Khi bạn cầm một chiếc đèn pin thông thường quá lâu, phần kính sẽ ấm lên. Bóng đèn dùng điện để tạo ra cả ánh sáng và nhiệt. Nhưng một con đậu trên tay bạn lại phát ra ánh sáng vàng rực mà hoàn toàn mát lạnh. Nếu bạn chạm vào đuôi nó ngay lúc phát sáng, bạn sẽ không cảm thấy chút hơi ấm nào cả. Làm thế nào mà một côn trùng bé nhỏ lại có thể tạo ra ánh sáng từ không khí mà không hề bị cháy?
Để tìm hiểu, chúng ta phải nhìn vào bên trong cơ thể đom đóm. Các nhà khoa học gọi mẹo này là sự phát quang sinh học. Đó là một từ lớn có nghĩa đơn giản là sinh vật sống tự tạo ra ánh sáng. Đom đóm không phải là loài duy nhất làm được điều này. Một số loài cá dưới biển sâu và sinh vật phù du nhỏ bé cũng phát sáng trong đêm. Nhưng đom đóm làm điều đó ngay ở sân sau và khu rừng của chúng ta.
Trên Alitaptap, mọi người chia sẻ báo cáo về các loài côn trùng phát sáng khắp nơi trên thế giới. Mới đây, các nhà khoa học cộng đồng đã ghi nhận European Glow-worms phát sáng ở các nơi như Birkenwerder và Michendorf ở Đức, cũng như các điểm ở Pháp và Cộng hòa Séc. Mọi người cũng phát hiện Winter Fireflies ở Canada và Massachusetts, cùng loài Pygoluciola qingyu trên đảo Hong Kong. Mỗi một chú bọ phát sáng này đều dùng đúng một công thức hóa học để thắp sáng màn đêm.
Công thức đó gồm bốn thành phần chính bên trong một cơ quan đặc biệt ở phần bụng dưới của đom đóm. Hãy coi bộ phận này như một phòng thí nghiệm hóa học nhỏ. Thành phần đầu tiên là một chất hóa học gọi là luciferin. Đó là một phân tử tạo ra ánh sáng luôn sẵn sàng bên trong đuôi. Thành phần thứ hai là một loại enzyme tên là luciferase. Enzyme giống như một chiếc kéo phân tử nhỏ hoặc một phân tử trợ giúp làm tăng tốc các phản ứng hóa học.
Thành phần thứ ba là năng lượng, được lưu trữ trong một phân tử mà mọi tế bào sống đều dùng để hoạt động. Thành phần thứ tư và quan trọng nhất là oxy. Đó chính là loại khí bạn hít vào mỗi khi thở.
Khi đom đóm muốn phát sáng, bộ não của nó gửi tín hiệu xuống cơ thể. Ở nhiều loài côn trùng, các ống gọi là tracheoles đưa không khí thẳng từ bên ngoài vào cơ quan phát sáng. Khi đom đóm mở van, một luồng oxy ùa vào không gian nơi luciferin và luciferase đang chờ đợi. Ngay khoảnh khắc oxy hòa trộn với các hóa chất đó, một phản ứng nhanh diễn ra. Luciferase giúp luciferin kết hợp với oxy và phân tử năng lượng. Sự kết hợp nhanh chóng này tạo ra một phân tử hoàn toàn mới không ổn định và bị kích thích. Khi phân tử kích thích đó trở lại trạng thái bình thường, nó giải phóng năng lượng dư thừa. Thay vì giải phóng năng lượng đó dưới dạng nhiệt, cơ thể đom đóm biến hầu hết nó thành ánh sáng nhìn thấy được.
Đó là một quá trình cực kỳ hiệu quả. Gần một trăm phần trăm năng lượng biến thành ánh sáng. Một bóng đèn gia dụng thông thường lãng phí phần lớn năng lượng dưới dạng nhiệt. Nếu bóng đèn hiệu quả như đom đóm, chúng sẽ không bao giờ nóng khi chạm vào.
Việc điều khiển ánh chớp cũng thông minh không kém việc tạo ra nó. Vì đom đóm cần oxy để giữ cho ánh sáng chiếu rọi, nó phải tìm cách tắt đèn. Nó không thể chỉ thổi tắt ánh sáng như một ngọn nến. Thay vào đó, đom đóm dùng hệ thần kinh để điều khiển các van oxy. Khi van đóng lại, oxy ngừng chảy. Không có oxy tươi, phản ứng hóa học tạm dừng ngay lập tức, và ánh sáng vụt tắt. Khi van mở ra lần nữa, ánh sáng lại xuất hiện.
Các loài khác nhau sử dụng hệ thống này theo các cách khác nhau. Một số loài, như European Glow-worm được tìm thấy khắp châu Âu từ Đức đến Pháp, phát ra ánh sáng ổn định để thu hút bạn tình qua những thảm cỏ. Các loài khác dùng các kiểu chớp nháy nhanh trong không khí. Phản ứng hóa học trong đuôi chúng giống nhau, nhưng thời gian thì hoàn toàn khác.
Các nhà khoa học vẫn nghiên cứu những tia chớp nhỏ này để tìm hiểu thêm về cách thiên nhiên giải quyết các vấn đề phức tạp. Lần tới khi bạn thấy một con côn trùng phát sáng trên bản đồ hoặc trong sân nhà, bạn sẽ biết chuyện gì đang xảy ra. Một hơi thở nhỏ gặp một chất hóa học đặc biệt bên trong, và một tia sáng lạnh chiếu rọi ra bóng đêm.