Phat quang sinh hoc la su tao va phat xa anh sang boi mot sinh vat song. Đay la mot dang anh sang hoa hoc. Phat quang sinh hoc xay ra rong rai o đong vat co xuong song va đong vat khong xuong song bien, cung nhu trong mot so loai nam, vi sinh vat bao gom mot so vi khuan phat quang sinh hoc va đong vat khong xuong song tren mat đat nhu đom đom. O mot so loai đong vat, anh sang co đuoc la do vi khuan, đuoc sinh ra boi cac sinh vat cong sinh nhu vi khuan Vibrio; o nhung loai khac, no la tu sinh, đuoc san xuat tu chinh đong vat đo.
Noi chung, phan ung hoa hoc chu yeu trong phat quang sinh hoc lien quan đen mot so phan tu phat quang va mot enzyme, thuong đuoc goi tuong ung la luciferin va luciferase. Vi đay la nhung ten goi chung, cac luciferin va luciferase thuong đuoc phan biet bang cach them cac loai hoac nhom, vi du nhu la luciferin Đom đom. Trong tat ca cac truong hop đac trung, ​​enzyme nay xuc tac qua trinh oxy hoa cua luciferin.
O mot so loai, luciferase đoi hoi cac cofactor khac nhu ion calci hoac magie, va đoi khi cung la phan tu mang nang luong nhu adenosine triphosphate (ATP). Trong qua trinh tien hoa, luciferin thay đoi rat it: mot truong hop đac biet, coelenterazine, đuoc tim thay o muoi mot đong vat khac nhau (nganh), du trong so nay, cac đong vat co đuoc chat nay thong qua che đo an uong cua chung. Nguoc lai, luciferase lai rat khac nhau giua cac loai khac nhau, va do đo phat quang sinh hoc đa phat sinh hon bon muoi lan trong lich su tien hoa.
Ca Aristotle va Pliny Truong lao đeu đe cap rang go am uot đoi khi tao ra anh sang va nhieu the ky sau thi Robert Boyle đa chi ra rang oxy tham gia vao qua trinh nay, ca trong go va trong giun phat sang. Mai cho đen cuoi the ky XIX, phat quang sinh hoc moi đuoc nghien cuu ky luong. Hien tuong nay đuoc phan bo rong rai giua cac nhom đong vat, đac biet la trong moi truong bien, noi cac trung hai roi gay ra su phat quang trong cac lop be mat cua nuoc. Tren đat lien thi hien tuong nay xuat hien o nam, vi khuan va mot so nhom đong vat khong xuong song, ke ca con trung.
Tac dung phat quang sinh hoc cua đong vat co the ke đen nhu nguy trang đoi quang, bat chuoc cac đong vat khac, vi du nhu đe thu hut con moi, va bao hieu cho cac ca the khac cung loai, chang han nhu đe thu hut ban tinh. Trong phong thi nghiem, cac he thong dua tren luciferase đuoc su dung trong ky thuat di truyen va nghien cuu y sinh hoc. Cac nha nghien cuu khac đang nghien cuu kha nang su dung cac he thong phat quang sinh hoc cho chieu sang đuong pho va trang tri, va mot nha may phat quang sinh hoc cung đa đuoc xay dung.


Ung dung trong tu nhien Phat quang sinh hoc co cac chuc nang khac nhau trong o cac loai (hoac nganh, bo) khac nhau. Haddock va cong su (2010) đa xac đinh va liet ke nhieu chuc nang o cac sinh vat bien nhu sau: chuc nang tu ve gom lam giat minh, nguy trang đoi quang, đanh lac huong (lam mo tam nhin), tach roi bo phan co the đe đanh lac huong, chi điem "con moi" (lam vat an thit de phat hien hon voi loai an thit chung), va canh bao đe ngan can loai đinh cu; chuc nang tan cong thi co the ke đen lua, choang hoac lam "roi tri" con moi, chieu sang con moi, va thu hut su chu y/nhan dien. Phat hien ra rang mot loai co kha nang tao ra anh sang thi de hon la phan tich cac co che hoa hoc hoac đe chung minh chuc nang cua su phat sang đo. Trong mot so truong hop, chuc nang nay la chua ro rang, chang han nhu voi cac loai thuoc ba ho giun đat (Oligochaeta), vi du nhu o loai Diplocardia longa, dich the khoang tao ra anh sang khi con nay di chuyen (ta khong chac đieu nay co chuc nang gi). Cac chuc nang sau đay đuoc thiet lap kha vung chac trong cac sinh vat đa biet:


= Nguy trang đoi quang =
O nhieu loai đong vat duoi vung bien sau, bao gom mot so loai muc, phat quang sinh hoc do vi khuan đuoc su dung đe nguy trang bang cach đoi quang, trong đo đong vat phu hop voi anh sang moi truong tren cao khi đuoc nhin tu duoi len. O nhung đong vat nay, cac co quan thu cam anh sang đieu khien su phat sang đe phu hop voi đo sang cua nen. Cac co quan anh sang nay thuong tach biet voi mo chua vi khuan phat quang. Tuy nhien, trong mot loai, nhu muc Euprymna scolopes chang han, vi khuan lai la mot thanh phan khong the tach roi cua co quan anh sang.


= Thu hut =
Mot loai ruoi fungi gnat tu New Zealand, Arachnocampa luminosa, song trong hang-noi khong co đong vat an thit va au trung cua chung phat ra anh sang xanh luc. Chung giu cac soi to to phat sang va thu hut con trung bay đen, va se tung "day cau" cua chung khi con moi bi mac luoi. Su phat quang sinh hoc cua au trung cua mot loai fungi gnat khac tu Bac My song tren cac dong suoi va cac mom đa cung co chuc nang tuong tu. Loai Orfelia fultoni đan cac luoi nho dinh va phat ra anh sang mau xanh đam. Chung co san mot đong ho sinh hoc va ngay ca khi đuoc giu trong bong toi hoan toan (khong co ngay đem), chung van co the bat va tat anh sang nay theo nhip sinh hoc.
Đom đom lai su dung anh sang đe thu hut ban tinh. Hai he thong co lien quan theo loai; mot kieu la con cai se phat ra anh sang tu bung cua chung đe thu hut con đuc, trong khi mot kieu khac la con đuc bay phat ra tin hieu ma đoi khi con cai it van đong se phan ung. Loai bo Bo cui se phat ra mot anh sang mau cam tu bung khi bay va mot anh sang mau xanh la cay tu nguc khi chung bi quay ray hoac di chuyen tren mat đat. Anh sang mau cam co le la mot kieu đe hap dan tinh duc nhung anh sang mau xanh co the co chuc nang tu ve. Au trung cua bo Bo cui Pyrophorus nyctophanus song tren cac to moi o Brazil. Chung lam sang cac to nay bang cach phat ra anh sang mau luc ruc ro giup thu hut con trung bay đen va lam thuc an cho chung.
Trong moi truong bien, su dung phat quang sinh hoc đe thu hut ban tinh chu yeu đuoc biet đen trong so cac loai ostracoda, đong vat giap xac nho giong tom, đac biet la trong ho Cyprididae. Pheromone co the đuoc su dung lam chat truyen tin cu ly dai, con phat quang sinh hoc đuoc su dung o cu ly gan đe cho phep ban tinh "đen nha". Mot loai sau polychaete, voi ten la sau lua Bermuda tao ra mot man "trinh dien" anh sang ngan gon": con cai se phat sang đe thu hut con đuc, thuong dien ra khoang vai đem sau khi trang tron.


= Tu ve =

Nhieu loai chan đau, bao gom it nhat 70 chi muc, co hien tuong phat quang sinh hoc. Mot so loai muc va giap xac nho su dung hon hop hoa hoc phat quang hoac chua dich đac co vi khuan phat quang, giong nhu con muc co chua muc vay. Nhung con vat nay co the phong thich luong chat phat sang nay khi can, đanh lac huong hoac đay lui moi nguy hiem, con ban than se thoat đen mot noi an toan. Loai muc o vung bien sau Octopoteuthis deletron co the tu tach cac phan cua xuc tu no (giong nhu thach sung đut đuoi), phan co the nay van tiep tuc nhay sang va co giat, nho vay lam mat tap trung mot vat san moi con no co the chay tron.

Trung hai roi co the su dung phat quang sinh hoc đe bao ve truoc ke thu. Chung se phat sang khi phat hien mot loai san moi, gay chu y va khien loai san moi nay de bi phat hien cho nhung loai san moi tu cac bac dinh duong cao hon. Nhung loai giap xac se "nho ra" bat ky te bao thuc vat phu du nao phat sang neu chung an phai, đam thuc vat nay se binh an vo su; neu chung an nhung con nay, thuc vat phu du se lam cho nhung con giap xac phat sang, thu hut nhung ke san moi, vi vay viec phat quang sinh hoc cua thuc vat phu du mang tinh chat tu ve. Tuy nhien, cac loai ca duoi bien sau lai co cach giai quyet cho nhung con moi phat sang kha kho chiu nay (voi nhung bang chung xac minh): bung cua chung co lop lot mau đen co the ngan anh sang tu bat ky con ca phat quang (đang nam trong da day) khoi lot ra ngoai, tranh thu hut nhung loai san moi lon hon.
Đom đom bien la mot loai giap xac nho song trong tram tich. Khi nghi ngoi, chung chi phat ra mot chut anh sang mo nhat nhung neu bi quay ray, chung se phong mot loat anh sang mau xanh loa mat đe đanh lac huong đong vat an thit. Trong The chien II, loai nay đuoc thu thap va say kho đe quan đoi Nhat Ban su dung nhu mot nguon sang trong cac hoat đong bi mat.
Au trung giun đuong sat (Phrixothrix) đa ghep cac co quan phat sang tren moi phan đoan co the, co the phat sang voi anh sang xanh; anh sang nay đuoc cho la co muc đich phong thu. Chung cung co cac co quan phat sang tren đau tao ra anh sang đo; thu vi thay, chung cung la nhung sinh vat tren can duy nhat phat ra anh sang đo.


= Canh bao =

Lam tin hieu xua đuoi la mot chuc nang đuoc su dung kha nhieu cua phat quang sinh hoc. Cac sinh vat phat sang nay phat ra canh bao rang chung kha la "kho chiu". Nguoi ta cho rang nhieu au trung đom đom phat sang đe đay lui ke thu; con cuon chieu phat sang cho cung mot muc đich. Mot so sinh vat bien đuoc cho la phat ra anh sang cung vi ly do tuong tu. Ta co the ke đen nhu sau Polynoidae, sua va cac con đuoi ran nhung van can phai tiep tuc nghien cuu them đe thiet lap đay đu chuc nang cua viec phat quang. Co che nhu vay se co loi the đac biet đoi voi nhung loai thich ty bao than mem vi chung co the ngan chan khoi bi an thit theo cach nay. Loai sao sao Latia neritoides la loai đong vat than mem nuoc ngot duy nhat phat ra anh sang. Chung tao ra chat nhay phat quang mau xanh la cay co the co chuc nang chong đong vat an thit. Oc bien Hinea brasiliana su dung cac chop sang, co le nham ngan chan ke thu. Anh sang mau luc-lam đuoc phat ra qua lop vo mo, lop vo nay hoat đong nhu mot bo khuech tan anh sang hieu qua.


= Thong tin =
Truyen tin duoi hinh thuc cam ung mat đo (quorum sensing) đong mot vai tro trong viec đieu hoa su phat quang o nhieu loai vi khuan. Cac phan tu nho đuoc tiet ra ngoai bao kich thich vi khuan hoat hoa cac gen đe tao ra anh sang khi mat đo te bao, đuoc đo bang nong đo cua cac phan tu tiet ra, o muc cao.
Pyrosome la cac loai song đuoi tap đoan va moi phan nho cau tao nen tap đoan (goi la zooid) nay co mot cap cac co quan phat quang o hai ben cua siphon vao. Khi đuoc kich thich boi anh sang, cac co quan nay co the "bat" hoac "tat", tao nen su nhap nhay theo nhip. Khong co con đuong than kinh nao chay giua cac zooid cua tap đoan, nhung chung co the phan ung voi anh sang do cac zooid khac tao ra, va tham chi anh sang tu cac tap đoan lan can khac. Giao tiep bang phat anh sang giua cac zooid cho phep phoi hop cac hoat đong cua tap đoan, vi du nhu boi, khi moi zooid giup tao ra mot phan luc đay.
Mot so vi khuan phat sang gay nhiem o giun tron, va nhung con giun tron nay ky sinh tren au trung nhung con Canh vay. Khi nhung con sau nay chet đi, su phat sang cua chung co the thu hut nhung con san moi đen tim, nho đo giup phat tan ca vi khuan va giun tron. [33] Mot ly do tuong tu co the giai thich cho nhieu loai nam phat ra anh sang. Loai nam thuoc chi Armillaria, Mycena, Omphalotus, Panellus, Pleurotus va nhung chi khac cung lam đieu tuong tu, đo la phat ra anh sang xanh tu soi nam, phien đam va mu nam. Đieu nay co the thu hut con trung bay đem va ho tro su phan tan bao tu, nhung chung cung co the co cac chuc nang khac.
Quantula striata la đong vat than mem duy nhat tren mat đat co the phat quang. Cac xung anh sang phat ra tu mot tuyen gan phia truoc chan cua chung va co the co chuc nang thong tin, mac du y nghia thich nghi van chua đuoc hieu ro.


= Bat chuoc =

Phat quang sinh hoc đuoc su dung boi nhieu loai đong vat đe bat chuoc cac loai khac. Nhieu loai ca duoi bien sau nhu ca can cau va long ngu su dung bat chuoc tich cuc (giong nhu la "soi đoi lot cuu") đe lua con moi. Chung co mot phan phu tren đau đuoc goi la esca (giong cai đen long treo len vay) co chua cac vi khuan phat quang co kha nang tao ra mot nguon sang lau dai ma ca co the kiem soat. Chung treo hoac vay cai "đen long" nay đe du do nhung con vat nho đi vao khoang cach ma chung co the tan cong.
Ca map cat banh su dung phat quang sinh hoc đe nguy trang duoi mat đat cua no bang cach đoi quang, nhung mot phan nho gan vay nguc cua no thi đe toi, nhin nhu mot con ca nho đe nhung con ca an lon hon nhu ca ngu va ca thu boi đen gan duoi no. Khi con ca đo tiep can moi, chung se bi ca map can.
Con cai cua loai đom đom Photuris đoi khi bat chuoc mo phong anh sang cua mot loai đom đom khac, Photinus, đe thu hut con đuc loai nay lam thuc an cho chung. Bang cach nay, chung thu đuoc ca thuc an va hoa chat phong thu mang ten lucibufagin, ma Photuris khong the tu tong hop đuoc.
Nhung con gian khong lo o Nam My thuoc chi Lucihormetica đuoc cho la vi du đau tien ve bat chuoc phong thu, phat ra anh sang đe bat chuoc con ho Bo cui co đoc to. Tuy nhien, nguoi ta nghi ngo khang đinh nay, va khong co bang chung ket luan rang gian co the phat quang.


= Chieu sang =

Trong khi hau het sinh vat bien phat quang voi mau tu luc đen lam, mot so loai long ngu bien sau thuoc chi Aristostomias, Pachystomias va Malacosteus lai phat ra anh sang đo. Su thich nghi nay cho phep con ca nhin thay con moi mau đo, thuong khong nhin thay đuoc trong moi truong bien sau noi anh sang đo đa đuoc loc ra boi cot nuoc.
Ca rong đen (con đuoc goi la ca vay tia phat sang phuong Bac) Malacosteus niger đuoc cho la mot trong nhung loai ca duy nhat tao ra anh sang đo. Đoi mat cua no, tuy nhien, khong nhay cam voi buoc song nay; no co them mot sac to vong mac phat huynh quang xanh lam khi chieu sang. Đieu nay canh bao cho ca biet su hien dien cua con moi. Cac sac to bo sung đuoc cho la đuoc đong hoa tu cac chat dan xuat diep luc tim thay trong cac con Chan đau co trong thuc đon cua no.


Chu thich