人類身邊的發光生物，幾千年前人類就開始研究它們了！

電影《阿凡達》中的潘多拉星球，在那個星球上，所有植物都是能發光的，而那些藍色的納威人崇拜的神樹，也是會發光的。我們會不由得發出感嘆，要是地球上的植物也都發光，那該多好!其實，地球上的生物也有很多是發光的，只是我們沒有意識到或沒有看到它們而已。

說起發光生物，我們的第一概念就是螢火蟲——雖然大多數人至今也沒有見過真正的螢火蟲，但“囊螢映雪”的故事恐怕很多人從小就耳有所聞，估計還將激勵一代又一代少年奮發圖強。

可以說，螢火蟲是我們對生物發光的最直接印證。不過，倘若你只認為螢火蟲才能發光，那就孤陋寡聞了。世界之大，無奇不有，下到最低等的單細胞生物，上到高等的脊椎動物，自然界具有發光能力的生物實在是種類繁多，據統計，單單是動物界，在全部的25個門中就有13個門的動物能夠發光。可見，生物發光是一種普遍現象。
生物，原來可以亮的

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雖然在自然界中有一種常見的生物發光現象，但這麼一說，似乎我們對生物發光有一點瞭解。不同生物在發光機理、發光強度和光譜範圍等方面存在很大差異。但如果你認為所有的發光生物都像螢火蟲那樣，那麼就大錯特錯了。根據發光機理的不同，生物發光一般分為四類：受激螢光、生物發光、化學發光和超微弱生物發光。一般來說，第二類發光生物是發光生物。
生物發光顧名思義，就是生物體發出的光輻射，這種光輻射不需要以光吸收為前提。
生物發光讓很多人為之著迷，早在3000多年前，古人就觀察到了生物發光的現象，《詩經·國風·豳風》中曾有描述“熠耀宵行”，說的就是閃閃發光的螢火蟲。

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幾十年來，無論是普通人還是專家學者，都深深地被生物發出的光所吸引。他們不僅崇敬大自然的神奇，更感嘆五彩繽紛的世界。然而，發光機理一直困擾著學術界。上世紀50年代，一位美國學者收集了數萬隻螢火蟲，將螢火蟲的發光體切斷，烘乾後放入燒瓶中研究螢火蟲的發光物質。
目前，生物發光主要與三磷酸腺苷（ATP）有關。一般的機制是細胞內的化學物質。在一種特殊酶的作用下，氧化還原發生，隨著能量的變化，化學能轉化為光能。酶作為一種高效的催化劑，能夠促進生物體內的化學反應，為發光物質提供能量，保證最低的能量消耗和最高的光強度。
最先破譯的還是我們最常見的螢火蟲：1885年，科學家在實驗室裡分離出了螢火蟲的螢光素、螢光素酶，並指出螢火蟲的發光是一種化學反應——在發光過程中經歷了一系列複雜的化學變化，簡單來說，就是這兩種發光物質先與ATP結合成一個複合體，在與氧氣反應的過程中，發生電子轉移同時伴隨能量的變化，釋放出二氧化碳和光。目前已知，絕大多數的生物發光機制就是這種模式。

不只是亮一點

生物為什麼會主動發光呢，其意義何在?在上億年的進化過程中，生物保留了主動發光的生物行為，必然是有其重要意義的。要知道，光是一種能量，主動發光就是消耗能量，而在進化過程中，生物素持的最基本的生存策略就是在維持生命的正常活動的前提下，最大限度地去節省能量，由此可見，主動發光必定是大有用途，甚至可能是發光生物生存的一個重要的環節。科學家長期研究並歸納出如下幾個理論可以說明生物發光的意義：首先就是我們最先想到的螢火蟲。眾所周知，螢火蟲發光是為了求偶或交流，即這是一種生物通訊。當夜幕降臨，雌性螢火蟲會找一個顯眼的位置，翹起尾巴，發出微弱的光，指引它的“如意郎君”前來交配，雄蟲發現後也會通過亮光來響應回答，並互相交流。在很多細菌身上，生物發光也會幫助它們交流，並提升宿主的共生效應，最終對群體行為產生影響。

其次是深海魚類，它們通過光的吸引來捕食。比如一種稱為印鮟鱇的魚類，頭部懸掛一個發光器，在深海環境中，一些小魚會被吸引到艘鐮的附近，成為鮟鱇的口中之“鬼”。

有意思的是，實際發光的並不是鮟鱇自己，而是一種共生的發光生物，於是，細菌借助鮟鱇有了一個穩定的安身之所，而同時幫助鮟鱇來吸引小動物。另一種稱為雪茄達摩鯊的魚，腹部可以發光，從遠處看起來，這些光斑像是小魚，於是某些大型掠食性魚類(如鮪魚和鯖魚)會被吸引過來，反而成為雪茄達摩鯊的食物。

再次，某些魷魚及小型甲殼類動物還靠光來驅敵。當他們遇到危險的時候，會像烏賊噴墨水一樣，噴出發光化學混合物漿液，讓敵人看起來不敢靠前，或是因為驚恐扭頭逃走。而我們上文說的螢火蟲，在幼蟲階段，能發出警示性的光，以此來驅走捕食者。
另外還有深海魚類依靠發光來照明，有一種巨口魚可以產生紅光，因為海水能夠把紅光濾掉，所以一些紅色生物無法被發現，而巨口魚的紅燈籠則可以幫助它們發現紅色的獵物。

除此之外，還有深海生物利用生物光進行偽裝，使自己完全融入周圍幽藍的海水中，在獵物最意想不到的時候一擊致命。
星星之火可以燎原

生物主動發光是有其重要意義的，而這些意義也可以被我們應用於生活和生產中。
比如海洋生物的發光是一種“冷光”，發光效率極高而產熱量極少，在發光的同時，幾乎沒有輻射熱能的消耗，也就是說，生物光幾乎能將化學能百分之百地轉變為可見光，人類從工程學角度研究、模擬這種發光，可以製備新一代冷光源。或許有朝一日，各種各樣不輻射熱的發光牆或冷光發光體會相繼誕生，冷光會被大規模應用。而由於生物光源沒有電流，因此不會生磁場，人們可以在這種光流的照明下，消除磁性水雷的磁性等。在生化分析領域，生物光更是可以幫助人們檢測很多痕量物質。

我們甚至可以想像，有朝一日，行道樹將能夠點亮，這將節省電燈費用，也可以代替節日掛在樹上的燈籠燈帶，確保安全。當作物和家庭植物需要水或有疾病時，它們會發光並自行報告人類總之，在生物發光研究的基礎上，一些技術已經應用到現代生命科學和醫學研究中。可以預見，在不久的將來，更多生命科學的奧秘將一一揭開，幫助我們更好地生活。