自然光源

燃燒是我們熟悉的分子重組的化學反應。而熱核反應是以愛因斯坦質能關係式為理論基礎的核裂變和核聚變反應。比如我們的太陽。有人説太陽是在燃燒，錯，這個燃燒應該加雙引號，太陽的燃燒其實是核聚變反應，同樣質量的原料進行核聚變反應所產生的能量要比化學燃燒產生的能量高出億萬倍。這也就是為什麼太陽的壽命長達150億年的原因。

第二大類為生物能光源。主要由一些長期生活在黑暗處，比如深海之下的生物體內通過自身生物能和它的生物組織產生的光，雖然極其微小，畢竟也是光的另一種形態。

海洋發光生物 marine luminous organisms：自身具有發光器官、細胞（包括髮光的共生細菌），或具有能分泌發光物體腺體的海洋生物的統稱。海洋中能發光的生物種類繁多，有浮游生物、底棲生物和游泳動物。“生物發光 (bioluminescence)”一詞，源出希臘文βlos（意為生命）和拉丁文Luminare（意為發光）。它是化學發光的一種類型，是化學能轉換為輻射能過程中放射出的可見光，因為散發的熱量非常少，又稱為冷光。

研究簡史：早在公元1～2世紀，就已有關於生物發光的記載。但直至1887年，才由法國R.杜布凡開創對生物發光物質的科學研究。20世紀60年代以前,為熒光素-熒光酶系統的概念佔優勢的時期，主要是觀測研究生物發光的器官、組織和生理，其代表性著作有美國E.N.哈維1952年出版的《生物發光》。60年代以後，隨着觀測儀器和萃取技術的改善，在發光物質的合成及其結構、量子產量測定以及發光反應機制等方面，都獲得了許多新進展，特別是“發光蛋白”型系統的發現，標誌着對生物發光的研究進入了新階段。該時期的代表性著作有1978年英國P.J.赫林主編的《生物發光作用》。

全世界已發現能發光的生物約有 30綱538屬。其中24綱461屬是海洋生物，約佔85%,分別屬於從海洋細菌到海洋魚類的許多門類（見表）。但甲藻以外的各類海藻和海洋動物的扁蟲類、帚蟲類、腕足類、毛顎類、須腕類、爬行類、哺乳類等沒有發光的種類。在陸生生物中，發光現象僅限於極少數類別。（見彩圖）

海洋發光生物廣泛分佈於世界各海域，特別是温帶和熱帶海域。一般認為,在水深超過700米的水層中,90%以上的動物是能發光的。 　發光類型 　可分為細胞內發光和細胞外發光兩類。①細胞內發光是細胞發光,較為普遍,夜光藻(Noctilucascietillans)是最常見的代表。當細胞受刺激時，細胞質中絲狀排列的發光顆粒（一種擬脂蛋白）收縮，發出淡藍色閃光。單細胞的甲藻和放射蟲類，以及許多具有特化的發光器的多細胞動物（如水母、海羽、櫛水母、多鱗蟲、磷蝦、櫻蝦、頭足類、棘皮動物、被囊類和魚類）,都屬於細胞內發光（圖1）。②細胞外發光是由生物的腺體分泌排放出的內含物發光。其中海螢(Cypridina)為最著名的代表。橈足類、齒裂蟲 (Odon-tosyllis)、波葉海牛(Phyllirrhoe)、海筍(Pholas)、柱頭蟲(Balanoglossus)等，都是細胞外發光的動物。

細菌的發光是一種呼吸現象的連續發光。其他生物一般都是受刺激後才發光，其情況因種類而異：①發光細胞或發光物質貯存器被鄰近的肌肉纖維擠壓，使分泌物外流發光（如海螢），這是一種神經肌肉現象。②腺細胞本身受刺激而排放其內含物發光，這是控制腺體分泌的神經調節的結果，如磷沙蠶 (Aphrodita)、游水母。③激發作用引起細胞變化，導致發光物質的活化，如夜光藻。④發光器發出的光，如磷蝦、頭足類和魚類。 　熒光素-熒光酶反應是生物發光的基本反應。 過去認為，一種生物的熒光酶只能催化親緣關係密切的其他生物熒光素，即酶促反應的種別性。自從發現跡天竺鯛(Apogon marginatus) 的熒光素與海螢的熒光酶混合也能發光以來，不同類別的熒光素、熒光酶交叉反應的證據越來越多。海螢的發光是較簡單的酶促反應；細菌的發光是由於二氫黃素單核苷酸的醛複合物的酶氧化作用，發的光是連續的；多管水母(Aequorea)、磷沙蠶、海筍、磷蝦等海洋動物，屬於發光蛋白型的系統，其特點是生物發光的總量（能力）和發光蛋白的數量成比例，整個過程中缺少酶的直接參與。發光蛋白的結構及作用機制又因種類而異（圖2）。

時空分佈 　海洋表層（尤其是温帶、熱帶）常密集着單細胞的發光浮游生物，其中甲藻類是最重要的成員。發光浮游生物種類組成及其數量有季節的變化和空間的差異，如在黑海沿岸，冬、春、夏季的發光現象與夜光藻的數量變動相適應，而秋季則是由旋溝藻等發光所致。海洋上層的發光常呈小尺度的塊狀分佈，這是由發光的小型浮游生物的微分佈所造成。在垂直分佈上，發光的高峯主要出現於温躍層附近，與發光的甲藻和浮游植物數量高峯的位置相符。一些發光的浮游動物（如磷蝦），有明顯的集羣習性，它們是形成深海散射層的主要動物之一。頭足類的發光器的分佈、大小及結構，都隨動物的垂直分佈而不同。具有更發達發光器的是大洋性和深海性魚類，以及多數的沿岸和底棲魚類，則由發光器內的共生細菌發光。

生物發光是生命活動的一種行為表現，往往與一個種的生存和繁衍有關。如許多深海魚懸擺發光的誘餌物，以吸引餌料生物；有些蝦類常分泌光霧，迷惑和逃脱敵害；齒裂蟲等在繁殖季節，以其發光尋求配偶。生物性冷光有多種用途，如發光菌燈可作為火藥庫的安全照明。20世紀70年代以來，生物發光監測磷酸酶、腺苷三磷酸的技術也被廣泛應用。生物發光不僅具有經濟的和生態學的意義，同時也是生物化學和生物物理學研究的對象。 　參考書目 　E.N.Harvey，Bioluminescence，Academic Press，New York，1952. P.J.Herring，ed.， Bioluminescence in Action，Academic Press，London，1978.

（1）自發光且持續發光的：恆星（包括太陽），極光，螢火蟲光，夜明珠。

（2）自發光非持續的：閃電。

（3）非自發光的光源：天空光，月光。