¿Puede un planeta albergar plantas de diferentes colores sin que un pigmento supere a los demás?

Diría que sí, si uno de los pigmentos no fuera el resultado de la necesidad de atraer la luz. Supongamos que el planeta tuviera una fuente secundaria de nutrientes (posiblemente más antigua, por ejemplo, respiraderos geotérmicos) que fuera mucho más frecuente que en la Tierra. Esa fuente podría influir en la pigmentación de las plantas que se alimentan de ella.

Para no quedar relegadas a nichos como piscinas de agua sulfúrica o aguas profundas, las plantas que se alimentan de esa fuente secundaria tendrían que sobrevivir en el ambiente rico en oxígeno generado por las otras plantas (algo que los organismos anaeróbicos de la Tierra no pueden). hacerlo bien, por definición).

Podríamos imaginar que alguna familia genética podría haber hecho el gran avance, por ejemplo, convirtiendo alguna parte de su sistema reproductivo en un órgano "respiratorio": impulsaría una reacción química para recrear la fórmula química que originalmente era mejor para su metabolismo.

Eso los haría funcionalmente más cercanos a los animales, pero seguirían siendo plantas. De hecho, podrían hasta cierto punto tomar el lugar de los animales, al consumir el oxígeno de las otras plantas y reconvertirlo en CO2. Habría un "equilibrio de poder" entre los dos tipos de plantas, y cada uno alimentando al otro en el ecosistema.

Estas plantas que obtienen nutrientes del suelo y respiran oxígeno serían muy "irregulares", pero la explosión del Cámbrico demostró que podrían existir muchas soluciones y que en la naturaleza cualquier cosa que funcione puede comprar la supervivencia... al menos por un tiempo. Estoy seguro de que cualquier biólogo o especialista en química orgánica podría encontrar una serie de serias objeciones con tal escenario, pero al menos sonaría plausible para un profano.

El verde es el color más común para las plantas, pero ya no son exclusivamente verdes en nuestro planeta.

Las cianobacterias, por ejemplo, usan otros pigmentos junto con la clorofila, y lo mismo hacen las algas rojas (de ahí el nombre obvio).

La clorofila es solo la más extendida, pero hay ejemplos de otros colores, como el Cordyline australis .

yendo a tu pregunta

¿Puede un planeta sustentar una flora de diferentes pigmentos, viviendo uno al lado del otro, sin que un pigmento supere a los demás?

La respuesta es definitivamente sí.

Compensación de vida útil/tasa de crecimiento

La razón por la que las plantas no absorben en el verde es para evitar daños. Como estudiante de doctorado que trabaja en células solares orgánicas, puedo decirles que encontrar materiales orgánicos que puedan soportar la exposición a la luz durante largos períodos de tiempo es un gran desafío.

Tal vez en su planeta podrían coexistir diferentes estrategias de vida/cosecha: algunas plantas serían longevas, con una absorción subóptima (muy parecida a la nuestra). Otros cosecharían en longitudes de onda más altas, crecerían muy rápidamente, se reproducirían rápidamente y morirían. Dependiendo de sus depredadores, cualquiera de estas dos estrategias podría ser óptima.

Hay dos situaciones que puedo prever en las que pueden coexistir dos o más pigmentos:

1. iluminación de nichos; si un pigmento capta preferentemente la luz roja mientras que el resto del espectro pasa a través de él, entonces otros fotosíntesis, más abajo en la biosfera, pueden usar pigmentos con altas eficiencias en otras longitudes de onda para obtener todo lo que puedan de la luz que atraviesa el rojo- capa de dosel hambrienta.

2. eficiencia de emparejamiento; si hay dos o más pigmentos fotosintéticos con la misma eficiencia de rendimiento a una intensidad de luz dada, entonces es posible que ambos compitan en igualdad de condiciones hasta que algo encuentre un mejor pigmento.

Como se señaló en otras respuestas, varios colores serán igualmente viables y, por lo tanto, existirán uno al lado del otro si hay varias formas de lograr una energía equivalente. Una forma en que podría ocurrir es un planeta en un sistema estelar binario. Las dos estrellas podrían tener cada una un espectro diferente. A medida que el planeta gira, el planeta vería diferentes soles a diferentes horas. Algunas plantas pueden recolectar eficientemente la luz de A mientras que otras recolectan B.

Por ejemplo: en un amanecer, puede ver desplegarse las plantas verdes, y luego, al salir el otro sol, se despliegan las otras plantas de color. Luego, cuando el primer sol se pone, esas plantas se abrigan para su "noche", mientras que las otras plantas tienen el segundo sol para ellas solas. Algunas plantas pueden tener ambos tipos de pigmento o incluso pueden cambiar de color a través de los ciclos solares para optimizar la luz en ese momento.

Para que todos tengan la misma prevalencia, necesita que cada uno tenga una ventaja específica que no supere a los demás; de lo contrario, la variación aleatoria hará que una sea la forma dominante. Las plantas en la Tierra son en su mayoría verdes porque la luz verde representa la mayor cantidad de energía solar que llega a través de la atmósfera de la Tierra (bueno, la mayor cantidad que llega a la superficie) y, por lo tanto, la fuente más probable de sobreexposición (y, por lo tanto, degradación) de la pigmentos

Entonces, la opción más fácil aquí es que algo provoque una variación en el espectro de luz que golpea la superficie del planeta. Las posibilidades que se me ocurren para esto incluyen:

• Algo sobre la atmósfera varía según la hora del día o la temporada. Como resultado, ciertos pigmentos son mejores en diferentes momentos del día o durante diferentes estaciones. La variación estacional es probablemente más probable aquí, ya que ya ocurre en un grado leve en la Tierra y permite un ciclo de vida más sensible para las plantas.
• Algo acerca de la estrella misma varía periódicamente. Orbitar un binario con dos tipos de estrellas diferentes (G y algo más) haría esto, y diría que esta es en realidad la opción más plausible. Tener una estrella tipo F o tipo K como el otro socio daría la mejor estabilidad general del espectro que llega al planeta y al mismo tiempo proporcionaría suficiente variación para favorecer periódicamente una variedad sobre las otras, aunque no sé nada acerca de cuán astronómicamente es posible. sería un sistema binario G/K o G/F.
• Posiblemente la más interesante, pero la menos plausible: el planeta se encuentra en una órbita elíptica larga alrededor de la estrella (como un cometa). La distancia a la estrella afecta la energía de las distintas frecuencias y, por lo tanto, se obtienen diferencias "estacionales" en cuanto a qué pigmentos son los mejores. Sin embargo, a un planeta así le resultaría muy difícil mantener la vida tal como la conocemos.

Alternativamente, haga que el verde siga siendo el 'mejor' color en términos de vida útil, pero los otros tienen alguna otra ventaja no relacionada con la conversión de energía. Tal vez hagan que la planta sea más resistente a algunos tipos de enfermedades. Tal vez alientan indirectamente a ciertas especies a polinizar más activamente esa planta. Tal vez sean tóxicos para ciertos herbívoros y, por lo tanto, le den a la planta una ventaja en áreas donde prevalecen.

No debería haber ningún problema. Sin embargo, hay algunos caminos aquí basados ​​en algunas incógnitas:

¿Pueden cruzarse plantas de diferentes colores?

Si pueden, entonces es probable que mezclen genes hasta el punto de convertirse en un color promedio durante millones de años. Es de esperar que el color se desvanezca hacia la mezcla de colores predominante.

¿Se encuentran plantas de diferentes colores en la misma región, o están separadas?

Si están separados, entonces el enturbiamiento del color no ocurrirá tan rápido, pero eventualmente debería ocurrir (pájaros que llevan semillas, humanos que viajan, incluso el viento llevaría una semilla errante de vez en cuando.

¿Hay diferencias notables de supervivencia entre las plantas?

Si, por ejemplo, las plantas rosas necesitan menos C0 ₂ que las plantas verdes, son capaces de vivir en áreas con menos prevalencia de C0 _{2 .}

En áreas donde las plantas verdes pueden sobrevivir, las plantas rosadas tendrían un exceso de recursos que pueden dedicar a crecer en tamaño. Esto puede ser la causa de una vida vegetal ligeramente variada: árboles rosados, arbustos verdes.

Diferentes factores de supervivencia pueden ser una causa de la separación. Inventando algunos rasgos para probar el punto:

• Las plantas rosas necesitan menos oxígeno => Los lugares de gran altitud son predominantemente rosas.
• Las plantas naranjas pierden drásticamente su eficiencia en el frío => Los trópicos son predominantemente naranjas.
• Las plantas azules mueren en ambientes más cálidos => Las regiones frías son predominantemente azules.

Etcétera. No es necesario que la separación sea perfecta, es decir, aún pueden existir otros colores en la misma región, pero se esperaría que un color particular de planta con una "habilidad" genética particular prevalezca más en la región que coincide con dicha habilidad.

Pero si pueden cruzarse y están juntos en la misma región, con el tiempo mezclarán sus genes lo suficiente como para perder sus cualidades individuales distintivas (incluido el color).

Veo que mencionaste:

No veo cómo los pigmentos podrían "ocupar diferentes nichos ecológicos", porque su trabajo es solo absorber la luz.

Pero eso se contradice un poco cuando dices:

En la Tierra, todas las plantas son verdes porque ... contienen diferentes pigmentos, especialmente porque el verde no es un color óptimo .

Si amplía su observación de que el verde no es óptimo pero es omnipresente , encontrará que el hecho de que un rasgo sea predominante no siempre significa que fue la clave para que los genes de la criatura aumentaran su prevalencia evolutiva.
¿Cómo se convirtió el verde en el color vegetal predominante, si no es el color más óptimo? Porque las plantas ancestrales que fueron las mejores sobrevivientes resultaron ser verdes. Eran especies óptimas por razones distintas a su color.

De manera similar, los rasgos de color de las plantas que mencioné no son necesariamente causados ​​por el color. Tal vez las plantas resistentes al frío simplemente sean azules. Tal vez las plantas con poco oxígeno simplemente sean rosadas. No existe un requisito inherente para que un rasgo (p. ej., el factor de supervivencia) sea causado por el otro (p. ej., el color). Pueden ser coincidentes.

Y así es como diferentes colores podrían ocupar diferentes nichos:

• Inicialmente, hay varios colores de plantas que ocupan el mismo nicho.
• Supongamos que estas plantas no se cruzan.
• Durante millones de años, una especie de planta se ha adaptado al nicho mejor que cualquiera de sus competidores.
• Durante otro millón de años, esta planta lentamente se hace cargo del nicho y básicamente se convierte en un monopolio. Hasta ahora, ha mantenido ese monopolio.
• Esta planta simplemente tiene un cierto color.

En otros nichos ha pasado lo mismo, pero como un nicho no tiene nada que ver con el otro, el monopolio del segundo nicho lo puede mantener una planta de diferente color.

Respuesta: Claro, es perfectamente posible.

El punto clave es que el pigmento fotosintético es simplemente una parte (aunque una parte importante) de toda la ruta fotosintética, y es toda la ruta fotosintética la que es importante y la que evoluciona. Y aquí mismo en la Tierra, en las plantas vasculares, tenemos dos sistemas fotosintéticos significativamente diferentes: C3 y C4.

(Consulte el artículo C3 y el artículo C4 de Wikpedia para obtener más detalles).

El punto es que las plantas C3 y C4 han coexistido en la Tierra durante millones de años. (La mayoría de las especies de plantas son C3; el grupo más grande de plantas C4 son las gramíneas. Las especies C3 tienden a desarrollarse mejor con temperaturas moderadas, CO ₂ alto y abundante agua. Las especies C4 tienden a desarrollarse mejor en ambientes cálidos y secos con menos CO ₂ .)

Entonces, si bien puede ser difícil que evolucione un nuevo pigmento, suponiendo que ambos pigmentos sean aproximadamente comparablemente eficientes, que coexistan durante un largo período no sería nada especial. He estado allí, hecho eso.

(Por supuesto, "solo" estamos hablando de millones de años aquí. Incluso una ventaja absoluta relativamente pequeña podría empujar a uno u otro a dominar por completo durante cien millones o quinientos millones de años. Pero cada pigmento tiene ventajas sobre el otro en algunos entornos (como en el caso de C3 y C4) pueden resultar estables durante mucho más tiempo).

Diferentes minerales, diferentes colores.

Aunque muchos pigmentos tienen más que ver con la estructura química, algunos pigmentos derivan su color de elementos dentro de ellos como el hierro o el cobre. En cualquier caso, diferentes regiones pueden ser ricas en diferentes minerales y las plantas pueden adaptarse a lo que esté presente, ya sea que les dé su color directamente o cambiando su enfoque de la fotosíntesis.

No TODAS las plantas de la tierra son verdes, aunque estas son las más extendidas. Hace mucho, mucho tiempo, aprendimos en la escuela sobre las algas, hay de cuatro colores: verde, rojo, marrón y azul. ¡Los azules parecen relacionados con las cianobacterias, una de las formas de vida más antiguas de la Tierra! Entonces, es un hecho que aquí en nuestro propio planeta, además de la clorofila a y la clorofila b más conocidas, también hay otros colores de pigmento que fotosintetizan efectivamente.

Sí, un planeta puede albergar plantas de diferentes colores. Lo sabemos porque la Tierra lo sabe.

El color de la luz cambia bajo el agua. Por lo tanto, a ciertas profundidades, los pigmentos rojos son más eficientes que los verdes para captar la luz, y las algas rojas se benefician de ello. En cualquier otro planeta, diferentes circunstancias pueden hacer que cambie el color de la luz en diferentes lugares, lo que lleva a diferentes pigmentos del organismo fotosintético.

Tus plantas tienen más de un pigmento en la misma planta.

Hay una manera (relativamente) fácil de hacer esto, las plantas en su planeta no tienen un pigmento, tienen dos o más en la misma planta, si cada uno capta aproximadamente la mitad de partes diferentes pero aproximadamente iguales del espectro, esto debería funcionar. . Por ejemplo, uno azul y otro naranja, o cian y naranja, por lo que el color predeterminado no es el negro. Sería poco probable que evolucionara en primer lugar, pero no imposible, y una vez que ocurra, tener más cobertura y una variabilidad controlable en la absorción tendrá beneficios. Esto también permitirá que los pigmentos traza afecten el color más fácilmente, ya que hay menos de cada pigmento. Esta planta de pigmentos será relativamente estable, lo que permitirá una gran diversidad de colores.

tenga en cuenta que las plantas probablemente ganaron la "competencia de pigmentos" por razones que no tienen nada que ver con el color, nuestra mejor suposición es la tolerancia a la salinidad o al formar una relación simbiótica con las primeras células eucariotas primero, por lo que sus plantas bicolores serían un caso similar resultó que tenía un sistema bicolor, al igual que las primeras plantas eran verdes cuando otros factores las hicieron ganar.

Recuerde que los colores no son una interpretación absoluta sino subjetiva de las ondas electromagnéticas.

Los ojos humanos y las partes del cerebro humano que interpretan sus señales son el resultado de millones de años de evolución. Nuestra percepción del color es así porque poder filtrar por separado frecuencias de 440 THz (rojo), 560 THz (verde) y 640 THz (azul) ha demostrado ser útil para sobrevivir en nuestro entorno.

Eso significa que otros planetas generalmente parecerán menos coloridos para el ojo humano, porque no evolucionamos para percibir y diferenciar los matices de color de ese planeta.

Por cierto, esta es también la razón por la que muchos telescopios funcionan en ultravioleta o infrarrojo. El hecho de que estos sean colores de luz que nuestros ojos no puedan ver en absoluto no significa que no haya nada interesante en el espacio que brille con esos colores.