
【醫】 luminous organism
irradiate; radiate; shine; be luminous; blaze; gloss
【計】 luminesce
【化】 luminescence
【醫】 luminescence; photogenesis
being; biota; creature; life; living beings; organism
【化】 biology
【醫】 bio-; living being; organism
發光生物(Bioluminescent Organisms)是指能夠通過自身生物化學反應産生可見光的生物體。該現象被稱為生物發光(Bioluminescence),是化學能轉化為光能的過程。
詞源:源自希臘語"bios"(生命)和拉丁語"lumen"(光),指生物體内酶促反應釋放的光能。
生物發光依賴于熒光素酶(luciferase)催化熒光素(luciferin)的氧化反應,其化學式為:
$$ text{熒光素} + text{O}_2 xrightarrow{text{熒光素酶}} text{氧化熒光素} + text{光能} $$
該反應效率極高,能量轉化率可達80-90%,遠超白熾燈(約10%)。
生物發光機制為現代科技提供重要啟示:
權威參考資料
發光生物是指能夠通過自身生理機制或共生關系産生可見光的生物。其發光現象主要分為主動發光和被動發光兩類,廣泛分布于陸地與海洋生态系統中。以下是詳細解析:
化學發光
大多數發光生物通過熒光素酶催化熒光素氧化的化學反應産生光能。例如螢火蟲的發光過程():
$$
text{熒光素} + text{ATP} + text{O}_2 xrightarrow{text{熒光素酶}} text{氧化熒光素} + text{光}
$$
該反應僅釋放光而不産熱,稱為“冷光”。
共生發光
部分生物(如玻璃烏賊)依賴體内共生的發光細菌産生光,通過調控細菌數量控制亮度()。
陸地生物
海洋生物
生存策略
生态影響
海洋中大量發光浮遊生物(如甲藻)可形成“藍色潮汐”,甚至影響海洋碳循環()。
人類對生物發光的研究始于螢火蟲(《詩經》記載),現代科學利用其機制開發生物傳感器(如檢測ATP濃度)和醫學成像技術()。
發光是生物適應環境的重要進化成果,其機制與功能多樣性體現了自然界的精妙設計。如需完整物種列表,可參考等來源。
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