Біолюмінесценція (від біо... і люмінесценція ), видиме свічення організмів, пов'язане з процесами їх життєдіяльності; спостерігається в декількох десятків видів бактерій, нижчих рослин (грибів), у деяких безхребетних тварин (від простих до комах включно), у риб. Би. ширше поширена серед мешканців Морея і океанів. Організми, що тут світяться, інколи розмножуються в такій кількості, що викликають свічення морить . В багатьох організмів (бактерії, прості, ракоподібні, гриби і ін.) свічення відбувається постійно і безперервно, якщо в довкіллі є кисень. В інших Би. відбувається окремими спалахами і пов'язана з умовами життєдіяльності (голод, період розмноження і ін.). Біологічне значення Б. різно. Так, у комах спалаху, що світяться, Би. служать сигналом, дозволяючим самцям і самкам знаходити один одного; в ряду глибоководних риб — для освітлення і приманки видобутку; у каракатиці — для захисту від хижаків (шляхом викидання рідини, що світиться) і ін. Багато тварин мають складно влаштовані свічення органи . В деяких випадках джерелом Би. тварини є бактерії-симбіонти, що світяться (наприклад, т.з. несамостійне свічення ряду риб).
По механізму Б. відноситься до хемолюмінесценциі: свічення виникає при ферментативному окисленні киснем повітря специфічних речовин люциферінов. За рахунок хімічної енергії, що звільняється при цьому, частина молекул люциферину переходить в збуджений стан, при поверненні в основний стан вони випускають світло. Люциферіни, як і ферменти (люциферази), що каталізують їх окислення різні в організмів різних видів. Так, наприклад, у бактерій люциферином служить флавінмононуклеотід (рибофлавін-5-фосфат) — кофермент ряду окислітелно-відновніх ферментів. Загальна властивість всіх люциферінов — здатність давати інтенсивну флуоресценцію . Виділений в кристалічному вигляді люциферин може бути окислений і хімічним дорогою, але при цьому, на відміну від ферментативного окислення в організмі, енергія виділяється у вигляді тепла, а не квантів світла.
По мірі складності розрізняють 3 системи Б. організмів. Проста, така, що складається лише з люциферину і люцеферази, є в Cypridina (цей рачок випускає синьо-зелене світло з максимальною довжиною хвилі 440—460 нм ), у риби Argon і ін. Складніша та, що світиться система бактерій. Тут, окрім люциферину і люциферази є ще длінноцепочечний альдегід, тобто з'єднання типа
де R прямий вуглеводневий ланцюжок містить від 7 до 14 атомів вуглецю. Спрощена схема реакції Б. в цьому випадку має наступний вигляд:
(Тут ФМН — окислена форма флавінмононуклеотіда, ФМН · H 2 — його відновлена форма, Е — фермент люцифераза.) Бактерії випускають зелене світло з максимальною довжиною хвилі близько 560 нм. Найбільш складна система Б. у комах, наприклад світляків. Їх органи Б. випускають спалахи жовто-зеленого світла (близько 560 нм. ), що викликаються нервовими імпульсами. Окрім люциферину і люциферази, для реакції Б. комахою необхідні АТФ (див. Аденозінфосфорниє кислоти ) і магній. Енергія що звільняється при гідролізі АТФ (див. Біоенергетика ), мабуть, активує люциферін-люциферазную систему і забезпечує окислення люциферину з випусканням світла. У відсутності АТФ ця система не працює.
Передбачають (американський учений У. Д. Мак-Елрой і ін., 1962), що Б. виникла на стадії переходу від анаеробних форм життя до аеробних, тобто коли в первинній атмосфері Землі почав накопичуватися кисень. Ймовірно, для тих, що існували тоді анаеробних організмів кисень був токсичний і перевагу отримали організми, здатні швидко відновлювати його. При цьому у ряді випадків виділення енергії в світловій формі було вигідно, ніж в тепловій. В простих біолюмінесцирующих форм енергія, що звільняється при окисленні субстратів, виділялася у формі світла або тепла, тобто пропадала без користі для організму. Тому в ході подальшої еволюції отримали перевагу організми, в яких виник механізм акумуляції енергії (див. Фосфорилування окислювальне). З появою таких форм окислювальні люмінесцентні реакції вже не давали переваг при природному відборі і навіть ставали шкідливими. Проте в результаті вторинних еволюційних процесів Би. могла зберегтися як рудиментарна ознака в окремих, не зв'язаних один з одним груп організмів, в яких вона придбала інші функції, наприклад функції статевого сигналу у світляків.
Літ.: Тараса Н. І., Свічення морить, М., 1956; Мак-Елрой В. Д. і Зелігер Р. Р., Походження і еволюція біолюмінесценції в кн.: Горизонти біохімії, пер.(переведення) з англ.(англійський) М., 1964. Біолюмінесценція, [Сб. ст.], М., 1965; Біоенергетика і біологічна спектрофотометрія, М., 1967.
