¿Qué efectos ambientales (si los hay) harían que el azul fuera un color que una planta elegiría como una ventaja evolutiva?
Bonificación: estoy buscando plantas de color azul claro como preferencia.
EDITAR: Gracias por todas las respuestas sobre cómo las plantas son capaces de verse azules usando ficocianina o variantes de clorofila, pero estoy buscando por qué una planta podría elegir este camino evolutivo.
Las plantas serían azules si su fotosíntesis se basara en ficocianina en lugar de clorofila. Dado que hay organismos en la tierra que usan esto, no es del todo inverosímil que también pueda ser utilizado por plantas superiores en un mundo alternativo.
Entonces, ¿qué efectos ambientales podrían causar que la ficocianina en lugar de la clorofila sea la sustancia de fotosíntesis dominante?
En cuanto a la fórmula química, la ficocianina solo se compone de carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno, sustancias que se encuentran en casi todos los materiales orgánicos. Por otro lado, la clorofila contiene un ion de magnesio. Entonces, una de las razones por las que la fotosíntesis de las plantas se basa en la ficocianina podría ser si el mundo no tiene o tiene muy poco magnesio disponible.
Otra posibilidad, que ya se mencionó en otras respuestas, es si la estrella central tiene su máximo en la parte roja del espectro (por ejemplo, una enana roja; de alguna manera, en todas mis respuestas, parece que termino encontrando que necesitas una enana roja :-)), por lo que la absorción azul no sería muy ventajosa. Lo mismo puede ser cierto si la atmósfera tiene una fuerte absorción de luz azul, por lo que no llega gran parte de la luz azul de la estrella a la superficie.
Otro punto mencionado en el artículo de Wikipedia es la resistencia al calor de la ficocianina. Entonces, si su mundo está muy caliente, eso también podría ser un factor para el dominio de la ficocianina.
La clorofila dentro de las plantas tendría que adaptarse para absorber el espectro verde en lugar del azul, en la tierra, las plantas absorben el espectro azul y rojo y rechazan el verde. Esto hace que se vean de color verde.
Si la clorofila cambiara de alguna manera, o las plantas usaran una molécula o técnica diferente para convertir la luz solar en energía utilizable, entonces los colores que aparecen cambiarán.
Mucho más profundidad y explicación (mucho mejor que mi intento de mala calidad) se da aquí:
http://www.livescience.com/1398-early-earth-purple-study-suggests.html
La vida más antigua en la Tierra podría haber sido tan púrpura como lo es hoy en día, afirma un científico.
Los microbios antiguos podrían haber usado una molécula distinta a la clorofila para aprovechar los rayos del sol, una que le dio a los organismos un tono violeta.
La clorofila, el principal pigmento fotosintético de las plantas, absorbe principalmente las longitudes de onda azules y rojas del Sol y refleja las verdes, y es esta luz reflejada la que le da a las plantas su color frondoso. Este hecho desconcierta a algunos biólogos porque el sol transmite la mayor parte de su energía en la parte verde del espectro visible.
Editar: la respuesta de Celtschk ofrece la alternativa de la vida real de la ficocianina a la clorofila. Esto le da un ligero, pero visible tinte azul verdoso a las cianobacterias (algas azul verdosas) en las que se encuentra.
El azul sería en realidad un mejor color para las plantas terrestres que el verde, si hubiera un pigmento fotosintético de ese color que se acercara al de la clorofila en eficiencia, ya que la salida de luz máxima del sol está en la parte verde del espectro, y un pigmento azul no reflejaría tanto como lo haría un pigmento verde.
Además, si el sol que orbita el planeta propuesto fuera más rojo, un pigmento fotosintético azul sería aún más útil, ya que las estrellas más rojas emiten menos luz azul que nuestro propio sol.
Hay varios pigmentos fotosintéticos diferentes que han evolucionado en la Tierra, algunos rojos, algunos verdes y uno púrpura. No todos estos pigmentos/proteínas producen oxígeno como subproducto fotosintético, algunos producen sulfuro de hidrógeno (H 2 S)
No hay ninguna razón por la que no se produzca un pigmento fotosintético azul; sin embargo, es más probable que sea un azul oscuro o un azul medio que un azul claro, ya que los colores más oscuros absorben más energía. Sin embargo, el morado al menos tiene la ventaja de que ya se ha hecho.
Tener menos luz azul disponible se ha mencionado en varias respuestas aquí. Si bien eso puede conducir a plantas que absorben otros colores y reflejan el azul, no necesariamente parecerán azules a la vista, ya que hay muy poco azul en el medio ambiente. Esto podría hacer que parezcan negros o, en el mejor de los casos, azul oscuro, mientras que la pregunta es azul claro.
Muy pocos químicos fotosintéticos han sido descubiertos por organismos en la Tierra. Esto sugiere que los colores que vemos se deben más a la sustancia química que se encontró primero que a la selección natural del mejor color entre una gran cantidad de pigmentos. Incluso en un entorno idéntico al de la Tierra, pueden surgir diferentes colores por casualidad.
Un entorno que favorezca activamente el azul claro puede no ser uno que fuerce un cambio de la clorofila, sino simplemente uno que exige que las hojas tengan otras fuentes de color además de los pigmentos fotosintéticos. Esto es probable ya que la pregunta especifica azul claro , lo que significa que no solo refleja la luz azul sino que también refleja una proporción de todos los demás colores (solo reflejar la luz azul conduciría a un azul medio).
Un entorno puede fomentar otros pigmentos además del pigmento fotosintético. Si estos otros pigmentos son más reflectantes que el pigmento fotosintético y están presentes en mayor concentración, entonces su color puede dominar. Por ejemplo, en un planeta con una fuerte radiación, las plantas pueden necesitar pigmentos que reflejen la mayor parte de la luz para evitar daños, utilizando solo la poca luz que pasa a través de estos pigmentos protectores para realizar la fotosíntesis. Esto le daría a las hojas un color pálido debido a que reflejan la mayor parte de la luz, y el pigmento o pigmentos en particular usados para hacer esto pueden resultar en un color azul pálido. Un pico en la parte azul del espectro de la luz entrante proporcionaría una presión selectiva para producir más pigmentos que reflejen más luz azul, para brindar la mayor protección allí. El resultado serían hojas de color azul pálido.
La fotosíntesis es utilizada por las plantas en la Tierra para extraer energía de la luz utilizando medios químicos. En otro planeta, esto podría no ser práctico, o simplemente podría no evolucionar. En ese caso, las plantas pueden evolucionar que usan medios físicos en lugar de químicos, tal vez usando la luz para inducir una diferencia de temperatura a lo largo del tronco que luego puede usarse para impulsar la corriente eléctrica para impulsar reacciones químicas (más o menos lo contrario del proceso que ocurre en el células nerviosas de animales).
Estas plantas pueden tener un tronco muy largo y oscuro para absorber la mayor cantidad de luz posible, y luego ramificarse en la parte superior en un dosel de hojas de colores muy claros para reflejar la mayor cantidad de luz posible. Esto, combinado con raíces que buscan tierra más cálida debajo, produciría un gradiente de temperatura suficiente para al menos complementar sus requisitos de energía durante partes del año y posiblemente proporcionar toda su energía.
La razón por la que la mayoría de las plantas son verdes en la Tierra es porque sus hojas contienen una gran cantidad de una sustancia química llamada clorofila que se utiliza en la fotosíntesis (creación de energía y oxígeno a partir de la luz solar).
Muchos científicos creen que la clorofila es verde porque absorbe las áreas rojas y azules del espectro y refleja las regiones verdes. Si su sol produce menos luz azul, es probable que sus plantas evolucionen para alimentarse de las partes roja/verde del espectro. El resultado sería que la luz azul se refleja para que la veamos.
Otra alternativa es renunciar por completo a la fotosíntesis, después de todo, en un mundo extraño, las plantas pueden comportarse de manera muy diferente. ¿Tal vez toman nitrógeno directamente de la atmósfera usando un químico de color azul en su lugar?
Si la atmósfera absorbe preferencialmente la luz azul (debido a algunos gases presentes), entonces no habría ninguna ventaja para que las hojas la absorbieran por sí mismas y, al tratar de recolectar de manera eficiente la radiación que les llega, es posible que terminen reflejando la luz azul.
Del mismo modo, si el sol no emitiera mucha luz azul (por ejemplo, una estrella gigante roja), podría obtener un resultado similar.
Necesitas que la luz que llega a la planta tenga las características que hacen del azul el color más eficiente para absorber la luz y aprovecharla.
Alternativamente, si algo en el medio ambiente hizo que las técnicas que usan las plantas aquí en la tierra no fueran viables (por ejemplo, un químico que daña la clorofila presente en el aire), entonces las técnicas alternativas tendrían que evolucionar, y podrían resultar en hojas azules.
La razón principal por la que las plantas son verdes es porque logra un equilibrio entre no tener suficiente energía para la fotosíntesis y desnaturalizar sus propias enzimas al tener demasiado calor. Para que haya un cambio en los colores que se reflejan, parte de esta ecuación debería cambiar, probablemente el calor. Si el mundo fuera más frío o, por alguna razón, las plantas fueran mucho más eficientes para disipar el calor, esta ecuación cambiaría, ya que podrían manejar más calor. Tendría que haber condiciones muy específicas en el lugar o bien podrían ser negras en lugar de azules, y obviamente estas plantas tendrían que poder sobrevivir a temperaturas frías.
Una planta puede usar azul de metileno y uno de los muchos químicos azules para protegerse de un estrés ambiental, químico, físico o biológico.
Hay muchos pigmentos y metales oxidados que son azules. En las profundidades del océano, solo existe luz azul que puede tener un efecto en la fotosíntesis, y lo mismo puede ser cierto en los planetas donde las longitudes de onda útiles hacen que se refleje el azul.
Si existe una radiación muy fuerte en el planeta y la planta desarrolla una protección particular a los rayos UV/X de un cuerpo astronómico cercano o algo así, cierta química de filtrado de luz puede hacer que la planta refleje azul.
Si por alguna razón los animales perciben de manera diferente debido a una forma de vida animal basada en cobre, una planta puede ser azul para usar su simbiosis/animales comensales de la misma manera que las flores azules. El azul es uno de los colores de flores más comunes debido a la visión de los insectos.
Hay muchos oxidados y pigmentos azules y estructuras de refracción en la queratina y similares, la sangre de cangrejo es azul y las plantas pueden ser azules a través de muchas reacciones químicas, no sé química lo suficientemente bien como para enumerar algunos, si pudiera encontrar una lista de azul reacciones químicas y mejor aún de óxidos azules, entonces lo encontraría.
usuario321
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