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'''生物発光(せいぶつはっこう)とは、生物が光を生成し放射する現象である。化学的エネルギーを光エネルギーに変換する化学反応の結果として発生する。英語ではバイオルミネセンス(Bioluminescence)と言い、ギリシア語のbios(生物)とラテン語のlumen(光)との合成語である。生物発光はほとんどの場合、アデノシン三リン酸(ATP)が関係する。この化学反応は、細胞内・細胞外のどちらでも起こりうる。

生物発光の能力をもつのは、海棲生物が中心である。特に深海生物の大多数は何らかの方法で発光し、その目的も多岐にわたることが知られている。調査に基づく概算では、500m以深に住む魚類の90%、十脚類(エビ・カニ類)の40-80%(水深500-1,000m)、オキアミ類の99%(表層-1,000m)、カイアシ類の20-30%(表層-1,000m)が生物発光すると見積もられている(すべて種数ではなく個体数での割合)『深海の生物学』 p.284。ほとんどの場合、深海生物による発光色は青か緑の波長であり、この波長は海水をよく通過する。しかし、一部のワニトカゲギス目魚類は赤色や赤外線波長の光を発するし、多毛類の ' 属は黄色の生物発光を行う。

陸上生物では生物発光はあまり一般的ではなく、比較的限られた種類にとどまる。陸上で生物発光をする生き物としてよく知られているものには、ホタルやツチボタル(ヒカリキノコバエ)、フェンゴデス科(甲虫の一種)の仲間などがある。他の昆虫(幼虫を含む)、環形動物、クモ類、また菌類の一部にも生物発光を行う能力があることがわかっており、発光色には様々な種類のものをみることができる。

いくつかの場合、生物発光が見える(行われる)のは、概日リズムの働きにより、夜に限られる。

◆ 生物発光の理由

以下の5つの理由が、生物発光の特性の進化の理由として主に考えられている。

◇ 擬態

擬態を参照。

◇ 誘引

生物発光は、獲物を誘うルアーとして、チョウチンアンコウなどの深海魚に使用されている。魚の頭部から伸びた誘引突起(背鰭が変形したもの)を揺らすことで、小魚や甲殻類を攻撃範囲内に引きつけるのである。ただし、ルアーが発光しない場合もある。

ダルマザメは生物発光を擬態に使用しているが、下腹部の一部のみを暗いままに残してあり、大型の捕食魚に対し、小さな魚の影に見せかけている可能性がある。それらが「小さな魚」を補食しようと近寄ってきたとき、ダルマザメに体の一部分を食べられるのである。

渦鞭毛藻類は、生物発光をひねった使い方をしている。捕食者であるプランクトンを水流により感知したとき、渦鞭毛藻は発光する。これは、さらに大きい捕食者を引きつけ、渦鞭毛藻の天敵を捕食するように仕向けるのである。

生物発光は、交配相手を誘引する機能も持つ。これはホタルの行動に見られ、断続的な発光が腹部から発せられ、交配相手を引きつける行動が繁殖期に見られる。海中では、甲殻類貝虫亜綱の行動のみが詳しく記録されている。これは、長距離の伝達にはフェロモンを使用し、短距離においては発光によって目標を表していると思われている。

◇ 撃退

ある種のイカと、小型の甲殻類では、発光する化学物質や、発光バクテリアを含む液を、普通のイカの墨のように使用する。煙幕のように発光することで、捕食者を混乱させ撃退する。その間にイカや甲殻類は安全に逃げる。ホタルの幼虫はすべて、敵を撃退するための発光を行う。

◇ 通信

生物発光は、バクテリアにおいても、直接的にコミュニケーションの役割を果たしていると考えられている(クオラムセンシングを参照)。バクテリアが共生生物に取り込まれることを助け、またコロニーを招集する役目を果たしている。

◇ 照明

海棲生物のほとんどの発光色は青か緑だが、ワニトカゲギス目に属する一部の魚(ホテイエソおよびホウキボシエソの仲間)は、赤い光を放つ。赤色光は海水中で速やかに吸収され深海にはまったく届かないため、ほとんどの深海生物の眼は赤色を認識する能力をもたないか、あるいは著しく低い。このため、赤色光を放出するとともに、自身で赤い光を認識することもできるワニトカゲギス類は、獲物や他の捕食者に気づかれることなく周囲を探索することが可能になる。

◆ バイオテクノロジー

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