El Sofista

El color de las plantas en otros mundos (4ta. parte)

Continuación del artículo de Nancy Y. Kiang publicado en la revista Scientific American del 7 de abril de 2008, cuya primera parte traduje aquí.


El negro es el nuevo verde

Sin importar la situación específica, los pigmentos fotosintéticos aún deben satisfacer las mismas reglas que en la Tierra: los pigmentos tienden a absorber los fotones o bien más abundantes, de las longitudes de onda más corta disponibles (más energéticos), o bien los de longitudes de onda más larga disponibles (absorbidos en el centro de reacciones). La resolución del problema de cómo el tipo de estrella determina el color de la planta, llevó a que los investigadores de diversas disciplinas armaran todas las piezas estelares, planetarias y biológicas.

Martin Cohen, un especialista en astronomía estelar de la University of California, Berkeley, reunió datos de una estrella F (sigma Bootis), una estrella K (epsilon Eridani), una estrella M eruptiva (AD Leo) y una estrella M hipotéticamente inactiva con una temperatura de 3.100 kelvins. Antígona Segura, una astrónoma de la Universidad Autónoma de México, efectuó simulaciones por computadora de planetas similares a la Tierra en la zona habitable de estas estrellas. Empleando modelos desarrollados por Alexander Pavlov, ahora en la University of Arizona, y James Kasting de la Pennsylvania State University, Segura estudió la interacción entre la radiación estelar y los probables constituyentes de la atmósfera (asumiendo que los volcanes en estos mundos emiten los mismos gases que en la Tierra) para deducir la química de las atmósferas planetarias, tanto para cantidades insignificantes de oxígeno como para niveles de oxígeno similares a la Tierra.

Giovanna Tinetti, una física del University College London, calculó con los resultados de Segura el filtrado de la radiación según un modelo desarrollado por David Crisp del Laboratorio de Propulsión a Chorro, California (JPL). (Este es uno de los modelos considerados para calcular la cantidad de luz que llega a los paneles solares de los robots exploradores o rovers de Marte.) La interpretación de estos cálculos necesitó del conocimiento combinado de cinco especialistas: la bióloga microbiana Janet Siefert de la Rice University, los bioquímicos Robert Blankenship de la Washington University en St. Louis y Goindjee de la University of Illinois en Urbana-Champaign, la científica planetaria Victoria Meadows de la University of Washington y de la autora de este artículo, una biometeorologista del Goddard Institute for Space Studies, de la NASA.

Encontramos que los fotones que llegan a la superficie de los planetas alrededor de estrellas F tienden a ser azules, con una mayor abundancia en los 451 nm. Alrededor de estrellas K, el pico es en el rojo en los 667 nm, casi lo mismo que en la Tierra. El ozono cumple un rol importante, ya que hace a la luz de la estrella F más azul de lo que de otra manera sería y a la luz de la estrella K más roja. La radiación útil para la fotosíntesis estaría en el rango visible, como en la Tierra.

De esta manera, las plantas en los planetas alrededor de las estrellas F y K podrían tener colores casi como los de la Tierra pero sin variaciones tenues. Para las estrellas F, el flujo de fotones azules energéticos es tan intenso que las plantas podrían tener la necesidad de reflejarlos por medio de un pigmento de pantalla similar a la antocianina, dándoles un tinte azul. Alternativamente, las plantas podrían tener la necesidad de recolectar sólo el azul y descartar el verde de menor calidad por medio de luz roja. Eso produciría un borde azul característico en el espectro de la luz reflejada, que resaltaría en la observación telescópica.

El rango de las temperaturas de las estrellas M posibilita una variación muy amplia en el color de las plantas extraterrestres. Un planeta alrededor de una estrella M inactiva recibiría cerca de la mitad de la energía que la Tierra recibe de nuestro sol. Aunque esa cantidad es abundante para la recolección de los seres vivos —cerca de 60 veces más del mínimo que las plantas terráqueas adaptadas a la sombra necesitan— la mayoría de los fotones son del infrarrojo cercano. La evolución podría favorecer una variedad mayor de pigmentos fotosintéticos a fin de seleccionar el rango completo de la luz visible e infrarroja. Al reflejar poca luz, las plantas podrían parecer negras a nuestros ojos.


Un pálido punto púrpura

La experiencia de la vida en la Tierra indica que los primeros fotosintetizadores oceánicos en planetas alrededor de estrellas F, G y K podrían sobrevivir la atmósfera inicial carente de oxígeno y desarrollar la fotosíntesis oxigénica que conduciría en última instancia a las plantas terrestres. Para las estrellas M, la situación es más difícil.

Volver a la tercer parte o continuar a la quinta y última parte.

escrito por el sofista @ sábado, abril 26, 2008