Lebende Organismen senden kontinuierlich ein extrem schwaches Licht aus. Dieses Phänomen, genannt ultra-schwache Photonenemission oder Biophotonen, bleibt für das menschliche Auge unsichtbar. Sehr empfindliche Kameras können jedoch diese von den Zellen produzierten Photonen aufzeichnen.
Diese Emission entspricht weder der Körperwärme noch einer Form von Biolumineszenz wie bei Glühwürmchen. Sie stammt hauptsächlich aus den chemischen Reaktionen des Stoffwechsels. Die Mitochondrien, die den Zellen Energie liefern, scheinen eine zentrale Rolle zu spielen.
Eine empfindliche Kamera fängt die Biophotonenemissionen einer Maus ein (lebend, links; tot, rechts).
Quelle: Lana Frankle/Universität Calgary
Bei diesen Reaktionen können sauerstoffhaltige Moleküle einen instabilen Energiezustand erreichen. Wenn sie in einen stabileren Zustand zurückkehren, setzen sie manchmal ein Photon frei. Das resultierende Licht umfasst insbesondere sichtbare und nahe infrarote Wellenlängen.
Ein 2025 veröffentlichtes Experiment ermöglichte es, dieses schwache Leuchten bei lebenden Mäusen zu fotografieren. Nach ihrem Tod verschwand das Signal fast vollständig. Dieser Vergleich zeigte den direkten Zusammenhang zwischen der Lichtemission und der biologischen Aktivität.
Die Forscher beobachten auch einen Anstieg des Signals, wenn die Zellen Stress ausgesetzt sind. Eine Verletzung, eine Infektion oder eine metabolische Störung kann die Produktion reaktiver Moleküle erhöhen. Diese Reaktion erhöht dann die Anzahl der emittierten Photonen.
Diese Eigenschaft könnte ein neues Werkzeug zur Untersuchung der Gewebegesundheit bieten. Teams vergleichen bereits die Emissionen gesunder und krebsartiger Zellen. Einige Arbeiten berichten über messbare Unterschiede, aber ihr medizinischer Einsatz bleibt derzeit noch ungewiss.
Das Haupthindernis ist die Schwäche des Signals. Die Messungen erfordern nahezu völlige Dunkelheit und gekühlte Detektoren. Die emittierten Photonen können auch von der Haut und dem umliegenden Gewebe absorbiert oder gestreut werden.
Eine kontroversere Hypothese besagt, dass die Zellen dieses Licht zur Kommunikation nutzen könnten. Mehrere Experimente haben Effekte zwischen Zellen nachgewiesen, die durch transparente Wände getrennt waren. Diese Ergebnisse sind jedoch schwer zu reproduzieren und schließen andere Mechanismen nicht immer aus.
Dieses Phänomen könnte dennoch ein Indikator für die metabolische Aktivität oder oxidativen Stress werden. Es könnte verwendet werden, um Medikamente zu testen, Organe vor der Transplantation zu überprüfen oder die Lebensfähigkeit von Samen zu bewerten. Diese Anwendungen erfordern noch solide experimentelle Validierungen.