Biolumineszenz

(griechisch: bios, "Leben" und lateinisch: luminare, "leuchten")

Die auch als "kaltes Leuchten" bezeichnete biologische Lichterzeugung ohne nennenswerte Wärmeerzeugung durch lebende Organismen ist eine Variante der Chemiluminiszenz. Bei der Bioluminiszenz wird chemische Energie durch biologische Systeme in Licht umgewandelt. Sie beruht vorwiegend auf der Oxidation von Luciferinen (Leuchtstoffen) unter katalytischer Wirkung des Enzyms Luciferase (lateinisch: lux, "Licht" und ferre, "tragen"). Noch in einer 10-9 molaren Lösung von Luciferase ist nach Zugabe von Luciferin ein Leuchten festzustellen.

Im Tier- und Pflanzenreich ist die Bioluminiszenz weit verbreitet. Es gibt Leuchtbakterien, Leuchtpilze, Leuchtkäfer, Leuchtfische und Leuchtschnecken, um nur einige zu nennen. Unterschieden wird einmal danach, ob das Leuchten innerhalb der Zellen geschieht (intrazelluläre Bioluminiszenz), oder außerhalb der Zelle (extrazelluläre Bioluminiszenz), wobei einige Organismen einen leuchtenden Schleim absondern. Zum anderen lässt sich das Leuchten nach der biologischen Funktion unterscheiden. So leuchten Organismen, um einen Sexualpartner zu finden, um Beute anzulocken (unter anderem der Anglerfisch) oder um Artgenossen zu erkennen. Das Meeresleuchten wird durch die Bioluminiszenz einiger Algen- und Quallenarten hervorgerufen. Unterscheiden lässt sich das Leuchten auch dananch, ob der Organismus selbst das Leuchten verursacht (primäre Bioluminiszenz) oder es durch die Symbiose mit leuchtenden Bakterien verursacht wird (sekundäre Bioluminiszenz). Die Leuchtorgane können mit einer Reflektorschicht, mit einer Linse oder Lidern ausgestattet sein. Die meisten Gründe für das Leuchten sind jedoch noch unbekannt.

Inzwischen wird die Bioluminiszenzreaktion in der Luminometrie in verschiedenen Methoden und Verfahren genutzt. So können z.B. kleinste Mengen ATP (Adenosintriphosphat) damit im Stoffwechselkreislauf nachgewiesen werden.