1885年，杜堡伊斯(Dubois)在实验室里提出的萤火虫的荧光素和荧光素酶，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。经过科学家们的研究，萤火虫的发光原理被完全弄清楚了。我们知道，化学发光的物质有两种能态，即基态和激发态，前者能级低后者能级很高，一般地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。如果我们企图使一个物体发光我们只需要给它足够的能量使它从基态变成激发态就行了，但生物要发光则需要体内的酶来参与，即酶是一种催化剂，并且是高效率的，它可以促使发生化学反应的以给发光物质提供能量且能保证消耗的能量尽量少而发光强度尽可能高。在萤火虫体内，ATP（三磷腺酸苷）水解产生能量提供给荧光素而发生氧化反应,每分解一个ATP氧化一个荧光素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，这些个荧光蛋白与钙或铁离子结合发生反应从而发出光来。

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自己能理解的来自同类物种发出的光，但一些压根都没有眼睛的生物是如何实现光通讯的呢？科学家们目前在这方面进行过一些有意义的实验，让我们来看看那些具普遍意义的实验吧。

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，弱到人眼无法而只能通过仪器检测到。如水蚤，一般情况下我们甚至都不知道它们原来也是一种会主动发光的动物。科学家们为了测定到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，即意味着它们的光量是可能迭加的，水蚤数目越多，光量就越大，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，这种迭加就不存在了，反而是光量变小，经研究发现这原来是一种被称之为“相干”的光学现象。在对微小生物进行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。像光照诱导的延迟发光也存在于发光生物中，并且研究后都发现了“相干”。于是人们提出了一种称为“相干电磁场和生物光子”的假说，这种假说认为在发光的生物体内存在着相干的电磁场释放生物光子，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,在5个格子里放进乳腺组织进行起培养，中间一组（AB）两格用不透明隔板隔开，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得分泌的蛋白质、氧化物和化学发光。实验结果为AB无变化，CD则发生了变化，这表明它们觉察到了AB中发出的光。接着科学家们又用嗜中性白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的秘密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像空间。 （作者：九歌）