Nagy szentjánosbogár (Lampyris noctiluca) nőstény
A fénykibocsátás az élőlények között szaggatott elterjedésű, azaz sokféle, egymással csak igen távoli leszármazási kapcsolatban álló fajnál bukkan fel. Természetszerűleg az élőlények "hideg" úton bocsátanak ki fényt, olyan kémiai reakciók segítségével, amelyek esetében az elemi energiafelszabadulás elegendő egy fénykvantum létrehozásához. A hatásfok közel van a 100 %-hoz, tehát veszélyes hőtermelés nem fenyegeti a kibocsátó szervezetet.
Az evolúcióban alapszabály, hogy csak olyan életműködések maradnak fenn, terjednek el, amelyek az adott faj számára valamilyen szempontból előnyösek. A fény kibocsátásának legkézenfekvőbb értelme az lehet, hogy egy másik egyed érzékelje. A közismert szentjánosbogár, és sok más faj esetében a párok egymásra találását segíti a világítás. (Természetesen akkor, ha ennek sötétben kell történnie.) Más esetekben a leendő táplálékát csalja magához a ragadozó. Vannak azonban olyan alacsonyrendű szervezetek (pl. baktériumok, gombák), amelyeknél nehéz megmagyarázni, mi előnye lehet annak, ha fényt bocsátanak ki. Van olyan elmélet, ami szerint a fénytermelés eredete azokba az időkbe nyúlik vissza, amikor a Föld légköre még oxigénmentes volt. Az élőlények természetesen ehhez a környezethez alkalmazkodtak, az oxigén egyenesen mérgező volt a számukra. Az életfolyamataik során keletkező oxigént úgy tették ártalmatlanná, hogy vízzé alakították; ez a folyamat azonban nagy energiafelszabadulással jár. Az energia pedig fény
formájában kevésbé káros, mint a hő. Tehát a fény eredetileg kiválasztási terméknek volt tekinthető, és lehetnek olyan esetek, amikor máig az maradt. A magasabbrendű élőlények gyakorta elvesztenek olyan képességeket, amelyek a jóval fejletlenebb elődökben a környezethez való alkalmazkodás biokémiai megoldásaiként alakultak ki. Így van ez a világítással is. (Hogy egy másik, jelentős példát említsek, a cellulóz lebontásának képessége is ilyen.) A mélytengeri halak és fejlábúak nem a saját szervezetük erőforrásaival világítanak, hanem olyan szerveik alakultak ki, amelyekben együttélő világító baktériumok találhatók. Ezekben az esetekben bizonyos a fénykibocsátás evolúciós előnye. (És hozzátenném: az evolúción kívül nehéz lenne mással magyarázni az ilyen világítószervek kialakulását.)
Az életfolyamatokból eredő fénykibocsátás - idegen szóval biolumineszcencia - alapjául olyan molekulák szolgálnak, amelyek konjugált* kettőskötéseket tartalmaznak. Általában az ilyen elektronszerkezet energiaállapotai között van a látható fény energiájának megfelelő különbség. Egyéb tulajdonságaikban nagymértékben eltérnek, mégis gyűjtőnéven luciferinként szokták őket emlegetni. (Lucifer magyarul: fényhordozó.) A fénykibocsátó reakciót pedig - amint az az életfolyamatoknál megszokott - enzim felügyeli, ennek a gyűjtőneve luciferáz. A folyamathoz energiaszállító molekula (adenozin-trifoszfát, ATP), és bizonyos ionok szükségesek. Azok a szervezetek, amelyek képesek gyorsan ki- bekapcsolni lámpásukat, elsősorban az ionok útján szabályozzák a reakciót. A baktériumok és gombák fénylése egyenletes, vagy más, lassabban változó körülmények (pl. a hőmérséklet) függvénye. Ezért a világító halak esetében a világítószervet a szemhéjhoz hasonló bőrredő takarhatja el, így tudják változtatni a fényállapotot.
Magyarországon a világító élőlényeket néhány szentjánosbogárfajon kívül csak a baktériumok és gombák képviselik. Utóbbiak között képességét jelző nevet visel a világító tölcsérgomba (Omphalotus olearius).
Ennek a termőteste - azon belül elsősorban a lemezei - is világítanak.
(Legfeljebb nézegetésre használjuk, mert egyébként mérgező, speciális méreganyagai főleg a hányásközpontot tudják tartósan aktiválni...) De sok esetben a gombának csak a közeget átjáró fonalhálózata - a micélium - világít, és ilyenkor a faj nem igazán meghatározható. A fény meglehetősen gyenge, tehát csak teljes sötétségben észlelhető. Szabad szemmel azt se nagyon tudjuk eldönteni, hogy a korhadó fadarab, vagy egyéb bomló szerves anyag derengését éppen gomba, vagy baktérium okozza.
Más tájak gazdagabbak lumineszkáló fajokban; például a szentjánosbogarak családjába több, mint 2000 faj tartozik, de más rovarok is világíthatnak. Egy amerikai pattanóbogár fénye olyan erős, hogy mellette akár olvasni is lehet. Helyi neve cucujo (Pyrophorus noctilucus).
Egy másik rokon bogár lárvájának (Phrixothrix sp.) érdekessége, hogy kétféle színű fényt képes kibocsátani. Olyankor villan fel, ha fenyegetve érzi magát - ez a biolumineszcencia újabb felhasználása, a támadó elriasztása. A szelvények oldalán végigvonuló fénysor miatt a railroad-worm nevet kapta, ez magyarul nagyjából vasút-kukac.
Még nagyobb a választék a tengerekben, ahol a nagyobb mélységekben gyakorlatilag teljes a sötétség, csak a világító élőlények láthatják egymást. A medúzáktól a halakig sokféle állat hordoz magán lámpásokat. A halak között pl. sok olyan van, amely a szája fölött, egy nyúlvány végén visel világító függeléket. A túl közel merészkedő érdeklődőt pedig be lehet kapni.
Végezetül egy kis galéria:
Világító kígyógombaféle (Mycena lucentipes)
Világító baktériumtelepek tenyészetben
Medúzák
Féreg
Hal
*
Konjugált kettőskötések: a molekulában egyszeres és kétszeres kötések váltakoznak.
