黑色的植物,真的存在在地球上!

今天看到PanSci網站有篇文章提到:如果真有星球兩個太陽,那個星球上面的植物可能是黑的。我仔細看了一下文章,其實裡面提到的黑色的植物應該不是存在於有「兩個太陽」的行星上,而是在以紅矮星為太陽的行星上。

不過,由於我本身是多肉植物的愛好者,仙肉迷們應該都知道多肉植物的型態多變,顏色也變化很大,但有趣的是,有一屬的多肉(Sinocrassula)大多是深色的,而且其中被稱為四馬路/泗馬露(Sinocrassula yunnanensis)的這種多肉,竟然真的是黑的。

Sinocrassula yunnanensis

究竟這種黑色的植物跟光合作用的適應有沒有關係呢?說真的我也不知道,不過Sinocrassula的原產地在中國雲南及緬甸北部,而且是位於海拔2500-2700m左右的高山上喔!高山上應該輻射是比較強,是否為了怕曬傷所以演化出黑色(或深色)的外觀?老葉是有點想要研究看看,不過四馬路實在有點貴,在多肉界算是比較高價位的植物(上面那株是種在兩吋盆裡,要價300大洋),要對它動刀真的有些捨不得,可能等繁殖的多一些再來考慮吧!

除了Sinocrassula以外,還有另外一屬Lenophyllum好像也都是深色的,不過這屬的植物原產於德州以及墨西哥東北部,這些地方是否紫外線也特別強?另外是原產於雲南、緬甸或德州、墨西哥東北部的植物,應該也有不少不是深色的,所以究竟演化出黑色/深色的外表,是否與保護自己免於曬傷有沒有關係?

Lenophyllum reflexum 深蓮

我可以認同如果要吸收所有的波長的光,植物會變成黑色的;不過在有兩個太陽的情況下,為免於曬傷發展出深色的外觀這點,我想大概還需要去研究、研究。

如果純粹以生物化學的角度上來看,在地球上要長出「黑色」的植物並非不可能,但是可能會有兩種情況:

第一種是他可以利用所有的光能,第二種是他可以利用部分的光能,其他部分則是吸收以後以熱能的形式發散掉了。

我們先來看這個從Lehninger生物化學借過來的圖。

從上面這個圖可以看到,存在在高等植物裡面的色素如葉綠素a、b(chlorophyll a, chlorophyll b),以及β-胡蘿蔔素(β-carotene)還有葉黃素(lutein, xanthophyll)加起來,大約涵蓋了以紅光(620-680nm)以及藍光(380-490),對於綠光與黃光吸收得很少,所以高等植物看起來都是綠色的。

不過這並不代表陽光裡面的黃光與綠光在地球上就是完全沒有被利用到;上圖除了葉綠素a、b、β-胡蘿蔔素以及葉黃素以外,還有藻紅素(phycoerythrin)以及藻藍素(phycocyanin)兩種色素;這兩種色素吸收的範圍「恰巧」是黃光與綠光。由於他們不吸收紅光與藍光,所以看起來不是紅的就是藍的,紅色的就是藻紅素,藍色的就是藻藍素。

這兩種色素怎麼來的呢?原來他們存在於藍綠菌(cyanobacteria)中,而藍綠菌生存在水池裡,通常他們生存的環境中一定還有高等植物,如果大家都吸收同一波長,競爭的結果藻類當然爭不過種子植物,所以就要演化出可以吸收其他波長光波的色素。

當然也有可能是先演化出藻紅素與藻藍素,後來的陸生植物為了跟藻類競爭所以選擇吸收黃、綠光波以外的光;不過,從不論是高等植物或藻類裡面的光系統(photosystem, 植物用來捕捉光能的構造)反應中心(reaction center)的色素也還是葉綠素a這點來看,可能是藻類因不敵與陸生植物競爭,另行演化出不吸收紅光、藍光的色素這個可能性較高。當然我非藻類專家,僅就書本上的證據來說話,如果有藻類專家願意給我一些指正,當然是再好也不過了。

所以,回到黑色植物的問題;如果有植物能夠具備所有上圖的色素,當然他有可能看起來是黑的;當然以書上的證據來看,既然不論是高等植物或是藻類都用葉綠素a作為光系統反映應中心的色素,這樣的可能性發生在地球上也並非全無希望的事。

不過,我們的Sinocrassula與Lenophyllum是否為這類的植物,或是為了防輻射而產生大量的其他色素(β-胡蘿蔔素、葉黃素、花青素等)而使植物本身呈現黑色/深色的外觀,這就不是我目前所能瞭解的囉!目前對於Sinocrassula的瞭解就是,因為它進行CAM代謝(景天科都是),所以他長得很慢,而它喜歡強光,但是光線轉弱時也不會死亡,只是生長會變慢而已。或許這會是值得我們去研究的植物(如果可以長快一點的話啊啊啊啊…)?

本文來自Miscellaneous999[2011-05-27]

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