相比于大自然的五颜六色,我们看到的植物基本是绿色的,有好奇的网友就说了,为何植物在进化中选择了绿色?绿色有什么特别的吗?今天就来和大家聊聊。
01,我们如何看到颜色?
我们如何看到颜色?答案就是我们看到了光。
哈,想起了“神说要有光……”具体是谁证明的,忘了,反正牛顿的贡献是有的。如果光线进不了你的眼睛,那么,你就看不到它。最典型的现实物体就是黑洞。
所以,你看到了某种颜色,是因为有这种颜色的光反射进入了你的眼睛。因此,树叶是绿色的,是因为树叶反射的光是绿色的。
02,为什么树叶要反射绿色的光?
为什么树叶要反射绿色的光,而不是吊炸天的土豪金色呢?这是,因为叶绿体。
请注意图中500nm部分,这部分是绿光。
我们可以看到,其他的紫色的,蓝色的或者红色的(650)吸收峰都好高。而绿色吸收峰很低。既然吸收不了,那只能反射,于是,绿光就进了我们的眼睛了。于是,你看到了绿色的世界。
当然,这个问题,其实很庞大。这里仅仅是一个粗略的解释。
03,为什么植物选择了不吸收绿色?
继续下去,你会发现,更深刻的问题为什么植物选择了不吸收绿色?我们看一下叶绿素的吸收,几乎所有的叶绿素菌吸收红光和蓝紫光,而对于黄,绿吸收很低。
这个问题是真正的宏大问题,目前还没有非常好的解释。常见的理论包括
1,绿光能量低?但这个明显不对,因为无论从哪个角度,绿光都不是能量最低的。
2,叶绿体能被绿光激发。其实这个更是一个唯结果论。是一个结果,而非原因,为什么不可以有被绿光激发的叶x体?
3,中庸理论。绿光不好也不坏,老是领好人卡。最终,这个世界绿了。
其实第三个是有可能的,但是缺乏证据。上述,都是对现象和结果的描述,却从未从根本解决原因问题。感谢网友提供一种解释,一颗赛艇。
紫色地球理论。大意就是,带有紫膜系统的嗜盐古菌曾大量生存在海水里,吸收掉黄绿波段以后,剩下的只有蓝紫波段和红橙波段的光照入海水深处,后来单身的其他光合作用只有这些波段可以用,然后靠着释放的氧气完成逆袭。
这个理论不错,不过问题有二, 第一,光合细菌出现得很早。但是最初是否是产生氧气,未知。第二,绿色光合细菌逆袭的过程不好论证。
04,蓝紫光为什么成为叶绿体的主要能源?
提前声明:下述内容因为涉及到了光的吸收问题,不是我的专业,所以我只能用一种我自己的理解方式来解读,可能存在谬误哈。我认为,最根本的原因,在于,生命源于海洋(这个学说是主流学说,哪怕外星学说也是最初掉到了海洋)。
所以,最初的光合菌,到内共生,到最初的植物,也诞生在了海洋。水对光线的吸收,才是海洋生物颜色选择的核心。
首先是水的反射问题:从下表可以看出水的反射在绿色部分是最高的,也就是说,绿光的反射是最强烈的,其次才是蓝光和红光
其次从透过水的角度来看,绿光进入水的深度明显达不到蓝光的水平
也就意味着,如果原始的光合菌要选择某种颜色作为自己的食物的话,那么肯定会是优选蓝光,次选绿光,最次选黄光。最早的原始生命,他们在海洋里仰望星空的时候,发现,日,太阳给他们的光不是均衡的。蓝光最多,其次是绿光到红光,而作为以光为食物的光合细菌,肯定优选一个范围最广,上到海平面,下到地下室的一种光,那就是蓝光。bingo当然,肯定有选其他色的菌,不过,他们吃不饱,竞争不过优选蓝色的菌。有一天,被一个真核细胞给吞进去后,进行了内共生,成为了叶绿体。而依然保留着这种习性。
不忘初心,方得始终哇。
也就是说,蓝紫光成为叶绿体的主要能源,原因就在于蓝紫光的传播范围足够深远,因此,在进化上具有相应的优势,最后优势不断扩大,成为主流的光合方式。这属于进化的解释。
05,我的揣测存在的问题
但是,这个问题存在诸多问题.
第一,无法解释红光问题。因为我们知道红光和蓝紫光都是高吸收峰。为什么中间跨过了黄绿?一种猜测是这是伴随着植物登陆陆地的过程。就是叶绿体从蓝光主力往陆地过程中,将不断的抵抗更强的光,显示黄,后是绿,最后是红。而最终,保存了自己本身的蓝,并克服了最高峰的红。所以具备了红和蓝
第二,无法解释剧变问题。
从下图我们可以看到,波谱是连续变化的,然而,吸收峰在450-500附近突然发生了急剧的变化,这一点,难以理解。
一种解释认为是中庸不得活。反正在我看来,似乎都有道理,但都有点问题。
最后,本文依然没有解决叶绿体为什么不要绿光的问题。期待有高手提供更多的证据。
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