Biolumineszenz bezieht sich auf die Fähigkeit eines lebenden Organismus, Licht zu emittieren. Die meisten lichtemittierenden Kreaturen sind Meeresbewohner, aber auch einige Insekten und Pflanzen strahlen Licht aus.
Alles Licht, einschließlich der Biolumineszenz, wird durch den gleichen Prozess erzeugt. Ein Elektron, das den Kern eines Atoms umkreist, erhält genügend Energie, um auf eine höhere Orbitalschale zu springen. Wenn es Energie verliert und in die untere Schale zurückfällt, entweicht die freigesetzte Energie in Form eines Photons oder Lichtteilchens. Bei den meisten uns bekannten Lichtformen wie der Sonne, einer Glühbirne oder einem warmen Kamin werden die Elektronen thermisch angeregt, daher wird viel Energie als Wärme und vergleichsweise nur ein kleiner Teil als Licht freigesetzt . Bei der Biolumineszenz werden die Elektronen jedoch durch einen chemischen Prozess angeregt und es geht keine Energie als Wärme verloren. Stattdessen entweicht die gesamte Energie als Licht. Da es keinen Wärmeverlust gibt, wird Biolumineszenz als „kaltes Licht“ bezeichnet.
Die an der Biolumineszenz beteiligten Chemikalien sind Luciferin, ein Substrat, und das Enzym Luciferase. Verschiedene Kreaturen produzieren unterschiedliche Sorten dieser Chemikalien, was zu unterschiedlichen Lichtfarben führt. Die am häufigsten von Meereslebewesen produzierte Farbe ist Blau, eine natürliche evolutionäre Selektion, da Blau am weitesten durch das Wasser dringt.
Im Ozean haben Lebewesen aus verschiedenen Gründen Biolumineszenz entwickelt. Licht kann einem Fisch helfen, Nahrung zu finden, Raubtiere zu warnen oder einen Partner anzuziehen. Manche Fische haben Lichtorgane unter den Augen, die dem gleichen Zweck dienen wie die Stirnlampe eines Bergmanns. Andere, wie der Angler, haben einen biolumineszenten Köder an der Nasenspitze, der nicht nur Beute, sondern auch einen Partner anlockt. Einige Garnelen können eine biolumineszierende Wolke in den Kiefern eines Angreifers erbrechen, um ihn vorübergehend abzulenken, während die Garnele den Schwanz dreht und entkommt!
Biolumineszenz hat sich auch entwickelt, um die Form oder Silhouette einer Kreatur vor dem hellblauen Hintergrund eines sonnengefilterten Meeres zu verbergen. Durch das bläuliche Schimmern wird das Tier für darüber oder darunter vorbeiziehende Raubtiere weit weniger auffällig und kann sich mehr oder weniger in die Kulisse des umgebenden Wassers einfügen.
An Land produzieren bestimmte Arten von Pilzen, Pilzen und Würmern Biolumineszenz, aber am häufigsten ist das Glühwürmchen. Obwohl nicht alle Arten diese Fähigkeit haben, besteht für diejenigen, die es tun, ein Verhalten darin, Muster zu blinken, die einen Partner anziehen sollen. Wenn das Weibchen interessiert ist, wird es nach dem letzten Blitz des Männchens ihr eigenes Muster in einem festen Intervall zurückblitzen. Zwischen ihnen kann eine Art Dialog stattfinden – ihre eigene Version des biolumineszenten Morsecodes!
Chemisch erzeugtes Licht wird auch für Leuchtstäbe verwendet, die, wenn sie „geknackt“ werden, Substanzen kombinieren, die bis zu 24 Stunden lang leuchten. Diese Stöcke werden häufig von Tauchern oder Nachtschwärmern verwendet.