Некоторые виды планктона способны к биолюминесценции благодаря химическим реакциям, которые происходят в их клетках. 3

Например, у динофлагеллят, составляющих значительную часть пелагического планктона, биолюминесцентный аппарат работает так: при движении в толще воды механические силы вызывают электроимпульс, который устремляется внутрь клетки, к специальной вакуоли. 4 Эта вакуоль наполнена протонами, с ней соединены сцинтоллоны — мембранные пузырьки со «светящимся» ферментом люциферазой. 4 Когда к вакуоли приходит электрический импульс, между ней и сцинтиллоном открываются протонные ворота. 4 Ионы водорода перетекают в сцинтиллон и закисляют среду в нём, что делает возможным протекание биолюминесцентной реакции. 4

Также биолюминесценция планктона может возникать при механической стимуляции: внешние силы, например волны, оказывают локальное напряжение на клеточную мембрану, позволяя возникать потенциалу действия и биолюминесцентной химической реакции. 5