Biologie

Warum sind Blätter grün?

Wenn Sie sich schon immer gefragt haben, warum die Stängel und Blätter von Pflanzen grün sind oder welches Pigment den Pflanzen ihre grüne Farbe verleiht, lesen Sie weiter, denn wir werden alles von der Entstehung grüner Pflanzen bis hin zu den Gründen, warum Pflanzen grün sind, und den Variationen, die die Farbe zu verschiedenen Zeiten des Jahres erfährt, behandeln.

Der Ursprung der grünen Pflanzen

Die Landpflanzen entwickelten sich zunächst aus pflanzlichen Lebewesen, die unter Wasser entstanden und sich weiterentwickelten. Photosynthetische Wasserbakterien und -algen gibt es in verschiedenen Farben, darunter grün, gelb, rot und braun. Wie kommt es also dazu, dass die Blätter von Landpflanzen grün sind? Die am weitesten verbreitete Meinung ist, dass die Pflanzenarten ihre Photosynthesesysteme entwickelt haben, um Photonen des Lichts zu sammeln, da dieses an Land reichlich vorhanden ist.

Allerdings war die Lichtintensität auf der Erde nicht immer gleich, d. h. die Anzahl der auf die Erde auftreffenden Photonen hat sich im Laufe der Geschichte verändert (zu Beginn der Erdgeschichte nahm die Leuchtkraft dramatisch zu).

Darüber hinaus variiert die Filterung des Lichts durch die Atmosphäre, bevor es die Erdoberfläche erreicht, je nach ihrer chemischen Zusammensetzung, vor allem aufgrund von Ozon und Sauerstoff (zwei Komponenten, die in der ursprünglichen Atmosphäre nicht vorhanden waren). Schließlich müssen wir die Auswirkungen der Wasserfilterung auf das Licht, das verschiedene Tiefen erreicht, untersuchen.

Warum Pflanzen eine grüne Farbe haben

Das Sonnenlicht, das die Erde erreicht, hat einen hohen Anteil an roten Photonen und einen niedrigen Anteil an blauen Photonen, die die höchste Energie im Spektrum haben. Grüne Lichtphotonen befinden sich in einer energetischen Zwischenposition. Diese Photonen sind im Sonnenlicht ebenfalls Mangelware.

Die meisten Pflanzen haben Chloroplasten, die das Chlorophyllmolekül enthalten, das für das Einfangen der Lichtphotonen für die Photosynthese verantwortlich ist und den Pflanzen ihre grüne Farbe verleiht. Diese Pigmente absorbieren das am häufigsten vorkommende Licht des Sonnenspektrums, Rot, und das energiereichste Blau, während sie grünes Licht reflektieren. Aus diesem Grund erscheinen uns Pflanzenstängel und Blätter grün.

Neben Chlorophyll gibt es noch andere Farbstoffe. Chlorophyllpigmente funktionieren ähnlich wie Antennen, die so angebracht sind, dass sie Photonen des Sonnenlichts auffangen. So verfügen beispielsweise photosynthetische Organismen, die unter Wasser leben, über Pigmente, die es ihnen ermöglichen, Photonen des Sonnenspektrums, die unter Wasser zahlreicher sind, besser zu erkennen.

Da sich die aus dem Wasser aufgetauchten Pflanzen an das reichhaltigere Lichtspektrum der Erdoberfläche angepasst haben, könnte man argumentieren, dass die grüne Farbe der Landpflanzen die Folge eines evolutionären Prozesses ist.

Würden die Pflanzenblätter grün werden, wenn die Erde einen hellen Körper mit anderen Eigenschaften als die Erde umkreisen würde? Nein, das würden sie nicht. In diesen Fällen gäbe es blaue oder schwarze Pflanzen, je nachdem, ob der Planet einen hellen Körper vom Typ F (der die Pflanzen blau färbt) oder einen roten Zwerg (der Pflanzen begünstigt, die alle Arten von Photonen einfangen können, d.h. es wären schwarze Pflanzen) umkreist.

Warum ändern die Pflanzen ihre Farbe?

Pflanzenblätter sind grün, weil das Lichtspektrum vom Chlorophyll absorbiert und reflektiert wird. Andererseits sind warme Temperaturen und Sonnenschein erforderlich, damit die Chlorophyllproduktion fortgesetzt werden kann; andernfalls wird die Bildung nach und nach eingestellt.

Der Frühling und der Sommer sind durch warme Temperaturen und reichlich Sonnenschein gekennzeichnet. Wenn die Tage kürzer und die Nächte länger werden (wie es im Herbst und Winter der Fall ist), verlangsamt sich die Chlorophyllproduktion, bis kein Chlorophyll mehr gebildet wird. Schließlich geht dem Blatt das Chlorophyll aus.

Infolgedessen verblasst die grüne Farbe allmählich. Die anderen Pigmente werden dann deutlicher sichtbar, und die Blätter werden gelb, orange, braun, ocker oder rot.

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