Bioluminesenssilla tarkoitetaan elävän organismin kykyä lähettää valoa. Useimmat valoa säteilevät olennot ovat mereneläviä, mutta jotkut hyönteiset ja kasvit myös säteilevät valoa.
Kaikki valo, mukaan lukien bioluminesenssi, luodaan samalla prosessilla. Atomin ytimen ympäri kiertävä elektroni saa riittävästi energiaa hypätäkseen korkeammalle kiertoradalle. Kun se menettää energiaa ja putoaa takaisin alempaan kuoreen, sen vapauttama energia pakenee fotonin tai valon hiukkasen muodossa. Useimmissa meille tutuissa valomuodoissa, kuten auringossa, hehkulampussa tai lämpimässä takassa, elektronit ovat lämpöherätettyjä, joten paljon energiaa vapautuu lämmönä ja vain pieni osa, suhteellisesti, vapautuu valona . Bioluminesenssissa elektronit kuitenkin herätetään kemiallisella prosessilla, eikä energiaa menetetä lämmönä. Sen sijaan kaikki energia poistuu valona. Koska lämpöhäviöitä ei ole, bioluminesenssia kutsutaan “kylmäksi valoksi”.
Bioluminesenssiin osallistuvat kemikaalit ovat lusiferiini, substraatti ja entsyymi, lusiferaasi. Eri olennot tuottavat erilaisia lajikkeita näitä kemikaaleja, mikä johtaa eri valon väreihin. Yleisin meren elämän tuottama väri on sininen, joka on luonnollinen evoluutiovalinta, koska sininen tunkeutuu kauimmaksi veden läpi.
Meressä olennot ovat kehittäneet bioluminesenssin eri syistä. Valo voi auttaa kalaa löytämään ruokaa, varoittaa saalistajia tai houkutella puolisoa. Joillakin kaloilla on silmiensä alla valoelimiä, jotka palvelevat samaa tarkoitusta kuin hiilikaivosmiehen ajovalaisin. Toisilla, kuten kalastajalla, on bioluminesoiva viehe nenäkärjessä, joka on suunniteltu paitsi houkuttelemaan saalista myös kumppania. Jotkut katkaravut voivat pilata bioluminesoivan pilven hyökkääjän leuassa häiritäkseen sitä väliaikaisesti, kun katkarapu kääntyy hännän ja pakenee!
Bioluminesenssi on myös kehittynyt piilottamaan olennon muodon tai siluetin auringon suodatetun meren vaaleansinistä taustaa vasten. Sinertävällä hohtavalla eläimellä on paljon vähemmän havaittavia saalistajia, jotka kulkevat sen ylä- tai alapuolella, ja se voi enemmän tai vähemmän sulautua ympäröivän veden taustalle.
Maalla tietyntyyppiset sienet, sienet ja madot tuottavat bioluminesenssia, mutta yleisin on firefly. Vaikka kaikilla lajeilla ei ole tätä kykyä, niille, jotka tekevät yhden käyttäytymisen, on välähdellä malleja, jotka on suunniteltu houkuttelemaan puolisoa. Jos naaras on kiinnostunut, hän väläyttää oman kuvionsa takaisin määrätyllä aikavälillä uroksen viimeisen salaman jälkeen. Heidän välilleen voi tapahtua eräänlainen dialogi – oma versio bioluminesoivasta Morse -koodista!
Kemiallisesti tuotettua valoa käytetään myös hehkutikkuihin, jotka “säröillä” yhdistävät aineita, jotka hehkuvat jopa 24 tuntia. Näitä tikkuja käyttävät yleisesti sukeltajat tai yöjuhlat.