La nuit, dans le Cerrado, la savane du Brésil et deuxième plus grand biome, les larves du coléoptère Pyrearinus termitilluminans, qui vivent dans les termitières, affichent des lanternes vertes pour capturer des proies attirées par la lumière vive.
En plus de 30 ans d’expéditions avec ses étudiants au parc national Emas et dans les fermes autour de l’unité de conservation de l’État de Goiás pour collecter des spécimens, le phénomène n’a jamais été aussi rare, a déclaré Vadim Viviani, professeur à l’Université fédérale des sciences et des sciences de São Carlos. Centre de technologie pour le développement durable (CCTS-UFSCar) à Sorocaba, État de São Paulo.
« Dans les années 1990, nous voyions beaucoup de ces termitières pleines de lucioles et autres insectes bioluminescents, même dans les zones de pâturage. Aujourd’hui, la canne à sucre est cultivée dans la plupart des régions, et nous n’en voyons presque plus », a-t-il noté.
La pénurie était l’une des principales conclusions d’une étude publié dans Annales de la Société Entomologique d’Amérique.
L’avant-dernier auteur de l’article, Etelvino Bechara, professeur à l’Institut de chimie de l’Université de São Paulo (IQ-USP), était titulaire d’une maîtrise et d’un doctorat de Viviani. directeur de thèse dans les années 1990.
Les autres co-auteurs sont Cleide Costa, chercheur au Musée de zoologie de l’Université de São Paulo (MZ-USP), et Simone P. Rosa, entomologiste à l’Université fédérale d’Itajubá (UNIFEI) dans l’État de Minas Gerais. Tous deux font autorité en matière de taxonomie de la superfamille des coléoptères Elateroidea.
L’enquête a recensé 51 espèces, dont la plupart sont des lucioles (Lampyridae). Les autres sont des coléoptères (Elateridae), qui ont deux lanternes sur le dos, et des vers ferroviaires, également connus sous le nom de vers luisants (Phengodidae), qui peuvent produire une lumière de différentes couleurs en même temps.
À Goiás, outre les spécimens collectés dans le parc national Emas, dans la municipalité de Mineiros, et dans les fermes voisines, les chercheurs ont catalogué des spécimens à Perolândia et Campinorte. Dans l’État du Mato Grosso, l’enquête a couvert le parc national Chapada dos Guimarães et trois villes (Alto Garças, Novo Santo Antônio et Rio Manso).
Au Costa Rica, une ville de l’État du Mato Grosso do Sul, ils ont visité deux fermes et le parc municipal des chutes de Sucuriú. Le parc national d’Emas était le site le plus productif, abritant 35 espèces.
Les chercheurs affirment que la diversité de ces coléoptères dans les vestiges du Cerrado et dans les fermes voisines du parc a fortement diminué au cours des trois dernières décennies, parallèlement à la substitution des plantations de soja et de canne à sucre aux pâturages, ainsi qu’à une réduction de l’ensemble du Cerrado, et plus spécifiquement dans les zones forestières denses et sèches du Cerrado, connues sous le nom de cerradão.
La présence de termitières lumineuses dans le parc national de Chapada dos Guimarães est signalée pour la première fois dans cet article. De nombreux monticules remplis de larves de lucioles se trouvent dans le parc national d’Emas et dans les zones voisines. Des recherches antérieures du même groupe ont rapporté le phénomène de bioluminescence dans la forêt amazonienne.
Les vers ferroviaires disparaissent
Les pesticides et l’éclairage artificiel sont également des ennemis des coléoptères bioluminescents. La lumière vive produite par les humains les empêche d’être localisés par leurs partenaires et de se reproduire. Les chercheurs ont notamment noté l’absence de larves de vers ferroviaires lors des récentes expéditions. Ces insectes peuvent émettre simultanément de la lumière rouge et verte et possèdent un potentiel biotechnologique important.
« Le déclin de cette famille [Phengodidae] était particulièrement évident. Les mâles adultes ne sont plus attirés par les pièges lumineux dans les fermes entourées de canne à sucre depuis 2010. De plus, les niveaux croissants de lumière artificielle provenant des centres urbains voisins la nuit peuvent menacer plusieurs espèces bioluminescentes à l’intérieur du parc national d’Emas. Le problème mérite une attention particulière et des études plus approfondies », a déclaré Viviani.
L’extinction des espèces bioluminescentes représente non seulement une perte de biodiversité et des services écosystémiques fournis par ces animaux, mais représente également une perte d’opportunités technologiques et économiques.
La bioluminescence – la production et l’émission de lumière visible froide par les êtres vivants – est utile à de nombreux processus analytiques déployés dans la recherche scientifique, la médecine, l’industrie et la gestion de l’environnement. La lumière froide signifie que moins de 20 % de la lumière génère un rayonnement thermique (c’est-à-dire de la chaleur).
La bioluminescence provient de l’oxydation de la luciférine, un composé présent chez ces insectes et autres animaux, ainsi que chez certains champignons. Le processus d’oxydation est catalysé par des enzymes appelées luciférases.
Au fil des années, le groupe dirigé par Viviani a isolé et cloné le plus grand nombre de luciférases parmi tous les groupes au monde. Les luciférases proviennent de différents insectes, notamment des mouches qui produisent de la lumière bleue.
Les coléoptères luminescents produisent des couleurs telles que le vert, le jaune, l’orange et le rouge. Leurs luciférases sont utilisées par exemple pour marquer des cellules et des protéines.
Viviani coordonne actuellement un projet visant à développer des réactifs bioluminescents pour les tests immunologiques, l’analyse environnementale et la bioimagerie. Les réactifs seront à base de luciférases d’espèces brésiliennes. La plupart de ces matériaux sont actuellement importés.
« Il est important de comprendre que le Cerrado n’est pas seulement des broussailles ou des buissons. C’est un réservoir d’eau dans le sol, une source d’évaporation qui génère de la pluie, et aussi un immense réservoir d’espèces exclusives. Nous pouvons en apprendre énormément. de tout ce trésor », a déclaré Viviani.
Plus d’information:
Vadim R Viviani et al, Inventaire et aspects écologiques des coléoptères bioluminescents dans l’écosystème du Cerrado et son déclin autour du parc national Emas (Brésil), Annales de la Société Entomologique d’Amérique (2023). DOI : 10.1093/aesa/saad029