El nombre de gusano de luz hace referencia al aspecto de la hembra, que es seguramente el estado más conocido de este coleóptero.
El aspecto de las hembras despista mucho: recuerda en realidad a las larvas. El cuerpo alargado es de color negro y muestra patentemente los segmentos del tórax y del abdomen. No tiene alas, por lo cual sus desplazamientos están muy limitados.
Las hembras se diferencian de las larvas por algunos rasgos llamativos, como que no poseen los puntos amarillos que decoran ambos extremos de cada segmentos. Además, las hembras sólo aparecen durante el verano, mientras que las larvas evolucionan desde unos pocos milímetros hasta algunos centímetros durante dos años, pudiéndose ver en las cuatro estaciones (aunque en las latitudes frías hibernan).
El macho tiene aparentemente poco que ver con la hembra. De hecho, se diría que se trata de individuos de especies diferentes. Aparte de tener un tamaño ostensiblemente inferior, posee dos alas bien desarrolladas protegidas por dos élitros largos y negros que ocultan todo su abdomen. Otra diferencia notable es que cuenta con unos ojos bien desarrollados, muy útiles para discernir los contrastes de luminosidad.
Las luciérnagas adultas no se alimentan: durante su semana de vida (o algo más tiempo si no encuentran rápidamente a una pareja) viven de las reservas que acumuló la larva.
Generalmente, la visión que tenemos de las luciérnagas es la de una hembra “en celo” que llama a los machos voladores mostrando el farolillo que guarda debajo de su abdomen.
También las larvas producen luminescencia, de forma menos espectacular que las hembras, aunque es posible apercibirse de ello hasta a quince metros de distancia.
Las larvas cuentan con un par de puntos luminosos en la parte inferior de su cuerpo, próximos al extremo del abdomen. Al contrario que los adultos, tanto las hembras como los machos son capaces de producir luz.
Sólo ocasionalmente las larvas muestran la lucecita. A veces la encienden durante unos segundos cuando son molestadas, como si se tratase de una reacción defensiva. También se han visto brillar larvas durante horas, especialmente aquellas completamente desarrolladas que están en los momentos previos a la última muda. Hay un caso especialmente extravagante y al que no se le encuentra explicación: en ocasiones, mientras van marchando, encienden de modo intermitente la lucecita, con pulsos que duran unos pocos segundos.
¿Por qué brillan las larvas? Todavía no se sabe a ciencia cierta, pero es posible que se trate de un mecanismo de defensa relacionado con la advertencia a posibles predadores de que las luciérnagas son bastantes indigestas: de hecho, parece ser rechazadas por las aves insectívoras y por otros depredadores nocturnos como sapos, pequeños mamíferos o invertebrados insectívoros.
En el estado adulto son las hembras las que muestran especialmente la lucecita. En realidad, es un conjunto de cuatro elementos alojados en la parte inferior del extremo del abdomen: dos placas que ocupan los segmentos sexto y séptimo, y dos puntitos luminosos en cada uno de los extremos del octavo segmento. Los machos mantienen las lucecitas del estado larval – dos puntos luminosos en el extremo del octavo segmento abdominal -, pero sólo brillan cuando son molestados.
Hay otras especies que, al contrario que la Lampyris, no brillan con una luz fija, sino que parpadean, como las del género Luciola, también presentes en la Península Ibérica. Estas especies utilizan un a modo de código de preguntas de los machos a las hembras, las cuales responden. Cada uno o dos segundos, los machos emiten destellos cortos e intensos durante su vuelo. Las hembras, que tienen alitas pero no pueden volar, les responden desde la vegetación con un parpadeo de pulsos más dilatados que los del macho y tras un tiempo de respuesta que depende de cada especie.
La estructura fisiológica de estos segmentos contiene tres partes diferenciadas: una capa de células epidérmicas transparentes que dejan pasar la luz; una capa de células luminosas en donde se produce la luz; y una capa inferior de células que contienen cristales de ácido úrico que actúan como espejos reflectores de la luz.
La luz es producto de unas reacciones químicas en las que una molécula, la luciferina, reacciona con oxígeno y ATP (adenosín trifostafo, el vehículo de la energía química de muchas de las reacciones internas de los seres vivos) y desprende energía luminosa. Para que esta reacción se produzca es preciso el concurso de otra molécula, la luciferasa, que actúa como enzima catalizadora.
La luciferina es una molécula muy pequeña, compuesta por apenas 20 ó 30 átomos, mientras que la luciferasa es una proteína muy compleja que se presenta bajo diferentes variantes que dan lugar a diferentes tonalidades de luz en las especies que han desarrollado este sistema.
La reacción produce una luz amarillento-verdosa. El proceso es extraordinariamente eficiente: menos del 2% de la energía se convierte en calor (lo que contrasta, por ejemplo, con el 95% de pérdidas de una bombilla ordinaria). Por ello no es extraño que hasta las hembras más “ardientes” estén frías al tacto.