Đom đóm hay bọ phát sáng là những loài côn trùng cánh cứng nhỏ được gọi chung là họ Đom đóm (Lampyridae) có khả năng phát quang. Đom đóm là động vật tiêu biểu cho vùng ôn đới mặc dù phần lớn các loài sống ở vùng nhiệt và cận nhiệt đới(khoảng 2000 cá thể). Chúng là những sinh vật có tập tính hoạt động về ban đêm, con đực thường có cánh và bay vào những đêm đầu mùa hạ. Nhiều loài, con cái không có cánh. Con đực, con cái và ấu trùng phát ra ánh sáng lạnh và thường có màu đỏ cam hay vàng xanh(bước sóng 510 - 670 nm); một số loài thậm chí trứng cũng phát quang. Người ta cho rằng, ánh sáng giữ vai trò quan trọng trong tập tính sinh sản của chúng với mục đích hấp dẫn con khác giới. Tuy nhiên, ở ấu trùng thì sự phát sáng nhằm mục đích cảnh báo các động vật ăn thịt là chủ yếu, do ấu trùng đom đóm chứa các hóa chất có mùi vị khó chịu và có thể là độc đối với các động vật ăn thịt khác.

Sinh học

Đom đóm có màu nâu và thân mềm, thường có cánh cứng dai hơn các loài bọ cánh cứng khác.Dù những con cái ở một số cá thể trông tương tự các con đực, những con cái giống ấu trùng đã được tìm thấy trong nhiều loại đom đóm khác.Những con cái này có thể được phân biệt với ấu trùng vì chúng có các mắt ghép.Các loại đom đóm phổ biến nhất sống về đêm, mặc dù có những loại sống vào ban ngày.Hầu hết những loại sống vào ban ngày đều ở trong vùng tối để có thể phát sáng.

Ít ngày sau giao phối, con cái đẻ trứng lên trên hoặc ngay dưới bề mặt mặt đất.Trứng nở sau 3-4 tuần và ấu trùng kiếm ăn đến hết mùa hè.Ấu trùng thường được gọi là sâu sáng (glowworm), không nên nhầm lẫn giữa gia đình bọ cánh cứng Phengodidae hoặc loài ruồi Arachnocampa. Ấu trùng đom đóm có đôi mắt đơn giản. Cụm từ sâu sáng cũng được dùng cho cả những con trưởng thành và ấu trùng của các loài như Lampyris noctiluca, sâu sáng phổ biến ở châu Âu, chỉ những con cái trưởng thành không bay được phát sáng và những con đực bay được phát sáng chỉ khoảng 1 tuần và ngắt quoãng.

Đom đóm ngủ đông qua mùa đông trong suốt giai đoạn ấu trùng, một số loài kéo dài mấy năm liền. Một số thực hiện việc này bằng cách đào hang xuống dưới đất, trong khi nhóm khác tìm những nơi cao ráo hay dưới vỏ cây. Chúng phá kén vào mùa xuân. Sau vài tuần kiếm ăn, chúng hóa nhộng trong khoảng từ 1 đến 2 tuần rưỡi và trưởng thành. Ấu trùng của hầu hết các loại bị các loài ăn thịt ăn hoặc ăn ấu trùng khác, sên đất, sên trần. Một số chuyên biệt hóa, có khe rãnh hàm trên (côn trùng) bắn dịch tiêu hóa vào con mồi của chúng. Con trưởng thành thay đổi loại thức ăn. Một số ăn thịt, trong khi những loại khác ăn thực vật phấn hay mật hoa.

Hầu hết đom đóm khá khó chịu và có khi độc với những loài ăn thịt có xương sống. Đây là vì ít nhất trong thành phần của nhóm của loài nhiệt xteoit được biết như lucibufagins (LBGs), tương tự cardiotonic bufadienolides được tìm thấy trong một số cóc độc.

Sản sinh ánh sáng và yếu tố hóa học

Đom đóm (không biết loại) ghi nhận ở Đông Canada. Bức trên cùng được chụp với đèn flash, bức dưới chỉ với ánh sáng tự tạo.

Những con đom đóm ở bìa rừng Nuremberg, Đức. Thời gian phơi 30 giây.

Sự phát sáng ở đom đóm là nhờ một loại phản ứng hóa học gọi là biolumiescence (ánh sáng sinh học). Tiến trình này xảy ra trong cơ quan phát sáng chuyên biệt, thường nằm ở dưới bụng đom đóm. Enzym luciferase hoạt động trên luceferin, với sự có mặt của các ion Magie, ATP, và oxi để tạo ánh sáng. Các gen mã hóa cho những chất này được chèn vào trong nhiều các cơ quan riêng biệt (xem Luciferase- Các ứng dụng). Luciferase đom đóm thường ở trong forensics(chất độc chết người), và enzym có những ứng dụng y học - đặc biệt để dò tìm các phản ứng của ATP hay Magie. Những họa sĩ thời kỳ Phục Hưng đã dùng một loại bột của đom đóm đã sấy khô để tạo ra một hỗn hợp cảm quang. Caravaggio có thể đã dùng bột này trong cách tạo sáng độc nhất của ông.

Tất cả các loại đom đóm đều phát sáng từ thời kỳ ấu trùng. Biolumiescence dùng cho một chức năng riêng biệt trong ấu trùng đom đóm hơn là cho những con trưởng thành. Nó xuất hiện như một tín hiệu cảnh báo tới những loài ăn thịt, từ những chất hóa học tổng hợp trong ấu trùng đom đóm, chúng trở nên khó chịu và độc.

Có những suy nghĩ rằng ánh sáng ở con trưởng thành xuất phát từ mục đích cảnh báo, nhưng nghiên cứu cho thấy ánh sáng được dùng cho việc lựa chọn bạn tình. Đom đóm bây giờ là một ví dụ cơ bản của một quần thể dùng bioluminescence cho chọn lọc giới tính. Chứng tiến hóa thật đa dạng các cách để truyền tín hiệu đến bạn tình trong suốt thời gian ve vãn. Từ sự phát sáng đều đặn, nhấp nháy, sử dụng tốt các tín hiệu hóa học không liên quan đến các hệ thống ánh sáng.

Một số loại, đặc biệt các bọ phát sáng của Photinus chung and Pyractomena, được phân biệt bởi những mẫu nháy ve vãn duy nhất được phát ra từ những con đực biết bay trong cuộc tìm kiếm các con cái. Những con cái của giống Photinus không bay được, nhưng có thể nhấp nháy để thu hút những con đực cùng giống.

Ấu trùng đom đóm

Đom đóm nhiệt đới, cụ thể ở Nam Á, thông thường chúng nhấp nháy đồng thời trong nhóm lớn, một ví dụ trong sinh học sự đồng bộ. Ở một số vùng, hiện tượng này được giải thích như là sự đồng bộ pha và lệnh tự phát. Ban đêm dọc các dải sông trong rừng nhiệt đới Malaysia (hầu hết tìm thấy gần Kuala Selangor), đom đóm ("kelip-kelip" trong ngôn ngữ Malay hay Bahasa Malaysia) đồng bộ chính xác những đợt phát sáng của chúng. Giả thiết hiện tại về những nguyên do của hành vi này gồm cả chế độ ăn, sự tương tác xã hội, và độ cao. Ở Philippin, hàng ngàn con đom đóm có thể được ngắm mọi lúc trong năm ở thị trấn Donsol (được gọi là aninipot hay totonbalagon trong thổ ngữ bicol). Ở Hợp chủng quốc, một trong số những cách chiếu sáng nổi tiếng nhất của đom đóm là lấp lánh trong dàn hợp xướng diễn ra hàng năm gần Elkmont, Tennessee trong dãy núi Smoky Vĩ Đại trong suốt những tuần đầu tháng 6. Công viên Quốc gia Congaree ở Nam Carolina là địa danh khác có hiện tượng này.

Đom đóm Photuris cái nổi tiếng là bắt chước ánh sáng nhấp nháy ghép đôi của "những con bọ phát sáng" nhằm mục đích làm nền sự ăn thịt. Đích của những con đực là cuốn hút được bạn tình phù hợp, và sau đó bị ăn. Vì lý do này mà giống Photuris đôi khi được xưng là những "mụ bà quyến rũ."

Nhiều giống đom đóm không sản sinh ra ánh sáng. Thường thì những giống này là hoạt động vào ban ngày, hay bay-ngày, như giống Ellychnia. Một loại đom đóm ban ngày và có thói quen sống trong bóng mát, như dưới tán cây, là luminescent. Một giống là Lucidota. Những giống đom đóm này dùng những phản ứng làm tín hiệu hẹn hò. Điều này được hỗ trợ bởi các nhóm cơ bản không biểu thị bioluminescence, và dùng tín hiệu hóa học khá hiệu quả. Xem pheromones trong Phosphaenus Hemipterus. P. Hemipterus có những cơ quan thuộc sáng, nhưng chưa là một đom đóm ngày và nhìn bằng angten lớn với đôi mắt nhỏ. Những đặc điểm này cho thấy rõ việc dùng pheromones cho chọn lọc, trong khi những cơ quan thuộc sáng được dùng làm tín hiệu cảnh báo. Trong kinh nghiệm điều khiển học, những con đực bay sà xuống những con cái trước.

Cơ quan này cấu tạo từ vài lớp tế bào nhỏ phản xạ ánh sáng và một lớp tế bào phát sáng. Tế bào phát sáng được điều khiển bởi thần kinh và các ống khí; ôxy được cung cấp bởi các ống khí chuyển hóa luciferin của tế bào phát sáng thành oxyluciferin. Quá trình ôxy hóa này được xúc tác bởi enzym luciferase đã giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng. Côn trùng kiểm soát việc phát sáng bằng cách điều hòa lượng không khí cung cấp cho tế bào. Cường độ và tần số phát sáng rất đa dạng phụ thuộc vào loài và đặc biệt là để phân biệt con đực với con cái. Sự nhấp nháy đồng bộ là đặc trưng của một số loài nhiệt đới. Có người cho rằng mục đích của việc nhấp nháy của đom đóm là để tìm bạn tình và không cho chim đi ăn đêm tấn công.

Hình ảnh của đom đóm được quét dưới kính hiển vi điện tử.

Một số loài thì cả những ấu trùng của nó cũng phát quang. tuy nhiên có một số loài, con trưởng thành không phát quang nhưng ấu trùng của chúng lại phát quang.

Đom đóm trưởng thành của nhiều loài thường không đi kiếm ăn, mục tiêu duy nhất là thực hiện hành vi sinh sản. Thông thường, đom đóm trưởng thành chọn các vùng đất ẩm ướt, rồi đẻ trứng lên mình các loại ốc và giun đất bằng cách tiêm lên con mồi dung dịch thủy phân. Ấu trùng nở từ trứng sẽ sử dụng trên dinh dưỡng trực tiếp từ các cơ thể con mồi sống. Ấu trùng hóa nhộng sau khoảng 1 - 2 năm. Cả ấu trùng và con cái không cánh đều được gọi là giun phát sáng (glowworms). Loài giun phát sáng phổ biến ở châu Âu là Lampyris noctiluca. Những loài này được coi là có lợi vì chúng tiêu diệt những tác nhân phá hoại mùa màng như ốc và ốc sên. Trong bộ cánh cứng, ngoài đom đóm còn có nhiều loài côn trùng có khả năng phát sáng khác.

Ở thời xưa, hoặc một số vùng nông thôn ở Việt Nam hay Trung Quốc ngày nay, người dân (đặc biệt là trẻ em) thường bắt đóm đóm bỏ vào những vật dụng trong suốt (ví dụ vỏ trứng) để làm trò chơi hoặc vật dụng chiếu sáng như đèn lồng (sử dụng ngắn hạn).