Recibe el nombre de bioluminiscencia el fenómeno de emisión de luz por organismos vivos. El fenómeno sucede en varios seres vivos, con excepción de los vertebrados de vida terrestre (anfibios, aves, reptiles y mamíferos) y plantas superiores.
En la bioluminiscencia hay una transducción quimiofísica, es decir, una transformación de energía química en energía luminosa. El estudio bioquímico de ese fenómeno reveló que es extremadamente variable, dependiendo en general de la acción de una enzima, la luciferasa, sobre un sustrato, la luciferina. Este sistema fue bien estudiado en el crustáceo Cypridina y, tanto la luciferina como la luciferasa, ya fueron aisladas y caracterizadas en esta especie. Varios peces tienen un sistema parecido con la luciferina-luciferasa de los crustáceos. Un caso similar ocurre en los protozoarios Noctiluca y Gonyaluax, responsables por la luminiscencia del agua del mar cuando esta es perturbada por el paso de un pez o por agitación de las ondas. En los insectos, como en el caso de la luciérnaga, además de luciferina y luciferasa es necesaria la presencia de ATP, consumido durante la emisión de luz. Es una reacción altamente específica para ATP, no ocurriendo con otros compuestos fosforilados.
Además de los dos sistemas mencionados existen otros sistemas que son independientes de la presencia de luciferina y luciferasa. Es lo que ocurre en las bacterias y hongos que emiten luz. Otra modalidad es hallada en celentéreos, donde la bioluminiscencia no depende de la presencia de oxígeno sino a partir de iones de calcio con proteínas específicas.
Una característica interesante es el hecho de no observar una relación genética en la bioluminiscencia, pues existen especies muy próximas donde se verifica la presencia y la ausencia del fenómeno. Se trata de un proceso generalmente continuo en los seres menos evolucionados (como bacterias y hongos), mientras que en los animales superiores (como insectos) se produce intermitentemente con cortas emisiones de luz y duraciones menores a un segundo. Todos los colores del espectro pueden ser emitidos, pero el azul y el verde son los más frecuentes.
La función biológica de la bioluminiscencia es variable y su comprensión sigue siendo parcial. En muchos casos es importante en la señalización entre animales de diferente sexo (p.ej. luciérnaga, donde las hembras escogen a sus compañeros sexuales a través de una secuencia de luz intermitente y emite el mismo secuencial cuando encuentra el macho ideal). En otras especies, tiene la función de atraer o confundir a la presa. En el caso del pez Photoblepharon ayuda a la visión; en esa especie, los órganos localizados por debajo de los ojos contienen bacterias simbióticas que producen luz continua.
Los estudios sobre la bioluminiscencia siguen siendo realizados en la actualidad en busca de respuestas relacionadas a sus orígenes, funciones e incluso el proceso evolutivo de ese mecanismo a fin de convertirse en una fuente de energía útil para el ser humano.
