Посмотрев на нашу планету из космоса, мы увидим мир в оттенках голубого и жёлто-зелёного, переплетённый белесой сеткой облаков.
Мы - словно жители изумрудного города: сочные, насыщенные зелёные тона воспринимаем как обыденность. Растения окружают нас повсюду. Но возможно ли существование миров, где их цвет совсем другой, например, чёрный? Давайте разбираться.
Конечно, можно сразу вспомнить примеры, когда даже на нашей планете цвет растительности непривычный. Взять, например, водоросли: грязно-жёлтые фукусы, которыми усыпаны побережья северных морей, нежно-розовая порфира. Даже на окне в собственной квартире могут стоять бегонии с фиолетовыми или красными листьями. Но всё это - скорее исключения из правила. Почему большинство растений всё-таки зелёные?
Основная функция растений - фотосинтез, то есть производство органических соединений из неорганических с использованием энергии солнечного света. Растения зелёные, а значит, они отражают именно зелёный свет, а поглощают - другие диапазоны видимого излучения. Но почему? Логично предположить, что для разгадки нам необходимо проанализировать характер излучения нашей звезды.
С температурой поверхности чуть меньше 6 тысяч кельвинов, Солнце - не самая холодная звезда, но и далеко не самая горячая. Оно интенсивно излучает во всём видимом диапазоне, но максимум приходится на зелёно-голубую область (длина волны около 500 нм). Стоит также вспомнить, что чем короче длина волны света, тем энергичнее составляющие его фотоны. Следовательно, синие кванты несут намного больше энергии, чем красные, хотя их от Солнца поступает относительно мало. Красных же поступает намного больше, чем остальных, но из-за своей низкой энергии они не способны внести главенствующий вклад в солнечный спектр.
Учёные выяснили, что пигмент хлорофилл, задача которого - улавливать фотоны с определённой энергией и переводить эту энергию в доступную для растения форму, воспринимает синие и красные кванты света, в то время как зелёные "пропускает мимо ушей". С синими вроде бы всё понятно: они энергоёмки, и это с пользой можно использовать. Но почему красные? Оказалось, из-за их большого количества. Зелёные же фотоны со своими промежуточными характеристиками (с точки зрения как качества, так и количества) оказываются не у дел.
Каким же должно быть излучение звезды, чтобы растения на её планете предпочли быть чёрными? Так случится, если они будут поглощать почти весь видимый свет. Это может быть актуально там, где его мало. То есть около самых маленьких и холодных, но наиболее многочисленных звёзд Галактики и Вселенной - красных карликов, максимум излучения которых приходится на ближний инфракрасный диапазон. Растения в таких условиях будут стремиться использовать и его, но даже в этом случае оксигенному (то есть с образованием кислорода) фотосинтезу может не хватить ресурсов для развития. Особенно если учесть, что красные карлики обладают бурным нравом, регулярно подвергаясь мощным ультрафиолетовыми вспышкам. Спасаться от них жизни придётся под водой, которая заблокирует ещё часть поступающего потока полезного излучения.
Стоит добавить, что биохимические процессы намного сложнее, чем нам кажется. Существуют модели, в которых растительность краснокарликовых планет пурпурная, фиолетовая, зелёная или даже белая. Около звёзд других типов она также может иметь практически любые цвета. Вселенная гораздо интереснее и разнообразнее, чем это можно себе представить.