A mai becslések szerint a mélytengeri fajok több mint fele képes biolumineszcenciára. Saját fényük nem látványos trükk, hanem a túlélést szolgáló, létfontosságú evolúciós eszköz. Az örök sötétségben ugyanis bármilyen fényforrás döntő előnyt jelenthet.

A mélytengeri horgászhalak (Ceratioidei) hátúszójuk egyik sugarát mozgatható „horgászbottá” alakították. Ennek végén egy húsos kinövés, az esca található, amelyben szimbiózisban élő világító baktériumok laknak. Ez a fénykibocsátó szerv, vagyis fotofór csaliként szolgál. A nőstények több irányba mozgathatják a nyúlványt, így egyszerre csalogatják a zsákmányt annak mozgásával és fényével. A hatalmas fej és az éles fogak előtt himbálózó csali közvetlenül a ragadozó szájához vezeti az áldozatot.

A fotofórok az állat testének legkülönbözőbb részein elhelyezkedhetnek: a fejen, a háton, az oldalakon, a szem vagy a száj körül, illetve a bajuszszálakon és más nyúlványokon. Felépítésüket és helyüket mindig az határozza meg, milyen feladatot látnak el.

## Fénnyel álcázza magát a tintahal

Egy mélytengeri csendes-óceáni tintahal fotofórjai például főként a hasoldalon találhatók, és az álcázást segítik. Az ellenfénynek nevezett módszer rendkívül pontos: az állat érzékeli a felszín felől érkező fény erősségét, majd saját ragyogását úgy szabályozza, hogy alulról nézve a környezetébe olvadjon a körvonala.

Ehhez fotofórjai a fénysugarat összpontosító biológiai lencsével és a fényerőt szabályozó, sőt a fényt teljesen elzárni képes pigmentált „rekesszel” rendelkeznek. Ez az optikai rendszer szinte láthatatlanná teszi a tintahalat az alatta úszó ellenségek számára, mintha áttetszővé válna a vízben.

## A párkeresésben is számít a fény

A világítás a pártalálásban is alapvető szerepet játszik. A mélytenger sötétjében az egyedeket több tíz vagy akár több száz méter választhatja el egymástól, ezért a fényjelek fontos kommunikációs eszközök. Hatékonyságuk azonban korlátozott. Ha az egyik nem világítószervei fejlettebbek, úgynevezett jelzési szakadék alakulhat ki: a nőstények messzebbről észlelik a hímeket, mint fordítva.

A Malacosteus niger és a Photostomias guernei mélytengeri sárkányhalfajoknál ez a különbség néhány métertől több mint száz méterig terjedhet. A hímek szeme ezért nagyobb a nőstényekénél, így a nőstények gyengébb fényét is képesek érzékelni. Ezzel átlagosan 1,5 méterrel csökkentik azt a holtteret, amelyen belül már nem látnák egymást. A ritkán benépesített mélytengeri környezetben ez döntő előnyt jelenthet.

Az Etmopterus splendidus lámpáscápa testén kilenc zónába rendeződnek a fotofórok. A hasoldali szervek az álcázást szolgálják, míg az oldalakon, az úszókon és az ivarszervek közelében lévők erősebben világítanak, és a párzási készséget jelzik.

## A biolumineszcencia kémiája

A fényjelenség alapja a luciferin nevű szubsztrát és a luciferáz enzim biokémiai reakciója, amely erre szakosodott sejtekben vagy szervekben, a fotofórokban zajlik. A folyamat többnyire hideg kék vagy zöld fényt hoz létre, mert ezeket a hullámhosszakat nyeli el legkevésbé a tengervíz, így ezek jutnak el a legmesszebbre.

A fotofórok felépítése fajonként eltérő. A legegyszerűbb esetben világító sejtek csoportja helyezkedik el egy átlátszó bőrréteg alatt. Az összetettebb változat valóságos optikai berendezés: fénytermelő sejtrétegből, a fényt kifelé irányító tükröző rétegből és a sugarat fókuszáló, átlátszó fehérjéből álló lencséből épül fel.

Egyes fajoknak, köztük bizonyos horgászhalaknak és kardinálishalaknak (Apogonidae), nincsenek saját fénytermelő sejtjeik. Helyettük világító baktériumoknak adnak otthont. A mikroorganizmusok táplálékot és menedéket kapnak, cserébe fényt bocsátanak ki. A gazdaállat a bakteriális szimbionták vérellátását szabályozva képes be- és kikapcsolni a fényt: a környező ereket összehúzza vagy kitágítja.

## A fluoreszcencia másként működik

A tengeri környezetben a biolumineszcencia mellett a fluoreszcencia is gyakori, de a két jelenség nem azonos. A biolumineszcencia önálló kémiai reakció eredménye, a fluoreszcenciához viszont külső fényforrás kell. Bizonyos anyagok elnyelik az egyik hullámhosszú fényt, majd a spektrum más tartományában sugározzák ki. Ehhez többnyire ultraibolya vagy kék megvilágítás szükséges.

A jelenség jól megfigyelhető a tengeri rózsák közé tartozó rock anemónáknál, amelyek a moszkvai VDNH területén működő Moszkvarium kiállításán is láthatók. Fluoreszcens fehérjéik elnyelik a rövid hullámhosszú sugárzást, majd zöld vagy vörös fényként bocsátják ki, neonszerű ragyogást keltve.

Mesterséges környezetben is előidézhető ez a hatás. A Moszkvariumban bemutatott GloFish fekete tetrák DNS-ébe medúzákból – köztük az Aequorea victoria fajból – származó fluoreszcens fehérjék génjeit építették be. Kék vagy ultraibolya fényben ezek a halak élénk vörös, zöld vagy narancssárga színben ragyognak. Fényük azonban szigorú értelemben nem biolumineszcencia, mivel külső megvilágításra van szükségük.

A biolumineszcencia és a fluoreszcencia tehát nem pusztán látványos természeti jelenség: évmilliók evolúciójának eredménye, összetett biokémiai folyamat, egyben a modern tudományos felfedezések fontos eszköze.