Здесь есть интересная тема "Цвет кожи человека". Хочу предложить на мой взгляд очень близкую и связанную с ней тему о цвете растений. Наткнулась на забавную статью в журнале "В мире науки" (Scientific American). Вот она:
http://sciam.ru/article/3813/
Зелённый цвет на любой планете будет превалировать для фототрофов, поскольку красная часть спектра даёт наилучший эффект для фотосинтеза, впрочем, если Звезда будет светить в иной гаме... ведь бурые водоросли тоже неспроста бурые, там как раз зелённая часть спектра глубже проникает в воду, а вот чем лучше гемоцианин нежели гемоглобин для головоногих я до сих пор не знаю
Статья интересная, но насчёт чёрных растений - ИМХО неверно.
Есть один ключевой момент - растение не может выбирать каким пигментом поглотить конкретный фотон.
Упал на пигмент фотон не той частоты - отразился или на нагрев пошёл.
Так что выгодней иметь конкретный цвет.
Цитата: Дем от июня 08, 2010, 04:34:44
Так что выгодней иметь конкретный цвет.
А случайно или нет, что цвет земных растений совпадает с областью спектра, в которой максимальная чувствительность человеческого глаза (зеленая)? У животных тоже зрение цветное? А у морских животных?
У кошачьих черно-белое зрение. У приматов есть и колбочки, то есть те же шимпанзе видят мир как и мы - в цвете.
Интересно, какое зрение было у травоядных динозавров? Им тоже все равно было какого цвета пища, которую они едят? :)
Это черная смородина?
Нет, красная.
А почему белая?
Потому что зеленая... .
::)
:D Да-да! Знаю эту хохму. Кстати, мы видим на небе туманности, галактики и типа-того... черно-белыми. Именно потому, что интенсивность света слабая и работают только палочки. Но! Например, туманность на поясе Ориона (БТО) мы видим зеленоватого оттенка. Не потому, что она зеленая, а потому, что она яркая!
Хохма в том, что мы не знаем, что и как там видели динозавры... .
Цитата: langust от июня 11, 2010, 19:33:04
Хохма в том, что мы не знаем, что и как там видели динозавры... .
Достаточно проанализировать зрение птиц, что бы это понять. ИМХО.
Цитата: Алекс_63 от июня 11, 2010, 22:04:26
Достаточно проанализировать зрение птиц, что бы это понять. ИМХО.
А как видят птицы? И какова могла быть эволюция их зрения? А палеорастительность тоже была зеленой?
птицы видят в цвете. но о зрении динозавров это мало говорит - мы тоже видим в цвете, но все млеки кроме приматов - нет.
то, что зелёный цвет - и растений и самый яркий для нас думаю не случайность. Ну во-первых - зелёный и так лежит примерно посередине видимого спектра - то есть если у пигмента светочувствительность симметричная, то быть наиболее чувствительным к зелёному - выгоднее всего, но это так, побочная причина, а вообще зелёного цвета больше всего - именно из-за растений (для современного человека это уже не совсем так, но всё же наше зрение сформировалось даже не на стадии человека, а ещё раньше), и может даже важно не столько количество, сколько важность уметь видеть именно зелёное - жизнь всё-таки...
Обитатели другой планеты может и видят в другом диапазоне. Но, кто знает, может они свой видимый диапазон субъективно воспринимают, как мы - наш. И что-то мне подсказывает, что для нас их растительность может выглядеть вообще какой угодно. :)
Цитата: Николай от июня 12, 2010, 04:59:03
Обитатели другой планеты может и видят в другом диапазоне.
А с чего Вы взяли, что они вообще что-то видят?
И почему на других планетах должна быть растительность? ???
Может и человекообразные там есть? :(
без растительности трудновато приращивать массу будет...
да и кто-то на планете да видит - свет же там есть по любому.
Без автотрофов никак нельзя, кто то должен связывать энергию. Биосфера ориентированная на хемотрофах тоже врятли, разве только будут каким то образом постоянно происходить окислительно-востановительные реации, может вместо видмого спектра использавть будут для этого какое то другое электромагнитное излучение, но всё же самое очевидное это свет, причём преимущественно красной части спектра, значит пигмент всё таки наиболее вероятен зелённый
У более холодных звёзд - растениям нет нужды заботиться об отражении синего (за отсутствием) - т.е. цвет будет ближе к жёлтому. У более горячих - наоборот, будет сине-зелёным.
Цвет зависит от цвета пигмента,а цвет пигмента - от наличия подходящего металла.На Земле и магний есть, и зеленый цвет на максимуме спектра.Можно добиться и практически черного цвета - использованием более чем одного пигмента, но с точки зрения эволюции это сложно.Надо развить 2-3 независимых фотосинтезирующих бактерии, а потом запустить их все симбиотировать в клетку.
Кстати, зеленый - это еще цвет линий (их область в спектре) кислорода. Может в этом дело?
А речь идет о субъективном цвете или длине отражаемых волн ? Многое будет зависеть еще и от состава атмосферы, по-разному пропускающей свет (т.е. который потом будет отражаться) - даже для нас, а не каких-то инопланетян или птиц (на форуме "новости космонавтике" где-то была тема о цветах на планетах с разной атмосферой).
Цитата: Дем от июня 13, 2010, 15:45:36
У более холодных звёзд - растениям нет нужды заботиться об отражении синего (за отсутствием) - т.е. цвет будет ближе к жёлтому. У более горячих - наоборот, будет сине-зелёным.
Непонятная логика. Если растение отражает какой-то цвет, то оно энергию в этой части спектра не использует. Может быть, наоробот, растениям следует поглощать ту область спектра, где энергии больше?
ЦитироватьХотя максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм (где находится и максимум чувствительности глаза), поглощается хлорофиллом преимущественно синий, частично — красный свет из солнечного спектра (чем и обуславливается зелёный цвет отражённого света).
Точно! Оно работает нерационально.Что возникло случайно в процессе эволюции,то и есть.
Цитата: Макроассемблер от июня 16, 2010, 00:12:19
епонятная логика. Если растение отражает какой-то цвет, то оно энергию в этой части спектра не использует. Может быть, наоробот, растениям следует поглощать ту область спектра, где энергии больше?
При дневном НЕ закрытом тучами солнце растения могут пологтить только, если не изменяет память, 1-2% света
А при облачности или на рассвете и закате максимум спектра вовсе не зеленый, а соответственно синий или красный с оранжевым
Цитата: Дем от июня 13, 2010, 15:45:36
У более холодных звёзд - растениям нет нужды заботиться об отражении синего (за отсутствием) - т.е. цвет будет ближе к жёлтому. У более горячих - наоборот, будет сине-зелёным
А разве растениям нужно обязательно заботиться об отражении лишнего света (чтобы не перегреть листья?)?
Если это не обязательно,
то цвет растений наверное будет не зависеть от цвета звезды, а зато будет зависеть от хим составов (и спектров поглорщения) атмосферы планеты и тамошних облаков?
Нет смысла держать больше пигмента,чем растение может переработать, производительность лимитируется содержанием СО2 в воздухе.Без пигмента растение практически белое.Перегрев может быть из-за низкого КПД пигмента, когда поглощенный свет пропадает впустую.
Спасибо!
А может в некоторых случаях (когда если воды достаточно) выгоднее бороться с перегревом испарением воды, а зато получать "прибыль" от сумеречного и облачного фотосинтеза?
Цитировать http://sciam.ru/article/3813/ Вода пропускает голубой свет и поглощает красный и инфракрасный свет. Здесь показаны графики для глубин 5 и 60 см (случай звезды класса М и планетной атмосферы, в которой мало кислорода)
И там же, но выше
ЦитироватьОрганизмы из более глубоких слоев воды имеют пигменты, настроенные на свет тех цветов, которые не были поглощены слоями, лежащими выше. Например водоросли и цианеи имеют пигменты фикоцианин и фикоэритрин, поглощающие зеленые и желтые фотоны. У аноксигенных (т.е. не производящих кислород) бактерий есть бактериохлорофилл, поглощающий свет дальней красной и ближней инфракрасной (ИК) областей, который только и способен проникать в мрачные водные глубины
Что-то на приведенных графиках
"по водой" не заметно пика(ов) в дальней красной и ближней инфракрасной областях? Или он(и) появляется только на
БОЛЬШИХ глубинах, а не на 60 см?
Цитата: Макроассемблер от июня 16, 2010, 00:12:19Непонятная логика. Если растение отражает какой-то цвет, то оно энергию в этой части спектра не использует. Может быть, наоробот, растениям следует поглощать ту область спектра, где энергии больше?
Дело в том, что растению большую часть времени энергии - с избытком. Лимитирует количество "строительных материалов" - прежде всего СО2 в атмосфере. А также всякие элементы из почвы - как ни крути, для ДНК и белков нужны элементы не только первой, но и второй строчки таблицы менделеева, их из воздуха не возьмёшь.
С другой стороны, иметь две отдельных цепочки синтеза для разных частот накладно, а если одна - то зачем ей более высокие частоты, чем она может использовать?
Цитата: Alexy от июня 17, 2010, 20:48:27А может в некоторых случаях (когда если воды достаточно) выгоднее бороться с перегревом испарением воды, а зато получать "прибыль" от сумеречного и облачного фотосинтеза?
Именно что - в некоторых. А как правило - если воды избыток, то и испарить её проблема. Скажем у водорослей, даже плавающих - без шансов.
Хлорофилл же строго необходим для фотосинтеза. Светособирающие комплексы могут состоять из разных пигментов, но хлорофилл обязан присутсвовать в реакционном центре, электрон может выбиться только из его молекулы, другие пигменты таким свойством не обладают. Так или иначе, но хлорофилл при "поглощении всего спектра" должен будет доминировать, если и черные, то с зеленоватым отливом :) Также непонятно, почему в статье говорится о том, что, зеленые водоросли "появились позднее". Элементарная фотосистема включает молекулу хлорофилла, акцептор электрона и цитохромы, т.е. зеленые водоросли всяко древнее.
Извиняюсь за глупый вопрос,хлорофилл действительно единственный фотосинтезирующий пигмент на Земле? Википедия пишет,что да, но его есть несколько модификаций, у них кривая поглощения сильно отличается?.
Да, единственный. Модификаций и вправду несколько (a, b, c, d), спектры поглощения разные имеют. Хлорофилл a, основной пигмент, имеет максимум поглощения на длине волны 700 нм. Хлорофилл b - 680 нм. У c и d, характерных для водорослей, максимум поглощения еще больше сдвинут в сторону высоких частот, но там их "перебивают" в плане волнопоглощения фикобилиниы: фикоцианины и фикоэретрины, потому и цвета водорослей соответсвующие.
Мне кажется, рассуждения пошли по геоцентрической тропе.
Хлорофилл строго необходим для фотосинтеза в том виде, в котором мы его знаем по нашим фотоавтотрофам. Но лично я не вижу оснований постулировать невозможность существования пигмента, отдающего электрон в фотореакции, отличного от хлорофилла, только лишь на основании того, что нам такого не известно. Множество возможных белков огромно и далеко не всё перебрано эволюцией на Земле. Да и вооще, в последнее время (миллиарды лет) уже идёт, в основном, перебор разных опробованных белковых доменов с модификациями, а не синтез действительно новых. Потом, в других биосферах жизнь, вроде бы, не обязана базироваться на полипептидах с тем же аминокислотным составом что на Земле, и вообще на полипептидах. Самое же главное, именно то, что определяет цвет растений, это расположение полос (вернее, спектров) поглащения этих пигментов в районе максимума интенсивности спектра родительской звезды. А это примерно соответствует нашему диапазону зрения. Поэтому они для нас вообще цветные. В других же звёздных системах биота, скорее всего, будет для нас в основном серой (ведь и зрение там будет тоже привязано к спектру звезды, и вся мимикрия), включая фототрофов. Вернее, споправкой на цветовую гамму звезды в наших глазах. То есть, под красными звёздами биота будет скучно-красноватой, под голубыми (если там вообще она будет) - скучно-голубоватой. Конечно, возможны и исключения в виде соединений неумышленно поглащающих свет вне максимума родительской звезды, и случайно делающих это в нашем узеньком зрительном диапазоне.
Другая идея, которая по ходу написания пришла мне в голову, заключается в том, что большинство звёзд в Галактике - это красные карлики со спектральными максимумами далеко в инфракрасной области. На планетах вокруг таких звёзд у биоты будут большие проблемы с фотодиссоциацией воды. Даже под нашим Солнцем приходится использовать двухфотонную схему, а Солнце - далеко не типичная звезда. Поэтому, вряд ли им легко (и в эволюционном плане, быстро) удастся изобрести фототрофию с созданием такого резкого химического градиента в атмосфере, как у нас делают растения при восстановлении СО2. Соответственно, и гетеротрофы вынуждены будут использовать менее "энергичные" реакции. Может, в этом кроется разгадка парадокса Ферми, следствием которого является заключение, что разумная жизнь - вещь очень маловероятная. Но ведь жизнь, скорее всего, довольно обычная штука, раз на Земле она появилась почти "сразу" после её (Земли) образования. Сложные же многоклеточные (если не считать всяких нитчатых водорослей и многоклеточных бактерий), в основном, начали появляться вместе с аэробными условиями.
Вот такие мысли.
Добавил чуть позже
Нет, парадокс, следующий из парадокса Ферми это не решает, так как даже если звёзд типа Солнца всего 7% от всех звёзд Галактики, то это снижает вероятность возникновения сложных жизненных форм лишь на порядок величины. В чём-то другом кроется загадка того, что мы одиноки в Галактике.
А про серые внеземные организмы я тоже слишком радикально высказался. Спектр звёзд класса M с температурой поверхности 3700 К (коих в Галактике около 80% от всего звёздного населения) имеет максимум интенсивности, действительно, в инфракрасной области, но если построить для него "видимую" полосу по аналогии с видимой полосой по отношению к солнечному спектру, то эта полоса для красного карлика будет немного пересекать таковую для Солнца в красно-оранжевой области. То есть, возможно, что некоторые организмы будут не красновато-скучные, а чёрные, а может даже, ярко-красные (не такие, как красные звёзды). Это будут организмы сине-фиолетового и синего цвета в с точки зрения аборигенов. То же, но в обратную сторону, будет наблюдаться для звёзд класса A. Про бело-голубые и голубые гиганты, думаю, можно вообще не рассуждать, так как жизнь в привычном нам виде там вообще вряд ли возможно. Но если бы это было так, то вот тут она была бы как раз такой, как я предположил сначала. А вообще, на планетах (если таковые есть) OB звёзд заниматься оксигенным фотолизом воды бесполезно, так как вода там будет фотодиссоциировать без посторонней помощи :)
Неужели подавляющая часть фотонов каждой звезды сосредоточена в очень узком спектральном диапазоне? (К сожалению на вики (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81) не приведены сами спектры звезд каждого спектрального класса)
Наверное всё-таки горячие голубые звезды дают достаточно фотонов даже в видимом диапазоне, чтобы можно было заниматься фотосинтезом даже с помощью наших земных хлорофиллов и др пигментов?
И наверное спектр падающего на растения света будет определяться не только спектром излучения звезды, а и составом атмосферы планеты?
И
если атмосфера планеты будет как у нас, то и цвета растений вполне могут быть такими же (независимо от спектрального класса звезды)?
Ибо голубая звезда наверное на закате тоже будет красной,
а
тучи из водяных капель не будут пропускать ничего, кроме синего,
а
жесткий УФ не будет пропускаться озоновым слоём
Спектр звезды - больцмановский и зависит от ее температуры,плюс линии от ее газов,минус линии ,поглощенные атмосферой.С инфракрасной звездой - действительно проблемы,но у нее еще и энергия малая, и холодно,поэтому все равно температура скорее всего будет < 0 и жизни не будет по этой причине.
Если не ошибаюсь, распред Больцмана имеет пологий спад в сторону увеличения длины волны (что-то типа этого (http://crydee.sai.msu.ru/ak4/image002-27.jpg)),
так что голубая звезда будет давать фотоны любой более длинной, чем голубая, длины волны?
Цитата: Кир от июня 23, 2010, 03:13:32ЦитироватьИзвиняюсь за глупый вопрос,хлорофилл действительно единственный фотосинтезирующий пигмент на Земле?
Да, единственный. Модификаций и вправду несколько (a, b, c, d), спектры поглощения разные имеют.
Нет, всё-таки не единственный. Есть фотосинтез и на базе родопсинов. Но он менее эффективный - и наверно поэтому его обладатели предпочли не сами синтезировать, а жрать обладателей хлорофилла :)
Я решил подтвердить свои слова вычислениями. (Заодно и сам убедился в их справедливости.)
Но, во-первых, помимо того, что мне кажется справедливым, я написал и глупость, рассуждая про хлорофилл белковой природы :) Но основная мысль остаётся той же. Хлорофилл не обязан быть единственным фотосинтетическим пигментом (бактериородопсин качает только протоны через мембрану, впрочем, наверно, это тоже можно приспособить для фиксации углерода, но жизнь пошла другим путём). Во-вторых, на Земле хлорофилл и другие пигменты поглощаоют (а флюорофоры флюоресцируют, люминофоры излучают) в основном в видимой области спектра (видимой она является потому, что и наши зрительные пигменты поглощают свет в её пределах) из-за того, что, во-первых, там сосредоточено заметная часть всей излучаемой Солнцем энергии, во-вторых, там эта энергия самая "упитанная" (высокая спектральная плотность, то есть, одним пигментом с заданной шириной полосы поглощения можно больше энергии собрать в этой области). То, что голубые звёзды имеют "хвост" в видимой области, не явялется аргументом в пользу пигментов, работающих в этой области, у местной биоты. Ведь Солнце тоже имеет "хвост" в довольно обширной инфракрасной области, но использующий эту часть спектра для получения энергии потерпет эволюционную неудачу, так как будет довольствоваться не только энергией в меньшем количестве (см. спектр), так ещё и худшего качества (энергия этих фотонов ближе к энергии фотонов окружающей тепловой ванны в 300 К). А то, что планковский спектр для абсолютно чёрного тела (АЧТ) для 10000 К полностью покрывает таковой для 6000 К не должно смущать, так как их ещё надо нормировать, скажем, по площадям под кривыми (которые подчиняются закону Стефана-Больцмана). Поясню, температурный режим планеты определяется всей энергией, несомой звёздным излучением, а не только видимой (для кого-либо ни было) частью, ну, за вычетом всяких планетарных особенностей (альбедо, оптическая толщина атмосферы, атмосферные спектральные окна...). Приводимые же графики, скорее, будут отражать ситуацию на планетах, равноудалённых от своих светил, поэтому большая часть из них будет либо закипевшими, либо замёрзшими.
В общем, я решил попытаться визуализировать свои размышления о невзрачности (для человеческого глаза) биот, эволюционирующих под звёздами других спектральных классов. Спектры звёзд я решил моделировать формулой Планка для АЧТ (что, возможно, даёт вклад в некоторую неестественность итоговых звёздных цветов) с температурами:
O - 40000 K
B - 20000 K
A - 8750 K
F - 6750 K
G - 5800 K (Солнце)
K - 4450 K
M - 3000 K
Так же я выбрал четыре попавшихся под руки земных пигмента: хлорофилл a + хлорофилл b, бета каротин, фикоэритрин и фикоцианин. Их спектры поглощения я моделировал наборами гауссианов (а вернее, единица минус гауссиан, поглощение же) со следующими параметрами:
Chlorophyll a+b
Lmax1 = 460 nm
w1 = 30 nm
K1 = 1
Lmax2 = 640 nm
w2 = 25
K2 = 0,5
Lmax3 = 430
w3 = 40
K3 = 0,8
Lmax4 = 660
w4 = 25
K4 = 0,64
Beta Carotene
Lmax = 450 nm
w = 100 nm
K = 1
Phycoerythrin
Lmax1 = 550 nm
w1 = 60 nm
K1 = 1
Lmax2 = 500
w2 = 20
K2 = 0,74
Phycocyanin
Lmax = 610 nm
w = 80 nm
K = 1
Где Lmax - длина волны максимума пика, w - его "полуширина" (ширина на половине высоты), K - относительная высота пика (если их несколько).
Спектры поглощения астропигментов я строил путём модификации земных масштабированием их по оси длин волн обратно пропорционально изменению температуры соответствующего АЧТ относительно "солнечной" в 5800 К (следуя закону смещения Вина). То есть, это, в некотором роде, аналоги земных пигментов, выполняющих примерно те же функции в чужой биоте и имеющие примерно те же цвета для местных жителей.
Далее было проведено интегрирование (грубое) произведений спектра излучения звезды, спектра поглощения пигмента и одной из функций цветового соответствия CIE 1931 XYZ (поочерёдно с x, y и z), чтобы получить цветовые координаты XYZ. Потом они были переведеные в sRGB (калибровка по белой точке D50) - этот этап, видимо, тоже ответственен за некоторую неправдоподобность цветов, например, цвет фикоцианина под Солнцем вообще нормально не выражается в sRGB (пришлось обнулить канал R, в котором было отрицательное небольшое по модулю число). После этого можно было уже нарисовать то, что получилось. Результат смотрите в прикрепленном файле.
Второй файл - это "артистическая" версия в стиле статьи в начале темы.
А не будет у голубых звезд жесткий ультрафиолет сильно поглощаться какими-то газами в атмосфере планет?
Например, если атмосфера кислородная, то О2 и О3 не поглотят ли весь жесткий ультрафиолет?ЦитироватьТо, что голубые звёзды имеют "хвост" в видимой области, не явялется аргументом в пользу пигментов, работающих в этой области, у местной биоты
Ведь Солнце тоже имеет "хвост" в довольно обширной инфракрасной области, но использующий эту часть спектра для получения энергии потерпет эволюционную неудачу, так как будет довольствоваться не только энергией в меньшем количестве (см. спектр), так ещё и худшего качества (энергия этих фотонов ближе к энергии фотонов окружающей тепловой ванны в 300 К
Хвост солнечного спектра инфракрасный, а энергии одного инфракрасного фотона не хватает для реакции (поэтому в этом случае с помощью "хитрой схемы" используется для одной реакции несколько таких низкоэнергетичиских фотонов)
А хвост спектра голубой звезды состоит из более высокоэнегретических фотонов, которые в отличие от ИК-фотонов значительно выгоднее для фотосинтеза
Так что хвост хвосту вроде как рознь
Цитата: Алекс_63 от июня 11, 2010, 22:04:26
Достаточно проанализировать зрение птиц, что бы это понять. ИМХО.
А может быть строение глаз ящериц всё же ближе к строению глаз динозавров чем современных птиц ?
А по поводу цветности - стоит подождать лет 5 и мы получим растения с Марса и с Венеры, если таковые будут всё же найдены. Тогда всё и решиться с цветом внеземных растений хотя бы в масштабах нашей маленькой системки.
Цитата: Alexy от июля 17, 2010, 14:18:30
А не будет у голубых звезд жесткий ультрафиолет сильно поглощаться какими-то газами в атмосфере планет? Например, если атмосфера кислородная, то О2 и О3 не поглотят ли весь жесткий ультрафиолет?
Тогда я вообще сомневаюсь, что оксигенный фотосинтез возникнет на таких планетах - это резко снизит эффективность биоты как тепловой машины. На планетах звёзд, под светом которых кислород образуется сам собой, заниматься оксигенным фотосинтезом невозможно, и там энергия звёзд будет (если будет вообще) использоваться каким-то иным способом.
Цитата: Alexy от июля 17, 2010, 14:18:30Хвост солнечного спектра инфракрасный, а энергии одного инфракрасного фотона не хватает для реакции (поэтому в этом случае с помощью "хитрой схемы" используется для одной реакции несколько таких низкоэнергетичиских фотонов)
А хвост спектра голубой звезды состоит из более высокоэнегретических фотонов, которые в отличие от ИК-фотонов значительно выгоднее для фотосинтеза
Так что хвост хвосту вроде как рознь
Не секрет, земной фотосинтез (с фотолизом воды) уже требует двух фотонов в видимом спектре. Так зачем же астрофитам (в смысле звёздным растениям, а не кактусам) гоняться за дохленьким хвостом спектра, из которого к тому же надо улавливать по два фотона (что снижает КПД), если есть ведро удобоваримых фотонов, годных для прямой реакции без предварительных аккумуляция? Я хочу сказать, что "их" растения будут находится в ситуации даже лучшей, чем наши: нашим хвост не нужен, так как надо использовать трёхфотонную реакцию вместо двухфотонной, а им он (хвост спектра своей звезды) тем более не нужен, так как в максимуме спектра надо будет использовать простую однофотонную вместо двухвотонной в хвосте (если они вообще будут расщеплять воду, см. выше). Но если это Вас не убеждает, попробуйте поразмыслить над тем, почему бактериородопсин (который вообще не завязан на энергию расщепления воды) работает в видимой области спектра, а не в инфракрасном хвосте.
Цитата: Медбрат от июля 17, 2010, 17:49:27
А по поводу цветности - стоит подождать лет 5 и мы получим растения с Марса и с Венеры, если таковые будут всё же найдены.
Во-первых, на Марсе, а тем более на Венере, почти наверняка, растений нет. Во-вторых, ничего это не прояснит, так как они освещаются тем же Солнцем с тем же спектром.
Цитата: olenellus от июля 19, 2010, 18:22:34Не секрет, земной фотосинтез (с фотолизом воды) уже требует двух фотонов в видимом спектре. Так зачем же "астрофитам" гоняться за дохленьким хвостом спектра, из которого к тому же надо улавливать по два фотона (что снижает КПД), если есть ведро удобоваримых фотонов, годных для прямой реакции без предварительных аккумуляция?
А будет ли "ведро удобоваримых фотонов, годных для прямой реакци" пропускать
атмосфера той планеты?
(Как я понимаю, если там будет О2 и О3, то к поверхности той планеты будет доходить УФ такой же "жесткости", как и УФ, доходящий до поверхности Земли)
Значит, либо биосфера застрянет на очень низком равновесном содержании кислорода в атмосфере (это не значит, что продуктивность биосферы должна быть низкой, но весь выделившейся кислород должен утилизироваться внутри биома без заметного насыщения атмосферы), либо изобретёт другой путь потребления солнечной энергии. Иначе она будет рубить сук, на котром сидит.
Цитата: olenellus от июля 19, 2010, 18:22:34На планетах звёзд, под светом которых кислород образуется сам собой, заниматься оксигенным фотосинтезом невозможно, и там энергия звёзд будет (если будет вообще) использоваться каким-то иным способом
"заниматься оксигенным фотосинтезом невозможно" или возможно по идее зависит не от содержания О2, а от содержания СО2?
Другое дело, что при высоком содержания О2 вся органика будет сгорать
Цитата: olenellus от июля 20, 2010, 19:29:47Значит, либо биосфера застрянет на очень низком равновесном содержании кислорода в атмосфере (это не значит, что продуктивность биосферы должна быть низкой, но весь выделившейся кислород должен утилизироваться внутри биома без заметного насыщения атмосферы), либо изобретёт другой путь потребления солнечной энергии. Иначе она будет рубить сук, на котром сидит
Не совсем пойму, как
биосфера в данном случае может подрубить сук, на котром сидит?
Ведь сквозь кислородную атмосферу будет проходить мягкого УФ и видимый свет
Вот сама звезда может подрубить сук под (наземной, а не подводной) биосферой, разложив водяные пары, и повысить содерж О2 до всесжигающего уровня
всё же ультрофиолет солнца даёт ничтожное количество кислорода в атмосферу в сравнении с фотосинтезом, голубая звезда, конечно больше, но тут следует ограничить звёзды по величине примерно до Сириуса - крупнее живут слишком мало. потому не думаю, что они могут дать его заметно много. А вот почему кислорода в атмосфере будет мало мне не ясно - ведь его количество зависит от того, куда сдвинут балланс - в сторону дыхания или фотосинтеза...
Цитата: Alexy от июля 21, 2010, 20:45:05
Ведь сквозь кислородную атмосферу будет проходить мягкого УФ и видимый свет
В принципе, да. Сейчас посмотрел ещё раз спектры. Даже если на F зведзде заглушить весь ультрафиолет, земной хлорофилл будет ловить чуть ли не больше энергии, чем под Солнцем, при нормировании спектра звезды по полной энергии на солнечный спектр (как бы, планета в "обитаемой" зоне). Работать, правда, при этом будет, в основном, коротковолновый пик, но на его промежуток будет приходится большая плотность энергии, чем возле Солнца. Всё же, даже с нашим хлорофиллом там вполне можно работать с той же эффективностью, что и на Земле. При этом, конечно, пигмент, поглащающий возле максимума, будет ещё эффективнее, но Ваши возражения вполне имеют смысл.
Цитата: olenellus от июля 19, 2010, 18:22:34Тогда я вообще сомневаюсь, что оксигенный фотосинтез возникнет на таких планетах - это резко снизит эффективность биоты как тепловой машины. На планетах звёзд, под светом которых кислород образуется сам собой, заниматься оксигенным фотосинтезом невозможно, и там энергия звёзд будет (если будет вообще) использоваться каким-то иным способом.
Это ещё почему? Кислород для растений - это прежде всего - отходы. Растение берёт из окружающей среды оксиды, убирает из них лишний кислород и использует остаток для строительства себя.
И наличие естественного кислорода в атмосфере на ситуацию никак не влияет.
в самом деле - какая продуцентам разница есть там абиогенный кислород или нет? им надо синтезировать органические вещества, то есть по сути восстанавливать углерод, используя энергию звезды, а уж есть там в атмосфере абиогенный килород или нет это уже совсем другой вопрос. Другое дело, что гетеротрофы будут несколько менее зависимы и смогут жить и без авто, но сугубо до поры до времени - потому как чтобы окислять ораганику она должна быть...
Мне кажется что в идеале цвет растений должен быть бурый (черно-красно-зеленый). Например так называемые красные водоросли имеющие 2 цвета, при смешении которых образуется почти черная окраска. Они намного эфективней поглощают свет чем наземные растения произошедшие от зеленых водорослей. Так что зеленый свет это скорей исключение чем норма.
Цитата: Oleg_Dm от июля 23, 2010, 09:50:40
Мне кажется что в идеале цвет растений должен быть бурый (черно-красно-зеленый). Например так называемые красные водоросли имеющие 2 цвета, при смешении которых образуется почти черная окраска. Они намного эфективней поглощают свет чем наземные растения произошедшие от зеленых водорослей. Так что зеленый свет это скорей исключение чем норма.
Почитайте на первой странице топика
Ну почитал, и что, если бы растения произошли от бурых водорослей они были бы черными. Исходные системы поглощения света вообще были родопсины и АДФ, хлорофилл возник намного позже.
Цитата: Oleg_Dm от июля 23, 2010, 09:50:40Например так называемые красные водоросли имеющие 2 цвета, при смешении которых образуется почти черная окраска. Они намного эфективней поглощают свет чем наземные растения произошедшие от зеленых водорослей.
На самом деле двухцветные - менее эффективны. Потому как прилетевший фотон в половине случаев будет попадать на "чужой" поглощающий пигмент.
не думаю что это проблема - если пигменты будут смешанны, то не поглотившейся одним поглотится другим...
Цитата: Дем от июля 23, 2010, 13:34:57
На самом деле двухцветные - менее эффективны. Потому как прилетевший фотон в половине случаев будет попадать на "чужой" поглощающий пигмент.
Я читал что как раз наоборот, многосистемные бактерии гораздо более эффективные поглотители, поскольку могут использовать более широкий спектр и в различных условиях. С этой проблемой например сталкиваются аквариумисты, уничтожить красные водоросли вьетнамку и черную бороду в аквариуме с растениями практически невозможно, т.к. они намного более эффективны чем зеленые растения.
А кстати связь человеческого максимума восприятия с максимумом отражения высших растений вообще неслучайна но сугубо вторична. Как известно наши предки проиграв вначале динозаврам перешли на ночной образ жизни и лишились цветового зрения. Так что цвета мы научились видеть вновь и то не все (например собаки ЧБ зрение) и учившись вновь нужно было отличать спелые плоды от неспелых поэтому максимум восприятия в желтозеленом спектре.
Если бы не уникальные особенности зеленых водорослей давшие им возможность сформировать полуводные а затем и наземные формы мы бы сейчас имели зрение с максимумом в бурых тонах, чтобы отличать чернозеленые от чернокрасных плодов. ;D
Вроде собака отличает желтый от голубого,
а вот обезьяны - ещё и красный
ЦитироватьЯ читал что как раз наоборот, многосистемные бактерии гораздо более эффективные поглотители, поскольку могут использовать более широкий спектр и в различных условиях
Может у них пигменты для разных длоин волн переплыват с места на место - один к свету, другой в тень от первого?
Цитата: Alexy от июля 24, 2010, 21:12:54
Вроде собака отличает желтый от голубого,
а вот обезьяны - ещё и красный
ЦитироватьЯ читал что как раз наоборот, многосистемные бактерии гораздо более эффективные поглотители, поскольку могут использовать более широкий спектр и в различных условиях
Может у них пигменты для разных длоин волн в хлоропласте переплыват с места на место - один к свету, другой в тень от первого?
Очень может быть, тем более, что поскольку хлоропластов у них нет, то и свободы для пигмента больше.
Кстати, я не согласен, что красные водоросли уничтожить сложно. Более того, в нормально функционирующем аквариуме, они даже появиться не должны
Цитата: DNAoidea от июля 24, 2010, 20:17:24
не думаю что это проблема - если пигменты будут смешанны, то не поглотившейся одним поглотится другим...
Представь, что фотон - мячик, а пигмент - кольцо, в которое его бросают. Размер пропорционален длине волны.
Бросить его можно только в одно из колец. Если не пролез - значит потерян зря.
Насколько часто мячик не пролезет в кольцо при одном и двух разных кольцах?
Цитата: Oleg_DmА кстати связь человеческого максимума восприятия с максимумом отражения высших растений вообще неслучайна но сугубо вторична. Как известно наши предки проиграв вначале динозаврам перешли на ночной образ жизни и лишились цветового зрения. Так что цвета мы научились видеть вновь и то не все (например собаки ЧБ зрение) и учившись вновь нужно было отличать спелые плоды от неспелых поэтому максимум восприятия в желтозеленом спектре
Сильно подозреваю, что утратили не до конца. Кроме того, вроде есть находки крупных хищных млеков времён господства динозавров.
Собственно, глянем на окружающий мир - ящерицы проиграли и все мелкие, но есть такой остров Комодо с его мегаваранами... Какой шанс найти такую аномальную территорию при раскопках?
Цитата: Дж. Тайсаев от июля 25, 2010, 10:27:26
Цитата: Alexy от июля 24, 2010, 21:12:54ЦитироватьЯ читал что как раз наоборот, многосистемные бактерии гораздо более эффективные поглотители, поскольку могут использовать более широкий спектр и в различных условиях
Может у них пигменты для разных длоин волн в хлоропласте переплыват с места на место - один к свету, другой в тень от первого?
Очень может быть, тем более, что поскольку хлоропластов у них нет, то и свободы для пигмента больше
Действительно нет хлоропластов, я не обратил внимания, что это бактерии
Кстати, а как бактерии обходятся при фотосинтезе без двойной мембраны хлоропласта?
Помнится она важна для разделения зарядов?
Наверное у бактерий из-за ее отсутствия фотосинтемз менее эффективен?
Или внешняя мембрана хлоропласта не играет никакой роли?
А играент только внутренняя, и ее роль у бактерий выполняет их клеточная мембрана?
Цитата: Дем от июля 25, 2010, 13:18:45
Представь, что фотон - мячик, а пигмент - кольцо, в которое его бросают. Размер пропорционален длине волны.
Бросить его можно только в одно из колец. Если не пролез - значит потерян зря.
Насколько часто мячик не пролезет в кольцо при одном и двух разных кольцах?
ну если кольца лежат не одним слоем а в несколько, то не пролезет весьма редко - ведь фотон просто пройдёт сквозь молекулу если у неё ему нечего активизировать, в отличае от мячика...
Цитироватьну если кольца лежат не одним слоем а в несколько
т.е. фактически балластом.
Кроме того - может не насквозь пойти, а скажем отразиться.
Цитата: Дем от июня 08, 2010, 04:34:44
Статья интересная, но насчёт чёрных растений - ИМХО неверно.
Есть один ключевой момент - растение не может выбирать каким пигментом поглотить конкретный фотон.
Упал на пигмент фотон не той частоты - отразился или на нагрев пошёл.
Так что выгодней иметь конкретный цвет.
Можно иметь несколько слоев, поглощающих излучение своего диапазона. Как цветная фотопленка.
Если у нас нет еще одной планеты с биотой - то возможно взять растения и в лабораторных условиях освещать их светом определенного спектрального состава... Как Шапошников с тлями... Может получиться.
Вообще, что за бардак? Доколе почти половина видимого света будет пропадать напрасно?
Цитата: Дем от июня 08, 2010, 04:34:44растение не может выбирать каким пигментом поглотить конкретный фотон
Упал на пигмент фотон не той частоты - отразился или на нагрев пошёл
А может же ещё наверное быть (упругое) рассеяние?