Свет, который достигает дна океана, не такой же, как белый свет, который достигает растений на суше. Фотосинтезирующие водоросли выработали различные пигменты, чтобы использовать солнечную энергию на дне океана. Это красные, фиолетовые и коричневые пигменты, в отличие от зеленых водорослей, которые можно увидеть на суше и ближе к поверхности.
Это общепризнанная истина, что все растения зеленые... верно?
В конце концов, им нужен хлорофилл, который помогает им осуществлять фотосинтез, чтобы производить этот восхитительный и необходимый сахар. Пигмент хлорофилла - зеленый, поэтому все растения в мире должны быть зелеными...
На самом деле, это не так!
Одни из самых первых растений на Земле появились в океане. Они известны как цианобактерии, или, чаще всего, сине-зеленые водоросли. Именно в океане водоросли стали такими разнообразными и развивались в самых разных направлениях: коричневые, красные, фиолетовые и даже флуоресцентные!
Вопрос в том, как они фотосинтезируют, если они красные? Что делает их красными или коричневыми?
Что придает предметам цвет?
Когда свет попадает на объект, он делает одно из двух: либо отражается, либо поглощается. Когда свет отражается, он излучает определенный цвет. Цвет, который вы видите, — это цвет, который отражается при попадании света на объект.
Цвет объекта также зависит от того, какие цвета он поглощает. Лучше всего это объясняется на примере. Рассмотрим листья на дереве. Они зеленого цвета, и все знают, что это из-за хлорофилла. Белый свет (смесь всех цветов) попадает на лист. Хлорофилл в листьях поглощает синий и красный свет и отражает зеленый.
Таким образом, чтобы объект выглядел красным, как наши глубоководные водоросли, он должен поглощать зеленый и синий свет и отражать красный. Однако что именно заставляет их поглощать синий и зеленый свет? Вода имеет свои особенности поведения при прохождении через нее света.
Почему красным водорослям нужен синий свет?
Вода в океанах поглощает красный свет с большей скоростью, чем другие цвета, особенно синий. Весь синий свет отражается обратно, поэтому океаны кажутся голубыми.
Это означает, что световая энергия, которая может быть использована растениями на этой глубине, - это синий свет! Однако они не могут использовать только обычный хлорофилл, так что же еще они используют?
Фотосинтез в глубоких водах
Зеленые растения используют два типа хлорофилла. Хлорофилл a поглощает синий и оранжево-желтый свет. Второй пигмент - хлорофилл b, который поглощает синий и красный свет. Если вы посмотрите на цветовой спектр, то останется только один цвет - зеленый!
Удивительно то, что эти красные водоросли содержат хлорофилл a. Это означает, что один пигмент поглощает синий и оранжево-желтый свет, но энергии, которую они получают от этого, недостаточно для производства пищи.
Вместо хлорофилла b у них есть интересное семейство пигментов, называемых фикоэритринами.
Фикоэритрины - это группа красных фотосинтетических пигментов. Как вы уже догадались, они красные, потому что поглощают синий и зеленый свет.
То, что пигменты красного цвета, не самое интересное. В отличие от большинства растений, которые в основном полагаются на хлорофилл для использования солнечной энергии, красные водоросли используют фикоэритрины в качестве основных фотосинтетических пигментов. Фактически, согласно этому исследованию, количество фикоэритрина в этих растениях может быть в пять раз больше, чем хлорофилла.
Это также оказывает интересное влияние на продукт их фотосинтеза.
Разные пигменты, разные продукты
Наличие разных пигментов влияет даже на тип пищи, которую могут производить красные водоросли. В растениях на поверхности пища хранится в виде крахмала. Все мы слышали о крахмале, который известен тем, что в больших количествах содержится в картофеле. Множество молекул глюкозы соединяются друг с другом в очень большую цепь, в результате чего мы получаем гранулы крахмала.
Красная водоросль хранит свою пищу в виде флоридского крахмала. Этот крахмал получил свое название потому, что он был обнаружен в семействе водорослей, встречающихся только во Флориде, США. Флоридский крахмал также представляет собой длинную цепочку молекул глюкозы. Разница заключается в расположении связей между молекулами глюкозы.
Жизнь на нашей планете приспособилась ко многим интересным и уникальным способам. Красные водоросли - отличный тому пример. Они умудряются выживать и процветать в таких местах, которые никому не кажутся возможными.
Пытаясь покорить невозможные условия, они развивают невероятные приспособления. Наш мир природы - это гораздо больше, чем то, что мы видим, и когда мы исследуем его, то обнаруживаем много интересного, например, растения красного цвета!