Fluoreszierende Flora

Nun, Luminescence wirklich, aber ich mochte die Alliteration.

Gibt es einen Grund oder eine Mechanik, warum Pflanzen dieses Leuchten im Dunkeln entwickeln können? Idealerweise würden sie dies als Reaktion auf Reize wie Berührung tun, aber kontinuierliches oder periodisches Leuchten wäre auch akzeptabel.

Gibt es einen plausiblen Mechanismus, durch den beide die Fähigkeit entwickeln könnten und einen evolutionären Grund dafür haben? Die meisten Gründe, warum Tiere dies tun (z. B. Raubtiere ablenken, Nahrung anlocken oder einen Partner anlocken), gelten nicht für Pflanzen.

Ich weiß, dass wir Pflanzen gentechnisch verändert haben, um durch Biolumineszenz zu leuchten, aber mir sind keine Fälle bekannt, in denen sie die Idee auf natürliche Weise entwickelt haben. Wirklich suche ich nach einem Szenario, in dem sich ein "leuchtender Wald" (oder zumindest einige leuchtende Pflanzen in einem Wald) auf natürliche Weise entwickeln und auf einer Welt relativ weit verbreitet sein könnte.

Antworten (4)

Zunächst einmal gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, wie Organismen leuchten können, Lumineszenz, Fluoreszenz und Phosphoreszenz sind alle subtil unterschiedliche Möglichkeiten für Organismen, Licht zu erzeugen. Ich gehe davon aus, dass Sie sich nur darum kümmern, leuchtende Pflanzen jeglicher Art zu haben, und mich daher auf evolutionäre Gründe dafür konzentrieren, „warum“ sie leuchten könnten, anstatt auf „wie“. (Obwohl das „Wie“ ziemlich einfach ist, stellen sie nur die entsprechenden Proteine ​​her).

Licht dient in erster Linie Lebewesen als Signal. Der wahrscheinlichste Grund für Pflanzen, Licht zu machen, ist der Versuch, anderen Organismen eine Botschaft zu übermitteln. Aber was würde eine Pflanze sagen wollen? Viele Dinge! Ich werde unten ein paar Beispiele nennen, die mir in den Sinn gekommen sind.

Symbionten anlocken: Viele Pflanzen produzieren bereits Blüten mit leuchtenden Farben, um Insektenbestäuber anzulocken. Es ist nicht weit hergeholt vorzuschlagen, dass sie nachts Licht aussenden, um nachtaktive Insekten anzulocken.

Warnung vor Raubtieren : Aposematismus ist ein ausgefallener Begriff für die Verwendung von Warnfarben. Viele Tiere verwenden eine helle Färbung, um die Tatsache anzukündigen, dass sie giftig oder übel schmeckend oder anderweitig unangenehm für potenzielle Raubtiere sind. Einige Pflanzen nutzen ihre Färbung bereits auf diese Weise. Pflanzen könnten ihr Warnspiel verstärken, indem sie ebenfalls Licht aussenden, wenn sie dazu geneigt wären.

Während die beiden obigen Vorschläge funktionieren würden, extrapolieren sie einfach aus bestehenden visuellen Hinweisen, die Pflanzen verwenden. Das Folgende sind einige weitere ... kreative Vorschläge.

Selbstverteidigung : Pflanzen leiden unter allerlei kleinen parasitären Insekten wie Blattläusen und Raupen. Stellen Sie sich vor, als Reaktion auf eine Verletzung würden Pflanzen im betroffenen Bereich leuchten. Das Leuchten würde dazu dienen, Raubtiere anzulocken, die die Insekten fressen würden, die die Pflanze fressen. Die dunklen Insekten würden gegen das leuchtende Pflanzenblatt oder den Stängel hervorgehoben.

Etwas synchronisieren : Ein weiterer Vorschlag ist, dass Pflanzen miteinander kommunizieren. Vielleicht möchten sie ihre Blütezeiten oder die Pollenfreisetzung synchronisieren. Es ist bereits bekannt, dass Pflanzen in vielerlei Hinsicht lichtempfindlich sind, vom Phototropismus bis hin zur Kenntnis der Jahreszeit. Ein leuchtender Wald könnte helfen, sie alle zu synchronisieren.

Die Entwicklung der Lichterzeugung ist kein so schwieriges Thema, es scheint ziemlich häufig zu sein. Der Grund ist schwieriger.

Vielleicht ein Baum, der ausschließlich von Kolibris bestäubt wird? Ein lichterzeugender Baum würde es den Vögeln ermöglichen, nachts zu fressen, was für die Vögel von großem Wert wäre, da Kolibris einen schnellen Stoffwechsel und geringe Energiereserven haben. So würden die Vögel die Nächte am Baum verbringen. Es wird allgemein angenommen, dass Kolibris für Bäume wertvoll sind, da sie für die Bestäubung sorgen und Insekten fressen, um Proteine ​​​​zu erhalten.

Eine Touch-Response-Version könnte sinnvoll sein, wenn dies Raubtiere anzieht, die Pflanzenfresser fressen, die die Pflanze loswerden möchte. Alternativ könnten die Blätter explodieren und einen kurzen Blitz erzeugen. Dafür könnte die Pflanze Nitrocellulose oder andere nitrierte Verbindungen verwenden. Der Vorteil wäre, dass ein Pflanzenfresser, der versucht, solche Pflanzen zu fressen, einfach scheitern würde und angesichts der Nervosität der meisten Pflanzenfresser wahrscheinlich genug Angst hätte, solche Pflanzen in Zukunft zu meiden. Nitrozellulose (oder ein anderer Sprengstoff) würde auch als Energie- und Stickstoffspeicher wirken. Normalerweise ziehen hochenergetische Verbindungen Pflanzenfresser an, aber nicht, wenn sie bei Kontakt explodieren.

Nur für den Fall, es ist nicht offensichtlich. Ich habe den Bestäuberteil geschrieben, bevor ich Samuels Antwort gelesen habe. Ich dachte nicht, dass es notwendig ist, zu entfernen, um Duplikate zu vermeiden.
Es ist ein ziemlich anderes Beispiel für einen Bestäuber. Ich denke auf jeden Fall, dass es zur Diskussion beiträgt.
@Samuel Nun, ich habe den Kommentar auch geschrieben, bevor ich Ihre Antwort gelesen habe ... Aber ja, zwei getrennte Ideen zu haben, wie Licht die Bestäubung verbessern könnte, ist eine Verbesserung.

Sie würden es aus dem gleichen Grund tun, aus dem Pflanzen blühen: um Bestäuber anzulocken .

Stellen Sie sich vor, es gibt einen Ort, an dem Glühwürmchen allgegenwärtig sind. Wenn eine Pflanze die Fähigkeit entwickelt, biolumineszierend zu sein, kann sie Glühwürmchen anlocken, die nach einem Partner suchen, ähnlich der Mimikry, die man bei bestehenden Pflanzen sieht . Blinken, Berührungsempfindlichkeit oder kontinuierliches Leuchten könnten sich alle je nach dem Bestäuber entwickeln, der sich gemeinsam mit der Pflanze entwickelt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bienenorchideenblüte ähnelt einer weiblichen Biene stark genug, um Männchen auf der Suche nach einem Partner anzulocken

Wenn ein Planet eine langsame Rotation und damit einen langen Tag und eine lange Nacht hätte, könnte es sinnvoll sein, dass eine Pflanze tagsüber so viel Licht wie möglich ernten muss.

Ein möglicher Mechanismus, um während der langen Tage zusätzliche Energie zu gewinnen und zu speichern, wäre das Aufladen von im Dunkeln leuchtenden Pigmenten in diesen Pflanzen.

Während der langen Tage könnten die Pigmente nicht nur als Sonnenschutz fungieren, sondern auch schädliches Ultraviolett in nützliches (für die Photosynthese) sichtbares Licht umwandeln.

Während der Nacht gibt das Leuchten der Pflanze eine kleine Menge Licht, um sie für die Photosynthese zu ernten.

Die Photosynthese ist tendenziell für bestimmte Lichtfrequenzen optimiert. Einige Artikel deuten darauf hin , dass rotes und blaues Licht die beste Effizienz für die Photosynthese haben. Obwohl wir uns das Leuchten im Dunkeln nur als grün-weißes Leuchten vorstellen, gibt es Pigmente, die eine Vielzahl von Farben erzeugen, einschließlich Rot und Blau, was unsere Pflanze tun könnte, um die Effizienz dieses Prozesses weiter zu steigern.

Die Pflanze würde dann als Nebenprodukt dieses Energiespeichers leuchten und dem Stoffwechsel einer Pflanze keine Energie entziehen.