Hoe zouden planten op een andere planeet er uit zien?

Share Button

Bladeren zijn groen, omdat ze alleen blauw en rood licht absorberen en groen licht weerkaatsen. Sterker nog: bijna de helft van alle zonlicht wordt helemaal niet gebruikt door planten. Zou het leven ontstaan zijn rond een rood-blauwe dubbelster?

Het oudste pigment, chlorofyl-a, ontstond miljarden jaren geleden toen het vangen van blauw en rood licht erg belangrijk was. Chlorofyl-b maakt beter gebruik van het gele zonlicht.

Het oudste pigment, chlorofyl-a, ontstond miljarden jaren geleden toen het vangen van blauw en rood licht erg belangrijk was. Chlorofyl-b maakt beter gebruik van het gele zonlicht.

Eerste planten leefden diep onder water
Als je sommige astronomen mag geloven wel (1). Zij redeneren dat als planten zich op een planeet rond een dubbelster ontwikkelen, ze zwart zouden zijn omdat de dubbelsterren elk een andere kleur hebben. Een mooie theorie, waar helaas één ernstig probleem mee is. Hij klopt van geen kant. Immers: de zon zendt vooral geel licht uit. Een plant zou dus juist extra gevoelig moeten zijn voor geel licht.

In feite is het niet zozeer zonlicht, maar water dat de eigenschappen van planten heeft bepaald. Blauw licht dringt veel beter door water heen dan rood licht(2), vandaar dat roodwier dat tientallen meters onder water groeit, vooral blauw licht absorbeert. Onder water ziet het er zwart en boven water rood uit. De oudst bekende organismen die aan fotosynthese doen, cyanobacteriën, absorberen vooral blauw en hebben dan ook een rode kleur (alhoewel ze door allerlei extra pigmenten per saldo meer licht absorberen dan groene planten). In de eerste miljarden jaren was er nauwelijks sprake van een zuurstofatmosfeer, was er dus ook geen beschermende ozonlaag dus vormde de oppervlakte een dodelijke omgeving. Op beschaduwde plaatsen, bijvoorbeeld onder stromatolieten, was er nauwelijks licht, maar wel veel nabij-infrarode (warmte-) straling. Inderdaad zijn er daar algen gevonden die op infraroodstraling leven (3).

Er ontwikkelde zich een speciaal pigment voor deze omgeving: chlorofyl-a. Dit pigment komt in alle planten voor. Hierbij liggen de twee absorptiepieken wijd uiteen, precies op de twee plekken die voor onderwaterplanten het interessants zijn: infrarood-rood en blauw.

Groene kleur resultaat evolutiegeschiedenis
Later in de evolutionaire geschiedenis ontstond een ozonlaag en werd de oppervlakte bewoonbaar. Ook begon de zon feller te schijnen (dus werd het licht minder rood). Een kleine wijziging aan het chlorofylmolecuul (vergeet dat gejubel over de fantasie van de natuur; evolutie is gewoonlijk uiterst conservatief, zeker met zoiets belangrijks als fotosynthese) maakte het mogelijk om veel meer licht te vangen: de absorptiepieken werden dichter op elkaar gedrongen, waardoor wat meer van het gele licht van de zon kon worden geoogst: chlorofyl-b. Echter: het gat bleef. Er was geen genetisch ingenieur die een nieuwe vorm van chlorofyl bedacht die juist groen-geel licht absorbeert. Dus als je een superproductief gewas wilt ontwikkelen, bijvoorbeeld als biobrandstof, kan je het beste het onhandige chlorofyl vervangen door wat slimmers. In theorie krijg je zo een dubbele oogst, want planten benutten minder dan de helft van alle zonlicht. En superonkruiden natuurlijk, als de genen overspringen op een andere soort. De aarde gaat er dan met al die donkergrijze planten nogal mistroostig uitzien, dus misschien kunnen we beter wat anders bedenken.

Een plant met een blauwe superreus als zon zal het meeste licht weerkaatsen, denken sommige exobiologen.

Een plant met een blauwe superreus als zon zal het meeste licht weerkaatsen, denken sommige exobiologen.

Welke kleur hebben planten op exoplaneten dan wel?
Veel hangt hier uiteraard af van hun evolutionaire voorgeschiedenis, dus van de evolutie van de planeet.
Hoe minder licht, hoe efficiënter de planten hiermee om moeten springen. Planten zullen onder deze omstandigheden zeer donkergekleurd zijn. Misschien ontwikkelen ze een soort biologische paraboolspiegels, waardoor het licht wordt geconcentreerd op een paar cellen met heel veel pigment. Misschien dat planten op een ijswereld dit soort lenzen in het ijs smelten of afscheiden.
Bij zeer intensieve lichtsterktes, bijvoorbeeld vlak bij een ster, zullen planten (net als aardse Trichocereus cactussen) bedekt zijn met witte haren of sterk glanzen. Over het algemeen zullen planten vooral het licht absorberen dat de ster het meeste uitzendt, of liever gezegd: dat het oppervlak bereikt. Verwacht dus bijvoorbeeld een rode kleur bij planten onder een blauwe zon. Als de planeet een roodgele methaanatmosfeer heeft, zouden de planten wel eens groen kunnen zijn…

Bronnen

1. Science Magazine
2. Darthmouth University
3. Behala Collega, India

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger