About, about in reel and rout
The death-fires danced at night,
The water, like a witch's oils,
Burnt green, and blue, and white.

Preso da The rime of the Ancient Mariner di S.T. Coleridge

Raramente in natura si è trovata acqua sterile: l'acqua di fiumi, paludi, l'acqua degli oceani contiene sempre batteri chi più, chi meno. Questi batteri non sono in genere patogeni per l'uomo. E hanno come temperatura ottimale, quella in si trovano.
Alcuni di essi hanno l'interessante caratteristica di produrre, in determinate condizioni, luce. La bioluminescenza è presente anche nei funghi, nei dinoflagellati, in differenti tipi d'invertebrati e alcuni pesci. Negli animali, la bioluminescenza può' essere una proprietà intrinseca della specie oppure essere causata da batteri luminescenti. Poiché la luce prodotta è limitata a una banda di lunghezza d'onda piuttosto ristretta, essa è sempre colorata e varia dall'organismo che la emette: i funghi producono così una luminescenza giallo-verde mentre la luminescenza batterica è blu-verde (con un massimo di 490 nm).Nei batteri e nei funghi l'emissione di luce è continua, nei dinoflagellati e in altri animali invece è intermittente.
Un genere di batteri noto per questa caratteristica è il Photobacterium.
Furono osservati per primo da PF Lüger in un pesce nel 1874, ma il loro isolamento avvenne grazie a Fischer nel 1894 in seguito alla spedizione scientifica SMS Maltke che prevedeva un percorso dal mar Baltico (dove furono trovati), alle Indie e ritorno.

Fig. 1-1. A destra, piastra di Photobacterium phosphorem fotografati dalla loro stessa luce. A sinistra due beute contenenti una sospensione degli stessi organismi in sugar medium. Dell' aria passa attraverso la flask di sinistra durante l'esposizione fotografica. I batteri nella beuta non luminosa sulla destra hanno esaurito l'ossigeno e cessato di essere luminosi, eccetto sulla superficie esposta all'aria.

I membri del genere Photobacterium vivono esclusivamente nel mare e, come molti altri batteri marini, sono osmoticamente sensibili venendo rapidamente lisati se immersi in acqua dolce: per la crescita necessitano di una concentrazione di NaCl di almeno l'uno per cento. Il manifestarsi della bioluminescenza, dipende dalla presenza di ossigeno libero e dal contenuto in sostanze nutritive dell'ambiente. Questi batteri possono essere coltivati aerobicamente in un terreno di coltura contenente solo glucosio come elemento nutritivo; ma non producono bioluminescenza, poiché necessitano di amminoacidi. In condizioni di anaerobiosi, questi organismi, effettuano una fermentazione acido mista; alcuni producono CO2 e H2.Questi batteri si trovano in tutti gli ambienti marini e si sviluppano sulla superficie dei pesci morti (l'isolamento dei batteri luminescenti prevede l'incubazione di un pesce morto per 1-2 giorni a 15-20°C); molti sono simbionti e vivono in organi luminosi (fotofori) di alcuni pesci e invertebrati.