La majorité des animaux bioluminescents semblent avoir des moyens de contrôler leurs émissions de lumière…

Il existe trois grands types de régulation :

- Les photocytes peuvent être évacués par contraction de fibres musculaire…

- La luminescence peut aussi se produire à l'intérieur des cellules… dans ce cas c'est l'excitation des cellules qui produit des changements cellulaires menant à la production de lumière...

- Le type le plus complexe consiste à contrôler l'émission de lumière par rotation de l'organe sur lui-même, par l'opposition d'écran, d'obturateur…

1) Stimulation

Il est possible d'obtenir des réactions lumineuses in vitro par différents stimuli.
Certaines espèce ont des réactions lumineuses locales suite à des contacts tactiles, généralement l'intensité et la taille de la réaction sont proportionnels à la force du contact…

D'autres sont photosensibles, suite à un flash lumineux ils répondent eux-mêmes par une réaction lumineuse…
C'est particulièrement visible lors de parades sexuelles où les différents poissons émettent des flashs en synchronie…

2) Influence d'un éclairement

Chez la majorité des animaux, la bioluminescence n'est pas influencée par une exposition préalable à la lumière… mais il y a des exceptions, notamment l'Anthozoaire Renilla dont la bioluminescence est inhibée par la lumière. Replacé à l'obscurité il lui faut 15 à 30 minutes pour qu'il retrouve sa capacité à émettre de la lumière…

De plus, la bioluminescence des animaux adaptés à l'obscurité peut être diminuée par un faible rayon lumineux. Si on éclaire une petite surface de ces animaux, seule celle-ci est affectée… Dans ces situations, la propagation d'une onde excitatrice n'est pas affectée et la lumière n'a pas d'influence directe sur les cellules photogènes.
Il semblerait donc que la lumière bloque d'une manière quelconque l'excitabilité des photocytes.

Mais ce n'est pas le seul mécanisme de régulation : suite à un éclairement, les contrôles nerveux interviennent aussi. En effet, des extraits de Mnerniopsis exposés à la lumière vont perdre leur luminescence, mais le temps d'exposition nécessaire est largement supérieur à celui requis pour obtenir le même résultat avec un animal vivant.

3) Contrôles nerveux

a ) Direct

Chez certaines espèces, la bioluminescence est le fait de secrétions glandulaires par un contrôle nerveux direct (exocytose). On peut aussi remarquer la propagation d'un influx nerveux semblable à ceux des mouvements musculaires lors de propagation d'ondes lumineuses. Après une stimulation électrique, il faut en général plusieurs décharges pour obtenir une réponse. Une stimulation continue provoque une série de flashs d'intensité croissante. Si la stimulation se prolonge, certains animaux peuvent entrer dans un état d'hyper-excitation et continuent d'émettre des flashs après arrêt des stimulations.

b ) Indirect

Dans le cas d'un contrôle nerveux indirect, le système nerveux n'intervient pas directement dans l'émission de lumière. Parfois ce sont certains muscles qui régulent l'émission des photophores, cela de plusieurs façon : chez les Photoblepharons, un tissu vient recouvrir les cellules émettrices de lumière, chez les Anomalops c'est l'organe entier qui tourne sur lui-même…

Une autre méthode est celle des Cypridinas : la contraction de muscles entraîne l'expulsion de granules de luciférine et de luciférase. La réaction luminescente a alors lieu dans l'eau au hasard des rencontres…
Une dernière régulation est réalisée par un cache appliqué sur le photophore : l'émission de lumière est contrôlée par la contraction ou la dilatation de chromatophores.