Jaki kolor mogą mieć roślin na innych planetach?

To niekoniecznie będą zielone światy.

Jeśli na innych planetach rosną drzewa ich liście mogą być czerwone i pomarańczowe nie tylko jesienią. Nowe badania wskazują, że kolory organizmów fotosyntetycznych – roślin – są zależne od typu gwiazdy, wokół której orbituje planeta oraz od istniejącej na planecie atmosfery.

„Istnieje konkretne spektrum światła, emitowane z powierzchnia gwiazdy, zależne od jej temperatury. Jednak gdy przechodzi ono przez atmosferę planety, poszczególne promienie zostają odfiltrowane” komentuje Victoria Meadows z Caltech.

Przykładowo Słońce emituje większość energii w zielonym spektrum światła widzianego. Cząsteczki ozonu w atmosferze pochłaniają jednak dużo zielonej energii świetlnej, umożliwiając innym kolorom, zwłaszcza czerwonemu, dotarcie do Ziemi.

Dlaczego rośliny są zielone?

To może wyjaśniać dlaczego chlorofil absorbuje głównie czerwone i niebieskie światło a odbija zielone. Ozon odfiltrowuje część promieniowania niebiesko-zielonego, więc jest ono mniej dostępne na powierzchni planety. Dlatego rośliny stosując do fotosyntezy chlorofil absorbują światło czerwone a odbijają zielone, co nadaje im takie właśnie kolor.

Istnieją również alternatywne teorie na temat pochodzenia koloru roślin.

Jedna z koncepcji zwana hipotezą fioletowej Ziemi zakłada, że przed pojawieniem się chlorofilu na Ziemi, pierwsze organizmy żywe – mikroby – wykorzystywały do produkcji pożywienia retinal, pochłaniający zielone światło (którego najwięcej emituje słońce), a odbijając promienie czerwone i fioletowe.

Z tego powodu, to właśnie ten ostatni kolor miał prawdopodobnie dominować na Ziemi w początkowych okresach rozwoju życia, a nasza planeta widziane z kosmosu była purpurowa.

Chlorofil prawdopodobnie pojawił się wraz z nowymi organizmami, które musiały jakoś dostosować się do istniejących warunków. Całe zielone światło było pochłaniane przez fioletowe organizmy, kolejne pojawiające się formy życia musiały więc wytworzyć związek mogący absorbować to co pozostało, czyli światło czerwone i fioletowe. Tak powstał chlorofil.

Poszukiwanie życia w kosmosie

Tę wiedzę naukowcy postanowili wykorzystać do zastanowienia się nad formami życia, jakie mogłyby pojawić się na innych planetach. W tym celu przeanalizowano wyniki badań nad pigmentami, aby dokonać symulacji komputerowej, przewidując jak światło poszczególnych gwiazd oddziaływało by na fotosyntetyczne organizmy na odległych planetach – innymi słowy: jaki kolor miałyby rośliny w innych światach?

Przykładowo organizmy na Ziemi odbijające widoczne zielone światło (wykorzystujące chlorofil do fotosyntezy) odbijają również bliskie podczerwieni promienie światła. Te promienie możemy zobaczyć z kosmosu w postaci tzw. czerwonej obwódki (red edge). Nowe odkrycia sugerują, że fotosyntetyzujące organizmy na innych planetach mogą nie produkować czerwonej obwódki a generować inne cechy biologiczne. Naukowcy chcą też dowiedzieć się jakie dokładnie mogłyby to cechy być.

„Możemy powiedzieć coraz więcej na temat fotosyntezy przyglądając się spektrum odbijanego przez planety światła” komentuje Nancy Kiang z instytutu Goddard NASA w Nowym Jorku. „Bez względu na to, czy znajdziemy życie na innych planetach czy nie, to właśnie od tych czynników będzie ono zależeć”.

„Patrząc na odległe planety nie będziemy zdolni do zbadania ich przestrzennie. Nie zobaczymy na nich kontynentów ani oceanów. Wszystko co będziemy mogli dowiedzieć się o planetach zostanie zawarte w plamce widzianego przez teleskop światła”.

Już teraz naukowcy uważają, że są w stanie dokonać pewnych ogólnych założeń na temat fotosyntezy we wszechświecie. Przykładowo mało prawdopodobne jest, aby rośliny na innych planetach były niebieskie.

„Wydaje się, że absorpcja niebieskiego światła jest bardzo powszechna w świecie organizmów fotosyntetycznych” powiedział Kiang. „Myślę, że jest mało prawdopodobne, aby któryś świat był niebieski”.

Analiza atmosfery jest nową metodą stosowaną do badań planet pozasłonecznych. Badając skład chemiczny atmosfery oraz ułożenie planet względem gwiazd naukowcy starają się odpowiedzieć na pytania na temat możliwości rozwoju życia w innych częściach kosmosu.