Une nouvelle étude menée par des scientifiques canadiens a mis en évidence un phénomène intéressant : une faible lueur émise par les organismes vivants qui s’estompe à mesure que l’espèce meurt.
Ce texte est une traduction d'un article de CTV News
Cette recherche peut sembler surnaturelle, mais avant que vous n’imaginiez des corps lumineux ou des auras humaines, les chercheurs tiennent à préciser qu’il ne s’agit pas de mysticisme, mais bien de biologie en action.
«Nous métabolisons, nous émettons de la lumière », a déclaré mercredi à CTVNews.ca Daniel Oblak, coauteur de l’étude et professeur associé à l’Université de Calgary, lors d’une interview sur Zoom. « Cela ne signifie rien d’autre que le fait que nous produisons de l’énergie.»
Cette lueur subtile est appelée «émission de photons ultra-faibles» (UPE) et, bien qu’elle soit invisible à l’œil nu, elle pourrait receler des indices précieux sur la santé, le stress et la définition même de la vie à long terme, selon les chercheurs.
Les scientifiques savaient déjà que l’UPE existait chez les êtres vivants, y compris les humains, les animaux et les plantes, mais cette étude est la première à capturer des images détaillées montrant à quelle vitesse la lueur s’estompe après la mort.
Les chercheurs ont précisé que les études précédentes portaient sur des souris vivantes. Cette étude est la première à comparer l’UPE de souris vivantes et mortes.
Cette recherche a été publiée dans le Journal of Physical Chemistry Letters et a été soutenue par le programme Quantum Sensors Challenge du Conseil national de la recherche.
Qu’est-ce que l’UPE ?
Selon les chercheurs, les êtres vivants émettent naturellement de minuscules quantités de lumière.
Cette lueur est le résultat de réactions chimiques dans les cellules impliquant le stress oxydatif et le métabolisme, expliquent les chercheurs. Cela fonctionne de manière similaire à un bâton lumineux, explique M. Oblak. Deux substances chimiques se mélangent, de l’énergie est libérée, et une partie de cette énergie s’échappe sous forme de lumière.
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Vahid Salari, l’un des auteurs de l’étude, a expliqué lors d’une interview avec CTVNews.ca : «Ce type de lumière peut être observé dans tous les systèmes vivants, des humains aux plantes en passant par les cultures cellulaires.»
«Elle est extrêmement faible», a-t-il ajouté, estimant que seulement 10 à 1000 photons sont émis par centimètre carré et par seconde. Les photons sont les plus petites unités de lumière.
Pour aider à mettre cela en perspective, M. Oblak a dit : «Une ampoule émet environ un milliard de milliards de photons par seconde. Ce que nous voyons ici est donc beaucoup moins que tout ce que vous pouvez normalement observer avec une source lumineuse. Il faudrait une obscurité extrême.»
Pour étudier cette lumière, les chercheurs ont utilisé des caméras ultra-sensibles capables de capturer des photons individuels. Ces caméras fonctionnent dans l’obscurité totale pour éviter toute interférence et peuvent détecter la lumière dans le spectre ultraviolet-visible-proche infrarouge, la gamme dans laquelle se trouvent les photons.
Selon l’étude, cette lueur incroyablement faible est un effet secondaire naturel du fonctionnement de nos cellules. Lorsque notre corps traite l’oxygène, il crée des molécules réactives qui émettent parfois des photons. Il s’agit d’un sous-produit chimique du métabolisme et de l’activité cellulaire, une étincelle de vie capturée par la caméra.
Une lumière qui s’estompe, différente de la chaleur corporelle
À l’aide de ces caméras, les chercheurs ont cherché à capturer la faible lueur émise par des souris vivantes et récemment décédées, ainsi que par des feuilles de plantes blessées.
Chez les souris vivantes, ils ont observé que la lumière provenait principalement de la peau, où se produit la majeure partie de l’UPE. Après la mort, selon M. Salari, «certains organes continuent d’émettre de la lumière, très probablement à partir du foie».
Si certains photons voyagent depuis les organes internes à travers les tissus, leur contribution est faible. M. Salari a dit que les photons provenant des organes internes représentaient moins de 10 % du signal total détecté dans les images de souris vivantes.
L’équipe a capturé des images 30 minutes après l’euthanasie et a remarqué que la lueur globale s’était considérablement estompée. Certains points lumineux sont restés visibles pendant un certain temps, mais les chercheurs ont affirmé qu’ils ne provenaient pas de la chaleur corporelle.
«C’est la première question que les gens posent : "N’est-ce pas simplement la chaleur corporelle ?"», a avancé M. Oblak. La réponse est non, selon les chercheurs, qui affirment que les souris ont été conservées dans une boîte à température contrôlée et que tous les spécimens étaient à la même température pendant l’imagerie.
De plus, ce que les objets chauds émettent s’appelle le rayonnement du corps noir et apparaît dans le spectre infrarouge, a déclaré M. Oblak. Mais ce qui a été capturé pour cette étude était autre chose.
Dan Riskin, expert scientifique résident de CTV News Channel, a précisé que les émissions étudiées par ces chercheurs étaient beaucoup plus subtiles que celles provenant de la chaleur corporelle.
«Quand on parle de sensibilité à cette échelle, la chaleur que nous dégageons dans la lumière qui résulte de ce signal infrarouge, c’est comme un haut-parleur qui joue à plein volume et qu’on essaie d’entendre un murmure», a-t-il dit.
Domaines à étudier à l’avenir
Soulignant les limites liées aux espèces étudiées, M. Riskin a dit qu’il serait intéressant d’étudier si d’autres espèces, telles que les animaux à sang froid comme les serpents, les lézards ou les poissons, émettent également des UPE. Il serait également intéressant de savoir si le schéma d’émission de lumière diffère chez ces espèces à l’approche ou au moment de la mort, a-t-il ajouté.
«Les souris sont des animaux à sang chaud. Il ne s’agit pas seulement de l’énergie thermique émise par les infrarouges, mais d’une longueur d’onde et d’une intensité différentes. Mais est-ce vrai pour les poissons ? Est-ce vrai pour les humains ?»
Les chercheurs affirment que quelques études antérieures ont confirmé l’existence de l’UPE chez les humains vivants, généralement près des mains, des avant-bras ou de la poitrine. En ce qui concerne les humains décédés, aucune recherche n’existe encore, a affirmé M. Salari.
«Notre étude s’est concentrée sur des modèles animaux afin d’obtenir des données haute résolution et résolues dans le temps, mais les mécanismes biochimiques sous-jacents sont communs à tous les mammifères, y compris les humains», a-t-il ajouté.
Les plantes brillent aussi, surtout lorsqu’elles sont stressées
L’équipe a également examiné des plantes soumises à un stress, notamment des blessures causées par des coupures ou l’exposition à des produits chimiques. Une surprise est apparue lorsqu’ils ont appliqué de la benzocaïne, un analgésique courant, sur des feuilles blessées.
M. Salari a souligné que l’application de benzocaïne sur les parties endommagées de la feuille avait rendu la lumière nettement plus brillante. Il a ajouté que cela avait provoqué une réaction plus forte que le peroxyde d’hydrogène, qui est déjà connu pour augmenter les signaux lumineux.
À l’heure actuelle, on ne sait pas encore pourquoi cela s’est produit.
«Nous ne connaissons toujours pas la source principale. Nous avons quelques hypothèses, comme un canal (sodique) ou la libération d’espèces oxygénées plus réactives», a souligné M. Salari.
Les chercheurs ont initialement commencé à étudier la réaction de l’UPE à l’anesthésie par curiosité générale pour la conscience et la réactivité en biologie.
«Nous avons commencé à faire quelques expériences, d’abord avec des feuilles. Certaines plantes, comme les plantes carnivores, réagissent au toucher», a expliqué M. Salari.
Les chercheurs ont constaté que lorsque l’anesthésie était appliquée, la plante cessait de réagir au toucher, ce qui les a amenés à se demander si l’application de certains médicaments pouvait avoir un impact sur l’UPE.
M. Oblak a ajouté que, bien que ces premières conclusions soient encore observationnelles, des recherches plus approfondies seront menées pour comprendre comment les produits chimiques affectent les systèmes vivants et comment ces effets peuvent être observés à travers les changements de l’UPE.
Applications possibles et «connotations métaphysiques»
Les chercheurs interrogés par CTV News reconnaissent que la faible lueur émise par les systèmes vivants peut sembler surnaturelle, mais qu’il est important de comprendre ce qui la provoque et ses implications.
«Cette lueur a de nombreuses connotations métaphysiques», a mentionné M. Oblak, mais «il ne s’agit pas d’un champ d’énergie qui nous entoure. C’est de la biochimie.»
Et bien qu’elle soit invisible à l’œil nu, son invisibilité ne signifie pas qu’elle n’est pas utile. Les chercheurs espèrent que l’UPE deviendra un outil précieux en médecine et en science.
M. Riskin a ajouté que, comme pour beaucoup de découvertes scientifiques, leur utilité n’apparaît clairement que beaucoup plus tard.
«Je pense que cela pourrait être quelque chose sur lequel nous reviendrons», a-t-il dit.
M. Salari a déclaré que, comme cette lumière est liée à l’activité métabolique et au stress oxydatif, elle pourrait être utilisée comme un moyen non invasif d’évaluer la santé, en particulier dans les cas où le dépistage précoce est difficile, comme le cancer de la peau.
Les chercheurs ont également évoqué la possibilité de surveiller les organes pendant les transplantations, notamment en utilisant l’UPE pour évaluer la vitalité des organes avant la transplantation.
Mais M. Salari a précisé que la recherche n’avait pas encore atteint ce stade.
Au-delà de la médecine, l’UPE pourrait également être utile en agriculture pour détecter le stress des plantes avant qu’il ne devienne visible, ou pour surveiller la santé des forêts ou des cultures.
M. Riskin a souligné que cela pourrait nous permettre de déterminer si une plante est vivante ou morte, décrivant la réaction UPE comme « un signal sans ambiguïté ».
«Il est intéressant de disposer d’un nouveau moyen d’étudier le processus de la mort lui-même», a affirmé M. Riskin. «Les technologies ne cessent d’évoluer. Maintenant que nous savons qu’il existe un signal, nous pouvons créer des dispositifs pour l’écouter.»
Il a ajouté qu’une façon d’utiliser cette recherche pourrait être le survol par des drones.
«Il est tout à fait plausible qu’un drone survole le champ d’un agriculteur pour mesurer la santé des plantes à l’aide de ces longueurs d’onde, ou qu’il soit utilisé dans un laboratoire ou un cadre expérimental pour observer ce qui arrive à des plantes soumises à différents traitements», a avancé M. Riskin.
Les chercheurs soulignent que ces applications en sont à leurs débuts et qu’elles devront faire l’objet d’études plus approfondies.
