В океанах и морях светятся очень многие организмы: бактерии, радиолярии, некоторые медузы, гребневики, головоногие моллюски, креветки, наконец, рыбы. Многие организмы начинают светиться лишь под влиянием механического раздражения, например, под действием волн; у других оно постоянное, а у отдельных видов глубоководных рыб и кальмаров - произвольно регулируемое. У бактерий чаще всего свечение постоянное, притом настолько сильное, что, по мнению академика Б. Л. Исаченко, его достаточно для фотосинтеза, если, конечно, он возможен в диапазоне спектра, сдвинутого к голубой и зеленой его части. Советские полярники не раз наблюдали свечение в разломах льда, вызванное присутствием светящихся бактерий. Как на курьез, можно указать, что на парижской всемирной выставке в 1900 г. дворец оптики был освещен стеклянными баллонами, заполненными морской водой с ярко светящимися бактериями.
К числу самых энергичных осветителей моря относятся жгутиковые (см. очерк "Пищевая цепь") и, в частности, ночесветки (Noctiluca miliaris), мелкие организмы размером от 0,2 до 2,0 мм. Огромные скопления ночесветок иногда заливают голубоватым призрачным светом наши черноморские воды; серебром стекает в такие ночи вода с поднятого весла, а за кормой идущего судна остается широкий яркий след. Некоторые организмы, например, червь палоло, светятся только в период размножения. Самка, вызывая самца, быстро движется, описывая у поверхности воды небольшой светлый круг; к ней поднимается со дна самец, он испускает искорки света; затем в светящемся кольце кружатся оба, а после оплодотворения свечение прекращается. Во время размножения палоло море приобретает молочный цвет.
Советский гидростат для подводных наблюдений, рассчитанный на глубину до 800 м
Очень ярко светятся у поверхности моря мелкие рачки эвфаузиды, которых как раз и наблюдал в антарктических водах Беллингсгаузен. В данном случае назначение свечения совершенно непонятно, так как оно привлекает к рачкам морских птиц и заканчивается массовой гибелью этих морских светлячков.
Особенно интересно свечение обитателей больших глубин. У некоторых глубоководных рыб, излучающих свет, органы свечения расположены по бокам, как иллюминаторы у корабля; у других - сзади, словно сигнальные огни автомобиля, у третьих - прикреплены на концах длинных свисающих усов. У рыбы удильщика на голове находится "леска" со светящимся огоньком на конце. Вероятно, рыба размахивает огоньком, привлекая добычу. У одной из рыб, открытой во время экспедиции на "Галатее", светящийся подвесок находится в глотке; он словно приглашает добычу в желудок: "добро пожаловать на огонек". Известна глубоководная рыба с огромной пастью, у которой светятся оба ряда хищных зубов. Однажды в Индийском океане с глубины 3000 м был извлечен кальмар Lycotheisthis diadema с подлинно праздничной иллюминацией; глазные органы у него светились синим цветом, по сторонам сверкали жемчужно-белые огни, на брюшной стороне посередине горели голубые, а впереди на брюшной полости - рубиновые светильники. Этот кальмар довольно долго жил на корабле в ванне с охлажденной морской водой. Небольшие кальмары Abralia, обитатели теплых морей, светятся ярким ультрамариновым светом. Глубоководные каракатицы и некоторые виды кальмаров, чтобы скрыться от врага, выпускают не черное, а светящееся облако слизи. У одного из видов глубоководных рыб Stomiatoidei (известных тем, что их карликовые самцы живут, как паразиты, на теле самки) светящийся орган на нижней челюсти снабжен чем-то вроде рефлектора и посылает яркий голубой луч на расстоянии до полуметра. Таким образом, мрачные глубины океана не совсем лишены света.
По сообщениям советского физика И. И. Гительзона и американского - Г. Л. Кларка, сделанным на 2-м Международном океанографическом конгрессе в Москве, биологическая люминесценция наблюдалась ими до глубины 2000 м. Есть полное основание считать, что явление биолюминесценции характерно для всей толщи океанской воды. Люминесценция в глубинах океана достаточно сильна, чтобы иметь существенное экологическое значение.
У некоторых высших ракообразных, рыб и головоногих моллюсков свечение, а равно и окраска тела подчинены нервно-гормональному контролю. У кальмаров и рыб встречается нечто вроде "век", закрывающих светящиеся органы, если это потребуется.
Какова же природа этого холодного свечения морских животных? Свечение образуется при окислении люциферином (протеин с очень большим молекулярным весом) люцифераза - вещества, близкого к витамину К. Оба вещества выделяются специальными клетками. Для свечения этих веществ необходим кислород. Однако существуют организмы, в частности бактерии, способные светиться в бескислородной среде. У некоторых кальмаров и рыб светящиеся железы заселены светящимися бактериями, живущими в симбиозе со своим хозяином. Каков бы ни был механизм свечения, во всех случаях для него необходима вода. Холодный свет моря небезразличен и для человека. По свечению поверхности моря наши черноморские и дальневосточные рыболовные суда ночью находят косяки рыбы, движущейся даже на глубине до 30-35 м. Светятся иногда фонтаны китов. Светящиеся буруны и искрящиеся под водой рыбачьи сети позволяют судну спокойно обойти их стороной. Надо, однако, упомянуть, что светящиеся сети отпугивают рыбу. По светящемуся следу за кормой можно с самолета обнаружить неприятельский корабль и подводную лодку даже в подводном положении. Издали можно заметить след выпущенной самодвижущейся мины и уклониться от опасной встречи с ней. Правда, иногда в военное время за мину принимали след тунца или дельфина.