La Laguna Grande abrite la concentration la plus dense de dinoflagellés Pyrodinium bahamense de l'hémisphère occidental, dépassant souvent 720 000 organismes par gallon. La baie se situe au sein de la réserve naturelle de Las Cabezas de San Juan, une zone de 316 acres établie en 1975 et gérée par Para la Naturaleza depuis 1991. Son ouverture étroite et sa faible profondeur créent la salinité stagnante et les nutriments riches en mangroves qui soutiennent des populations visibles toute l'année, contrairement aux baies saisonnières ailleurs dans les Caraïbes. La réserve protège sept écosystèmes distincts au sein d'un seul promontoire : forêt sèche, plage de sable, lagon, zone humide de mangrove, récif corallien, côte rocheuse et terrains du phare colonial. Le lagon bioluminescent occupe le quadrant nord-ouest, alimenté par les échanges de marée à travers un canal de 50 mètres creusé entre les racines des palétuviers rouges et noirs. Les excursions en kayak partent après le coucher du soleil, lorsque l'obscurité déclenche le mécanisme de défense des dinoflagellés — une réaction chimique entre la luciférine et la luciférase qui produit une lumière bleue-verte froide à chaque perturbation. La lueur est plus vive pendant les périodes de nouvelle lune et après la pluie, lorsque le ruissellement apporte de nouveaux nutriments. Le phare de Las Cabezas, achevé en 1882, ancre la pointe est de la réserve à 85 mètres au-dessus du niveau de la mer. Sa tour néoclassique a guidé les navires à travers le passage de Vieques pendant un siècle avant son automatisation en 1989. La structure abrite désormais des expositions sur l'histoire maritime et écologique de l'île. Les visiteurs arrivant pour l'excursion en kayak dans la baie bioluminescente de Las Cabezas de San Juan combinent souvent la pagaie avec un accès diurne à la réserve, qui comprend des sentiers sur pilotis à travers les mangroves et des plates-formes d'observation surplombant les formations coralliennes dans les bas-fonds. Le statut de protection de la réserve limite la capacité nocturne des visites à 200 pagayeurs, répartis entre les opérateurs agréés. Les guides imposent des zones sans sillage près des colonies de nidification et limitent les pagaies aux itinéraires désignés dans les 15 acres de surface du lagon. Cette restriction préserve la clarté de l'eau et empêche les perturbations dues aux hélices, des facteurs qui ont fait disparaître la bioluminescence dans des baies non réglementées sous les tropiques. La santé de la Laguna Grande en fait le site le plus fiable pour observer la lumière vivante à Porto Rico, un phénomène qui ne persiste que là où l'habitat et l'accès sont équilibrés.