologie Étymologie Le nom générique Noctiluca signifie « lumière la nuit » et l'adjectif spécifique, scintillans, est traduisible par « brillant »
Synonymes Noctiluca scintillans a pour synonymes : Mammaria scintillans Ehrenberg, 1834 Medusa marina Slabber, 1771 Medusa scintillans Macartney, 1810 Noctiluca marina Ehrenberg, 1834 Noctiluca miliaris Suriray ex Lam., 1816 Noctiluca omogenea Giglioli, 1870 Noctiluca pacifica Giglioli, 1870 Noctiluca punctata Busch, 1851
Systématique Classification La noctiluque fut classée avec les méduses jusqu’en 1873 quand Ernst Haeckel a décidé de le déplacer dans les crystoflagellés avec les Dinoflagellés. Ce fut ainsi jusqu’en 1920 quand elle fut déplacée dans l’ordre des Noctilucales . Ce classement est encore sujet à discussion aujourd’hui et le lien de Noctiluca avec les Dinoflagellés n’est pas encore totalement étayé par les analyses phyllogénétiques.
Actuellement, elle fait partie de l’embranchement des Myzozoaires qui sont des organismes unicellulaires flagellés, de la classe des Dinophycées possédant deux flagelles, de l’ordre des Noctilucales dont le noyau n’a pas de caractère dinocaryon chez l’adulte et de la famille des Noctilucacées qui ont une forme globuleuse avec un tentacule.
Description Morphologie et anatomie thumb|left|Noctiluca scintillans. Noctiluca scintillans est un organisme unicellulaire sphéroïde, il mesure de 400 à 1500 μm. Il se déplace en fonction du courant et ne peut pas vraiment nager. Son corps translucide laisse apparaître les différentes structures interne de la cellule. N. scintillans a une longue expansion cytoplasmique accrochée à la base d’un sillon profond, proche du noyau. Une autre marque d’identification sont les stries fines qui partent du noyau central et s’étendent en direction de la périphérie de la cellule. Cette espèce est connue par l’apparition de flashes bleus lors de plongée de nuit .
Il ne faut pas confondre N. scintillans avec Spatulodinium pseudonoctiluca, qui est une espèce semblable mais plus petite (<200 micromètres) .
Il existe deux formes colorées de N. scintillans, selon le pigment présent dans les vacuoles.
La forme rouge est hétérotrophe. Cette forme de N. scintillans entre alors en compétition avec les copépodes pour se nourrir de phytoplancton.
La forme verte possède un symbiote photosynthétique à l’intérieur, Pedinomonas noctiluca, responsable de la couleur verte. Il est principalement photoautotrophe lorsque ce symbiote photosynthétique est abondant dans les cellules.
Place dans la chaîne alimentaire N. scintillans a une place importante dans la chaîne alimentaire pélagique. Cette noctiluque la proie de beaucoup de copépodes comme Calanus sp., Temora sp. and Acartia sp. chaetognaths and hydromedusae. À cause de leur prolifération excessive, ils attirent beaucoup de prédateurs étant donné leurs agrégations très denses et leur bioluminescence fréquente dans cette phase de leur vie.
Le régime alimentaire varie en fonction de la forme verte et rouge. La forme verte est en effet autotrophe si le symbiote Pedinomonas noctiluca est abondant dans sa vacuole. Autrement, il est hétérotrophe, comme la forme rouge. N. scintillans se nourrit alors d’agrégats de diatomées, ainsi que d’œufs de copépodes, de larves au stade naupilaire et d’œufs de poissons.
N. scintillans peut se faire parasiter par Euduboscquella, qui est un parasite intracellulaire qui infecte principalement les Tintinnidae mais aussi les Dinoflagellés.
Cycle de vie
Noctiluca scintillans est un dinoflagellé hétérotrophe qui cause des marées rouges toxiques. Cette capacité est liée à son cycle de vie particulier, capable de générer de très nombreux individus en une période très courte.
Trophontes Il faut partir des trophontes. Les trophontes sont le stade de vie adulte non reproducteur de nombreux protozoaires ciliés. Ils ont une forme d’aubergine dont la surface est composée de deux couches distinctes ; une couche externe gélatineuse et une membrane plasmique. Comme tout eucaryote, le trophonte est composé d’un noyau qui se situe proche du cytostome entouré de cytoplasme formant le centre cytoplasmique.
Gamontes C’est avec les gamontes, qui est le nom des cellules lors de la gamétogenèse, que se produit la division cellulaire. Ces gamontes sont produits par une petite fraction des trophontes qui engendre la gamétogenèse spontanément. Lors de cette transformation, la cellule devient sphérique et perd certains organites dont le tentacule et le noyau se déplace pour se trouver juste en dessous de la surface de la cellule.
Ce cycle de vie se poursuit par deux divisions nucléaires consécutives pour obtenir 4 noyaux. Cette division créée des renflements au-dessus de la surface cellulaire. Il s’ensuit une continuité de divisions nucléaires synchrones dont chaque « progamète » est relié aux autres grâce à des filaments minces. Au fur et à mesure de la progression de la gamétogenèse, il y a une condensation des chromosomes au sein des différentes divisions nucléaires qui assombrit la couleur de la cellule. Finalement on se retrouve avec quatre amas en forme de pétale de progamètes.
Zoospores Les progamètes de l’étape précédente se sont transformés en zoospores. À ce moment-là, ils sont uniformément répartis dans une partie de la cellule. En même temps que la maturation des progamètes, deux flagelles commencent à se développer et battent activement. Ces flagelles se développent à l’extérieur de la cellule mère et les gamètes matures sont alors libérés dans le milieu environnant. Lorsqu’ils sont tous sortis, la cellule mère reste fantôme.
Les deux flagelles formés n’ont pas la même longueur et donc pas la même fonction. Le plus long des deux sert à la direction du mouvement dans l’eau de mer alors que le court donne plutôt une force de nage pour activer le déplacement.
Formation du zygote Cette étape est encore fortement sujette aux hypothèses. Il semblerait que Noctiluca scintillans produit des isogamètes, ce sont des gamètes qui fusionnent entre eux pour former un zygote. Ce zygote possède alors 4 flagelles et 2 noyaux. Cela signifie que l’espèce est en réalité diploïde, la différenciant de la plupart des dinoflagellés qui sont haploïdes.
Développement morphologique du zygote au trophonte Au début de la formation du trophonte, le nombre de flagelle diminue, les cellules deviennent fusiformes. Dans la suite du développement elles s’arrondissent, et deux flagelles distincts se forment un plus long et un plus court pour finalement n’en conserver qu’un seul. Après cela, la couche externe devient discernable et c’est donc le moment de la formation de la croûte. Finalement, on se trouve avec un trophonte miniature doté d’un tentacule par lequel il absorbe la nourriture pour manger grâce à des matériaux visqueux auxquels les algues s’accrochent.
Grâce à sa grande spécificité, Noctiluca scintillans pourrait augmenter sa biomasse jusqu’à 100 fois plus en une semaine.
Répartition et habitat Environnement favorable L’environnement joue un grand rôle dans la prolifération de Noctiluca scintillans. La population varie en fonction de l’ensoleillement, du courant, de la présence de nutriments (surtout le nitrate, l’ammonium et l’urée), de la salinité des eaux, de la température et du stress trophique. La quantité rencontrée varie aussi en fonction de la géographie et de l’océan concerné même si elle est présente partout dans le monde.
On retrouve Noctiluca scintillans dans les eaux tempérées, subtropicales et tropicales. Elle se trouve abondamment proche des côtes ; c’est une espèce néritique. On la retrouve aussi abondante à proximité de l’embouchure des rivières après de fortes précipitations. On les retrouve surtout pendant les saisons chaudes, même si on peut en trouver toute l’année.
Les conditions extrêmes pour l’espèce sont de 2 à 31 °C et de 17 à 45 psu (practical salinity unit). Cependant, chaque forme a ses préférences et les rangs de température et de salinité sont plus restreints de façon générale.
La forme rouge se retrouve sur une large gamme de températures : entre 10 et 25°C et dans des environnements salés. Elle est très abondante dans les environnements euthrophisés où les diatomées dominent car c’est sa source de nourriture favorite. La forme verte quant à elle est plus restreinte, sa gamme de température est de 25 à 30°C.
Distribution géographique Noctiluca scintillans s’étend des océans tropicaux jusqu’aux mers nordiques. C’est une espèce cosmopolite, qui se trouve dans toutes les mers du monde.
La forme verte de N. scintillans se retrouve principalement dans les eaux tropicales de l’Asie du sud-est, dans le golfe du Bengale, dans la mer d’Arabie, dans le golfe d’Oman et dans la mer Rouge.La forme rouge est plus répandue, on la retrouve dans les mers d’Amérique centrale, en Europe, au niveau de la mer Noire, en Asie de l’Est, du Sud et du Sud-Est, et encore dans les mers de Tasman. On en retrouve aussi sur les côtes d’Amérique du Sud et dans les mers de l’ouest de l’Afrique.
Les deux formes se chevauchent dans l’ouest, l’est et le nord de la mer d’Arabie avec une différence saisonnière pour leur abondance. On retrouve en effet la forme verte dans les eaux froides, avec des mélanges convectifs hivernaux alors qu’on retrouve la forme rouge lors de la saison estivale qui est plus chaude.
Bioluminescence alt=Larmes bleues luminescentes dans les Îles Matsu en Chine orientale|vignette|« Larmes bleues » luminescentes dans les Îles Matsu en Chine orientale C’était un phénomène autrefois mystérieux qui était appelé « feu de la mer » ou « scintillement de mer » par les marins et habitants côtiers. Il s’agit de la transformation de l’énergie chimique en énergie lumineuse par un être vivant qui émet ensuite cette lumière. La bioluminescence se différencie de la fluorescence et de la phosphorescence car ces 2 dernières nécessitent un contact avec la lumière pour déclencher le phénomène.
N. scintillans produit des flash lumineux lors de stress mécaniques. On peut donc observer ce phénomène dans de l’eau agitée, donc lors de passage de bateaux, près des côtes au niveau des vagues ou encore après agitation de l’eau.
La bioluminescence est plus forte lors de la prolifération.
C’est la réaction entre la luciférase et la luciférine qui provoque l’émission de lumière. Cette réaction fut découverte par le physiologiste lyonnais Raphaël Dubois. C’est lui qui baptisa les deux substances impliquées dans la réaction: la luciférase, une enzyme thermolabile et la luciférine, thermostable mais présente en quantité limitée dans les organismes.
La luciférine se combine avec la luciférase et l’ensemble réagit avec l’oxygène pour former un complexe oxydé. La luciférine émet alors un photon.
En ce qui concerne Noctiluca scintillans, la réaction chimique se produit dans des organites appelés scintillons. Ce sont des vésicules denses abondantes à la surface de la cellule pendant la nuit et qui fait ressortir la vacuole.