银烛秋光，扇扑流萤

是的，在生物世界里说到发光，人们首先会想到萤火虫。

然而，除了这种昆虫外还有许多生物也能发光，如对一些生活在深海里的鱼类来说，发光是一种谋生的手段。

夜晚常在近海作业的渔民以及常住海边的人经常能看到海面上有光带，这是一些藻类发出的，当它们受到惊扰或是大量繁殖时，似乎海洋都被燃烧了起来。晚上在海滩上戏耍的孩童能在海滩上找到沙蚕，这也是一种能发光的动物。除此之外，能发光的还有水母、珊瑚、某些贝类和蠕虫等等。

人们发现，不同的生物会发出不同颜色的光来：所有的植物被阳光照射时都会发出一种很暗淡的红光，微生物一般都会发出淡淡的蓝光或者绿光，某些昆虫会发黄光。仔细划分一下，生物的发光可分为两类：一类是被动发光，如植物，那些微弱的红光不过是没能参与光合作用的多余的光，这种光对植物是否有着生物学上的意义目前还是个谜，但一般的看法是这种光无意义，就像涂有荧光物质的材料经强光照射后发光那样；另一类是主动发光，尽管有一些发光的意义目前还未被全部认识清楚，但有一点是可以肯定的——绝大多数主动发光生物的这种发光是有用途的。

光是一种能量，主动发光是对能量的一种消耗。生物的生存策略有一个最基本的共同点，那就是在维持生命的正常活动中最大限度地节省能量，因此主动发光必定是这些生物生存的一个重要环节。有必要说一下，有些动物本身并不会发光，但在共生的环境中它们会利用发光细菌的光为自己服务，下面举例时我们会提到这一点。

发光，是一种生物行为，具体地说就是一种生物通讯。下面我们来看看主动发光对发光生物都有些什么用途。

人们首先会因萤火虫想到发光是动物的求偶行为

。雌性萤火虫发出微弱的光蛰伏在草丛中，雄虫发现后会用一种兴奋的明亮闪光来示好，然后等待雌虫发光的变化以确定自己有多大成功的把握。

警告也是光的一种用途。众所周知，很多种动物都有自己食物来源的一个区域，这种秩序建立在同种生物自然默契的基础上。为了不使矛盾激化，动物们通常会有一套警告的方法行为，如较深海底处的某些发光鱼类。

深海中有一种名叫鮟鱇的鱼，它的头顶有一个发光器，

这是用来迷惑一些从它身旁经过的小动物的。如果某个动物有太强的好奇心的话，那么这种抵抗不了诱惑的恶习极有可能让它成为鮟鱇的口中之鬼。这种发光属于取食行为中的一种。有趣的是，鮟鱇自己并不会发光，但它头顶的那个突出物能给一种发光的细菌提供生存环境，细菌得到了一个稳定的生活来源，而鮟鱇则利用它们发出的光来吸引小动物。

1885年，杜堡伊斯指出萤火虫的发光是一种化学反应，后来，科学家们又得到了荧光素酶的基因。经过科学家的研究，萤火虫的发光原理已被完全弄清楚了。

我们知道，化学发光的物质有两种能态，即基态和激发态，前者能级低而后者能级很高。一般来说，在激发态时分子有很高并且不稳定的能量，它们很容易释放能量重新回到基态；当能量以光子形式释放时，我们就看到了生物发光。但是，如果我们企图使一个物体发光只需要给它足够的能量让它从基态变成激发态就行了，而生物发光则需要生物体内的酶来参与。生物体内的酶是一种高效催化剂，它能以消耗最少的方式促使发生化学反应，从而给发光物质提供能量。在萤火虫体内，三磷腺酸苷(ATP)水解产生的能量使得荧光素发生氧化反应，从而每分解一个ATP就会有一个光子产生，从而发出光来。目前已知，绝大多数的生物发光机制是这种模式。但在发光的腔肠动物那里，荧光素则换成了光蛋白，(如常见发光水母的绿荧光蛋白)，这些光蛋白是通过与钙或铁离子结合发生反应，从而发出光的。

上面我们说到生物主动发光归根结底是一种生物的通讯行为。一些有眼睛的动物能直接捕获到来自同类物种发出的光，但一些压根儿没有眼睛的生物是如何实现光通讯的呢?在这方面科学家们进行过一些有意义的实验，让我们来看看那些具有普遍意义的实验吧。

首先，生物发光是最经济的，因此更多的生物发光是一种非常弱的光，弱到人眼无法看到而只能通过仪器检测到。如水蚤，一般情况下我们甚至不知道它们也是一种会主动发光的动物。科学家们为了检测它们微弱的光，用不吸收紫外线的石英玻璃杯盛上水，再放进一些水蚤；测试中假定水蚤各自的发光是独立的，即意味着它们发出的光是可以叠加的，水蚤数目越多，光就越强。可实验的结果大出人们的意料，当水蚤的数目达到一定的比例时，这种叠加就不存在了，光反而减弱了。

经研究发现，这原来是一种被称为“相干”的光学现象。在对微小生物主动发光的研究中，科学家们还发现发光生物机体的异常也会影响到发光的质量。类似光照诱导的延迟发光也存在于发光生物中，并在研究中都发现了相干现象。于是人们提出了一种被称为“相干电磁场和生物光子”的假说，这种假说认为在能主动发光的生物体内，存在着相干的电磁场来释放生物光子，它是活组织中细胞通讯的基础，即细胞和细胞之间可以借助于电磁场和光来传递信息。这便是细胞的视觉系统。

1993年，俄国科学家通过另一个实验证明了细胞可能有“视觉”。实验是这样的：将两组乳腺组织放进格子里进行培养，其中一组(AB)用不透明隔板隔开，另外一组(CD)则用透明隔板隔开；向AB中添加不同的激素以测定分泌的蛋白质、氧化物和化学发光。实验结果为AB无变化，而CD则发生了变化，这表明它们察觉到了AB中发出的光。接着科学家们又用嗜中性粒细胞做了类似的实验研究，结果一样。

这些研究工作是非常有意义的，一方面为我们解开生物系统之间传递信息之谜提供了令人鼓舞的线索，另一方面为动物视觉的起源提供了一个科学解释的想象空间。