¿Por qué los pigmentos azules son mucho más raros en las plantas que otros pigmentos como el rojo o el amarillo?

Bueno, echemos un vistazo! Dado que esta pregunta pregunta por qué los pigmentos azules son más raros en las plantas , no solo en las flores, voy a considerar todas las partes de toda la planta y no solo las flores, aunque las flores son generalmente la “parte colorida” de la planta que aviso (y por una buena razón!).

Flores primero! Las partes de colores brillantes de la flor son generalmente los pétalos, también conocidos como la corola . En algunos casos, la flor también puede tener un sépalo de color brillante o cáliz . Aquí hay una imagen que representa la anatomía de una flor idealizada en caso de que esté confundido:

Los pétalos funcionan como plataformas de aterrizaje para los insectos que vienen a recoger el néctar y ayudan a polinizar las flores. Son de colores brillantes para atraer a estos insectos polinizadores, que tienen visión del color y, en muchos casos, son esenciales para la supervivencia de la planta. Como probablemente cualquier entusiasta de las flores sabe, no hay escasez de flores azules en comparación con las rojas o amarillas. Las flores pueden ser moradas, azules, rojas, naranjas, amarillas, blancas, rosadas, incluso negras, ¡y casi cualquier otro color intermedio! Diferentes insectos se sienten atraídos por diferentes colores y olores. De hecho, algunas flores, como los dientes de león, pueden aparecer de cierto color (por ejemplo, amarillo) bajo la luz solar, pero a las abejas, que tienen visión ultravioleta, les parece azul. Las abejas en realidad se sienten más atraídas por las flores que son de un azul ultravioleta. Este enlace proporciona algunos buenos ejemplos de qué color de flores atraen a ciertos polinizadores:
Hoja informativa 23, Polinizadores y sus flores preferidas en Arizona

En cuanto a las raíces y la corteza (en plantas leñosas), las funciones principales de estas son la absorción y protección de minerales / nutrientes / agua respectivamente, por lo que no se obtiene ningún beneficio al tener una pigmentación especial.

Ahora para la parte más interesante: los órganos fotosintéticos de la planta, tallos y hojas. Aquí en la Tierra, cuando imaginamos una planta en nuestras mentes, generalmente pensamos en el color verde. Esto se debe a que para realizar la fotosíntesis, los tallos y las hojas de la mayoría de las plantas aquí contienen el pigmento verde conocido como clorofila . Algunas plantas también tienen pigmentos rojos o naranjas llamados carotenoides . ¿Por qué estos colores específicos? Para responder a esa pregunta, debemos echar un vistazo a las propiedades de la luz.

La luz, o luz visible, ocupa solo una pequeña porción en la escala de radiación electromagnética:
Entonces sí, la luz es una forma de radiación, y es una onda.
Sin embargo, la luz tiene una propiedad inusual llamada dualidad onda-partícula . Esto significa que la luz no solo se comporta como una onda, sino que también puede comportarse como una partícula o materia. ¿Difícil de entender? Dibuja una línea ondulada en una hoja de papel; Eso es una ola. Ahora debajo de ella, dibuja la misma línea ondulada, pero hecha de pequeños puntos, como una línea punteada / discontinua, en lugar de una gran línea lisa conectada. Cada uno de esos puntos es una pequeña partícula de luz, un pequeño paquete de energía llamado fotón .
Como probablemente puede ver en el diagrama anterior, los fotones de longitud de onda más larga, como los que están hacia el extremo rojo , son de menor energía, mientras que aquellos con longitudes de onda más cortas, como los fotones azules , tienen mucha más energía.
Cuando miramos un objeto, en realidad vemos los colores que refleja , es decir, no absorbe. Como es posible que haya escuchado antes, la luz solar es luz blanca , que es una combinación de todos los colores (pintar con luz de color es muy diferente de pintar con pinturas de materia normal). Cuando esta luz combinada de luz solar blanca golpea, por ejemplo, una manzana, la manzana absorbe todos los colores: naranja, amarillo, verde, azul, púrpura, lo que sea, y todo lo demás, excepto el rojo. Como no absorbe la luz roja, refleja la luz roja, por lo que la manzana nos parece roja.

Entonces, ¿cómo aplicamos esto en las partes fotosintéticas de las plantas? Bueno, como algunos de nosotros aprendimos antes, la fotosíntesis en su nivel más básico implica tomar agua y dióxido de carbono y usar energía de la luz para convertirla en azúcar y oxígeno. La fotosíntesis no depende de la energía lumínica total; más bien, depende del nivel de energía de cada fotón individual y cuántos de cada tipo de fotón están disponibles.
En el entorno de una estrella Tipo G (nuestro Sol), la energía de la luz por fotón alcanza su punto máximo en el rango azul-verde, pero los fotones rojos son los más abundantes. Por lo tanto, al usar pigmentos verdes como la clorofila, las plantas de la Tierra eligen absorber los fotones rojos por su cantidad y los fotones azules por su calidad, y deshacerse y reflejar los fotones verdes (que se encuentran en el medio, justo en el medio de la superficie). espectro) que no tienen ni la mejor cantidad ni la mejor calidad.
Dicho esto, sin embargo, las plantas en un entorno Tipo G sí usan una mezcla de pigmentos carotenoides (rojo / naranja) además de los dos pigmentos principales clorofila a (verde más oscuro) y clorofila b (verde amarillento). Como habrás adivinado, los carotenoides reflejan la luz roja / naranja y alcanzan su punto máximo al absorber la luz azul / verde, por lo que no toda la luz verde no se usa por completo.

¿Qué pasa con las plantas en otros planetas? Si tuviéramos que encontrar plantas exóticas que crecen en otros planetas, ¿de qué color serían? Esto depende en gran medida del tipo de estrella que orbita nuestro planeta hipotético.
Una estrella tipo M madura (enana roja), por ejemplo, emite una luz estelar muy débil y es bastante tenue, por lo que las plantas que viven en un planeta que orbita un tipo M maduro necesitarían ser muy oportunistas y absorber toda la luz posible que pudieran obtener. Estas plantas no podrían darse el lujo de ser quisquillosas o quisquillosas con sus fotones; probablemente absorberían cualquier color disponible, por lo que nos parecerían negros .
Las estrellas jóvenes de tipo M , por otro lado, aunque también son bastante tenues y débiles en comparación con los otros tipos de estrellas, fríen las superficies de los planetas en órbita con rayos UV (ultravioleta) . Por lo tanto, cualquier planta en un planeta cerca de una joven estrella Tipo M tendría que vivir bajo el agua para protegerse de la radiación UV. Dado que el agua misma absorbe los fotones rojos y transmite los fotones azules, las plantas en un ambiente de estrella joven Tipo M probablemente serían marrones , lo que aún le permite absorber la mayor parte de la luz disponible mientras está bajo el agua.
La luz emitida por las estrellas Tipo F es intensamente azul, por lo que las plantas que viven en planetas en órbita tendrían que lidiar con esta inundación de fotones azules altamente energéticos al ser azules para reflejar la mayor parte de esta luz y evitar quemarse.

Dado que las estrellas Tipo F son poco comunes en comparación con las estrellas Tipo G e incluso más raras en comparación con las estrellas Tipo M, la respuesta a esta pregunta en términos de los componentes fotosintéticos de las plantas es: porque los fotones azules transportan tanta energía (“alta calidad”), la mayoría de las plantas se adaptarían para absorberlas y usarlas en lugar de reflejarlas a menos que vivieran en un área donde tuvieran que protegerse contra la radiación potente. Cualquier cosa en el espectro debajo del verde, incluidos el rojo y el amarillo, es menos probable que sea absorbida y más probable que se refleje porque tienen menos energía. Sin embargo, en algunos casos, el rojo se absorbe porque es simplemente más abundante.

Aquí está el enlace al artículo sobre colores de plantas en otros planetas a los que hice referencia:
Página en ebscohost.com

Pero como vimos anteriormente, ¡obviamente hay muchas flores rojas, amarillas y azules aquí en nuestro propio planeta!

Los colores de las flores de rojo , rosa, azul y morado provienen principalmente de los pigmentos llamados antocianinas, que pertenecen a la clase de productos químicos llamados flavonoides. Otros pigmentos son los carotenoides, que se encuentran en los tomates y las zanahorias, que proporcionan amarillo, rojo y naranja en los plástidos.

Aquí hay una suposición. No lo sé, pero tal vez esta es una parte de por qué:

Las flores se “usan” para que las plantas esparzan su polen. Correcto. Y, por ejemplo, las abejas esparcen polen de flor en flor. ¿Es posible que muchos insectos puedan ver más fácilmente flores amarillas y rojas / rosadas brillantes? ¿Azul y verde pueden ser un poco similares?