Sur la planète Pandora, les arbre éclairent les humains, dans tous les sens du terme. Photo extraite du film "Avatar". DR

Des arbres phosphorescents pour éclairer les villes ? L'idée, très belle, n'est pas aussi farfelue qu'il y paraît à première vue. L'exploitation de la lumière émise par les plantes ne date pas d'aujourd'hui et des recherches sont toujours menées à cette fin.

C'est parti pour un voyage sur la planète Pandora !

Vous vous rappelez l'arbre lumineux, adoré comme un dieu par les habitants de la planète Pandora, dans le film écolo de science-fiction "Avatar", réalisé en 2009 ? Et toutes ces plantes fantastiques qui émettent des rayons lumineux dès la nuit tombée ? Hé bien, contrairement à ce que l'on dit d'ordinaire, tout cela est basé sur des faits réels. La nature, pleine de ressources, l'est aussi d'organismes vivants capables de produire de la lumière, comme des plantes, des poissons ou des animaux marins, mais de manière trop faible pour pouvoir véritablement éclairer.

Des arbres phosphorescents

En 2010, une équipe de l'université de Cambridge a réussi à mettre au point un procédé permettant de transférer des informations de bioluminescence de certains organismes vivants à d'autres espèces. C'était un premier pas vers la création d'arbres lumineux.  Pour augmenter cette lumière, les scientifiques ont cherché à modifier le génome d'insectes (lucioles) et de bactéries sous-marines (Vibrio fischeri) de façon à accroître leur production d'enzymes capables de stocker la lumière. Ils ont par la suite poursuivi leurs études pour parvenir à mettre au point des composants capables d'être insérés au sein même d'un génome.

A la source de la bioluminescence : la luciférine,

Motivés par l'idée de fabriquer des arbres lumineux, les chercheurs se sont ainsi rendus compte qu'une culture de bactéries Escherichia coli de la taille d'une bouteille suffisait à produire suffisamment de lumière pour permettre de lire. D’après leurs calculs, un arbre biolumineux n'aurait besoin que de 0,02% de l’énergie qu’il absorbe pour produire une lumière suffisante pour éclairer une rue. Mais ça, c'est sur le papier. Dans la réalité, les scientifiques ont constaté qu'il existait un sérieux obstacle à la bioluminescence : les composants de la luciférine. Cet enzyme, qui fait luire les lucioles, émet une lumière qui se convertit en oxyluciférine, elle même incapable d'éclairer. La solution trouvée par l'équipe de Cambridge pour contrer ce phénomène a été de mettre au point des éléments rendant les organismes incapables d'émettre de l'oxyluciférine.

Le projet Growing Plants

De récents travaux de biologie synthétique cherchent désormais à injecter les molécules de luciférine dans des végétaux, pour augmenter leur rayonnement. Au printemps 2013, deux américains ont ainsi lancé le  projet Growing Plants sur le site de financement participatif Kickstarter, afin de financer leurs recherches dans ce domaine. Ils ont obtenu 484.000 dollars, soit sept fois plus qu'ils n'en demandaient.

Décidément, les plantes et les arbres n'ont pas fini de nous surprendre et de nous éclairer...

Cathy Lafon