In dem (relativ neuen) Star Trek -Film Into Darkness sehen wir Dr. Bones und Captain Kirk in einer Welt, die hauptsächlich aus roten Pflanzen besteht. Offensichtlich sind dies nur Augenweiden ohne wirkliche Grundlage dahinter, aber ich würde gerne weiter gehen.
Welche Bedingungen wären notwendig, um Pflanzen in roter Farbe zu haben? Blau?
Einige Faktoren, von denen ich denke, dass sie bei der Entscheidung über die Farbe meiner Pflanzen sehr wichtig sind:
Sonnenlicht – Es gibt einen Grund, warum unsere Pflanzen hier auf der Erde die meisten warmen Farben effizienter aufnehmen als grünes Licht. Die Farbe unserer Sonne ist gelb. Würde eine grüne oder blaue Sonne die Farbe beeinflussen, die die Pflanzen aufnehmen?
Bodeninhalt – ein verschobener Bodeninhalt kann die Farbe einer Pflanze beeinflussen. Ein gängiges Beispiel hier auf der Erde sind Flamingos. Offensichtlich keine Pflanzen, aber die Art und Weise, wie sie ihre Farbe ändern, wenn sie große Mengen Garnelen essen, ist ein gutes Beispiel.
Alle anderen Ideen können gerne angesprochen werden!
Die Farbe von Pflanzen – oder jeder anderen solarbetriebenen autotrophen Lebensform, die mit dem Begriff „Pflanze“ beschrieben werden kann oder nicht – ist eine Funktion von Chemie und Evolution.
Ganz einfach gesagt, es gibt nur eine bestimmte Anzahl lebensfähiger Verbindungen, die die Photosynthese in einer bestimmten Umgebung ermöglichen, und sie unterscheiden sich in ihrer Effizienz. Einige können schneller sein als andere, einige können effizienter sein als andere, und einige können möglicherweise einen größeren Prozentsatz des einfallenden Lichts absorbieren und nutzen als andere. Letzteres wird durch die Farbe definiert.
Auf der Erde sind Blätter grün, weil Chlorophyll grünes Licht reflektiert. Grünes Licht ist ein Hauptbestandteil des Sonnenlichts, und da es reflektiert und nicht absorbiert wird, kann es nicht zur Photosynthese beitragen. Es wird jedoch von Landpflanzen verwendet, nur weil . Weil Chlorophyll eine Verbindung war, die funktionierte, und es funktionierte gut genug, und nichts Besseres kam daher.
Eine ideale, theoretische photosynthetische Verbindung wäre schwarz und würde die gesamte einfallende Energie absorbieren, aber dies wäre realistischerweise nur mit einer geeigneten Mischung verschiedener photosynthetischer Verbindungen erreichbar. Eine bessere Farbe für ein photosynthetisches Pigment auf der Erde wäre Rot oder Violett, da die Lichtabgabe der Sonne bei diesen Frequenzen weniger intensiv ist, aber obwohl rote Pigmente wie Phycoerythrin besser sein könnten, haben Pflanzen sie einfach nie verwendet.
Sie können also fast jede Farbe haben, solange ihre Chemie machbar ist und in der jeweiligen Nische des Bioms nichts wesentlich Besseres aufgetaucht ist. "Das hat sich einfach so entwickelt."
So wie ich Ihre Frage lese, fragen Sie nach dem Mechanismus der Photosynthese in gebietsfremden Pflanzen, der die Farbe der Blätter beeinflussen würde (oder welchen Sonnenlicht-Sammelmechanismus diese Pflanzen auch immer verwenden).
Auf der Erde ist das primäre Pigment für die Photosynthese Chlorophyll, und grüne Chlorophyllpigmente wurden entwickelt, um die Hauptkomponente der Sonnenstrahlung zu nutzen, die in die Erdatmosphäre eintritt. Um verschiedene Sterne herum würden die Pflanzen bevorzugt unterschiedliche Wellenlängen des Lichts absorbieren. Um einen heißeren Stern können Pflanzen gelb oder orange (oder möglicherweise blau; die gefährlichere energetische Strahlung wird reflektiert) aussehen, während Pflanzen um rötere Sterne herum schwarz werden können. (siehe: http://www.solstation.com/life/a-plants.htm )
Andere Pflanzenteile dürfen noch bunt sein, um anderen Zwecken zu dienen. Blumen und Früchte sind hell gefärbt, um bestäubende Insekten oder Tiere anzulocken, die reife Früchte fressen und die Samen verbreiten. Wenn es also Analoga zu bestäubenden Insekten oder beweglichen Tieren gibt, um Samen zu verbreiten, dann könnten wir ähnliche Anpassungen von den Pflanzen erwarten. Andere Farbcodes enthalten Warnungen, dass bestimmte Teile der Pflanze vergiftet sind. Je nach Umgebung und wie sich Pflanzen entwickeln, um sich an sie anzupassen, können andere Anpassungen möglich sein.
Larry Niven machte die „Sonnenblume“ populär; eine Pflanze mit einer reflektierenden Beschichtung, um das Sonnenlicht auf einen photosynthetischen Knoten zu fokussieren. Dies könnte sich an Orten entwickeln, an denen das Sonnenlicht sehr schwach war. Natürlich könnte Nivens Sonnenblume auch das Sonnenlicht neu fokussieren, um konkurrierende Pflanzen und sogar Pflanzenfresser zu verbrennen, die die Sonnenblumen essen könnten. (Die verbrannten Pflanzen und Tiere würden sterben und den Boden düngen, den die Sonnenblumen bald besetzen würden ...).
Ein weiteres mögliches "Pflanzen"-Analogon könnte um einen Jupiter ähnlichen Planeten herum existieren, mit Blättern, die metallisiert sind und das Magnetfeld der Primärseite passieren und elektrische Energie erzeugen. Sie können sich auch eine "Pflanze" vorstellen, die Chemosynthese nutzt und in der Nähe einer heißen Quelle unter dem Ozean lebt.
Die Natur findet immer einen Weg.
Wir haben hier auf der Erde rote und blaue Pflanzen. Chinas Strand am Roten Meer, Panjin, kommt mir in den Sinn: http://www.grindtv.com/random/chinese-wetland-has-beachgoers-seeing-red/#gEPwaeBVU5cACojl.97
Dieses rote Gras, bekannt als Sueda (Seepweed), bleibt sehr tolerant gegenüber dem alkalischen Boden der Region. Im April, zu Beginn des Wachstumszyklus von Sueda, zeigt es eine hellrote Farbe, wird dann im Sommer grün, bevor es im September zu einer tiefen purpurroten Farbe reift. Dies könnte darauf hindeuten, dass grüne Pflanzen besser für das intensive Sonnenlicht des Sommers geeignet sind, andere Farben jedoch in einer Umgebung mit bestimmten Bodenzusammensetzungen und einem schwächeren und entschärften Sonnenlicht gedeihen können.
Aber im Grunde läuft alles auf Chlorophyll hinaus. Chlorophyll absorbiert rotes und blaues Licht und reflektiert grüne Frequenzen. Auf der frühen Erde verwendeten Mikroben ein anderes Molekül namens Retinal, das rotes und blaues Licht reflektiert und grünes Licht absorbiert. (Bacteriorhodopsin ist ein weiteres solches Molekül.) Einige Wissenschaftler stellen die Theorie auf, dass sich Chlorophyll in Lebensformen von Nachzüglern entwickelt hat, die nicht mit der Netzhaut konkurrieren konnten, die Lebensformen verwendet, und sich so entwickelt hat, um die Frequenzen des Lichts zu nutzen, die das auf der Netzhaut basierende Leben ignorierte: http://www .livescience.com/1398-early-earth-purple-study-suggests.html
Das vorherrschende Leben auf der frühen Erde könnte lila gewesen sein, mit Chlorophyll- und Netzhaut-basierten Organismen, die Seite an Seite lebten. Auf Chlorophyll basierendes Leben hat sich aufgrund der größeren Effizienz von Chlorophyll gegenüber Retinal bei der Nutzung seiner bevorzugten Lichtwellenlängen durchgesetzt. Man kann sich leicht vorstellen, dass seine Flora auf einer fernen fremden Welt aufgrund lokaler Lichtwellenlängen und Bodenbedingungen ein anderes gefärbtes Molekül entwickelt hat, das eine noch größere Effizienz als Chlorophyll aufweist. Jemand schwarze Erde?!?
Zoochorie.
Sie müssen den Rest des Lebens auf dem Planeten berücksichtigen.
Wenn Sie sich eine Situation vorstellen können, die dazu führen kann, dass Ihre Tiere Samen aufgrund der Farbe aufnehmen und verteilen, werden Pflanzen mit roter Farbe weiterhin verteilt.
Vielleicht hat der Planet einige wirklich seltsame Einschränkungen in Bezug auf seine Position zu seinem Stern, seine chemische Zusammensetzung oder seine geografischen Merkmale. Es könnte so sein, dass der Wasser- und Bodeninhalt (der sehr rot gefärbt ist) für die Pflanzenarten auf dem Planeten gesund ist.
Das könnte eine erste Anlaufphase für den Phänotyp sein, und es könnte ausreichen, wenn der Boden so beschaffen ist, dass einfach alles, was dort wächst, rot gefärbt ist.
Sobald andere Organismen auftauchen und anfangen, die Pflanzen zu verbreiten, indem sie sie aufnehmen und ihre Samen verbreiten, lernen sie, dass nicht-rote Pflanzen nicht die gesundheitlichen Vorteile haben. Vielleicht sind nicht-rote Pflanzen wirklich giftig, weil sie normalerweise in feindlichen Umgebungen wachsen, aber trotzdem überleben können.
Pflanzen, die eine rote Farbe haben, sind also stärker verbreitet als diese nicht roten Pflanzen, was zu einer primären Pflanzenfarbe von Rot auf dem Planeten führt, wo Nicht-Rot an spärlichen Standorten vorkommt.
Betreff: Sonnenlicht – Die Atmosphäre könnte beeinflussen, welche Lichtfrequenzen häufiger vorkommen.
zu Boden – Oxidiertes Eisen ist rötlich (denken Sie an Mars) und Brom ist rötlich-braun (aber sehr giftig und kommt auf der Erde nicht oft vor). Eine Fülle anderer Elemente oder Verbindungen kann eine andere Farbe verursachen.
Andere Faktoren, die die Pflanzenfarbe beeinflussen könnten...
HDE226868
Xandar Der Zenon
Jon
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Max Mustermann