我們生活的地球是一個綠色星球，在它上面生長的植物多以綠色為主。很多人在科幻電影中都見過五顏六色的外星植物，但是真實的外星植物誰也沒見過。也許你會想，如果有一天宇航員能在其他星球上發(fā)現(xiàn)植物，它們又會是什么顏色呢?科學家經(jīng)過研究認為，其他星球上的植物可能比地球上的植物擁有更為繽紛的顏色，比如紅色、橙色和黃色，甚至可能是七色彩虹中的任何一種，不過，藍色除外。這是因為在很大程度上，恒星的質量、溫度決定著行星表面的環(huán)境狀態(tài)，而環(huán)境狀態(tài)又決定了生命能否出現(xiàn)、以什么樣的形式出現(xiàn)。外星植物如果存在，它們的顏色將取決于本星系的“太陽”光線的光質(光譜成分)。

為什么地球上的植物絕大多數(shù)都是綠色的?

地球上的太陽光包括紅橙黃綠青藍紫七種可見光光譜，與彩虹顏色相同，也稱七色彩虹光譜。綠色是地球植物最普遍的顏色，這與植物進行光合作用時葉片對太陽光的吸收有關。一般而言，物體呈現(xiàn)出不同顏色和該物體對光的吸收光譜相關。當某種物質吸收七色彩虹光譜中一種或幾種光，而反射或透射出其余光時，該物質就呈現(xiàn)出其余光所組合成的顏色。就植物來說，葉片對太陽光的吸收主要通過葉綠體的色素進行。植物進行光合作用的“工廠”是葉子中的葉綠體。葉綠體中最主要的色素是綠色的葉綠素，此外還有橙黃色的胡蘿卜素和黃色的葉黃素。它們能分別吸收不同光譜的光進行光合作用。胡蘿卜素和葉黃素主要吸收它的補光，即藍光和藍綠光；葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，基本不吸收綠光，所以植物葉片通常為綠色。在自然界中，絕大多數(shù)植物葉子含葉綠素最多，所以在我們的眼睛看來，植物的葉子一般都是呈現(xiàn)綠色的。

光合作用最理想的顏色是黑色

從理想的情況來說，葉子顏色應該是黑色的，因為這樣它就可以吸收所有顏色的光，才便于更大限度地用這些光進行光合作用，來更多地制造自己的食物。然而，大自然為什么“選擇”了綠色呢!

這就要從遠古談起了。地球上最初的植物是生活在海洋里的，在光合作用過程中起作用的是一種原始細菌。因為能夠透進海洋里的光是很少的，所以，這種植物要進行光合作用，必須能吸收所有顏色的光才夠制造自己的食物。所以，這種植物就呈現(xiàn)很暗的顏色，可以聯(lián)想到我們現(xiàn)在吃的海帶的顏色。比如，生活在深水中的紅藻含有一種叫藻紅蛋白的東西，它就可以吸收很多種顏色的光，所以它的葉子就幾乎是黑色的，這對在深水中進行光合作用是最理想的。后來，地殼運動使海洋變成了陸地，這些植物必須適應這種環(huán)境變化。現(xiàn)在，它們生活在有充分光線的地方，再像原來那樣，吸收所有顏色的光就容易被這么多的光線灼傷了。所以，絕大部分的陸生植物，由于光線充足，綠光完全沒被吸收利用，而是都被反射出去了。我們眼睛接受到這種光線，所以看到的植物是呈現(xiàn)綠色的。

外量檀物為什么不可能是藍色?

地球外的植物也是綠色的嗎?我們已經(jīng)知道，生活在地球上的植物大部分都是綠色，這是因為植物在進行光合作用時，吸收得最少的太陽光就是綠色光。而其他恒星發(fā)出的光的光譜可能與太陽不同，因此在其他行星上生長的植物，在進化過程中選擇吸收和反射的光也可能不同。通過進化，外星植物會吸收光線中某一種或幾種顏色。如果外星球上的植物葉片對紅色光線的吸收最弱，那么這個外星的森林和草地非?？赡苁羌t色?？茖W家認為，彩虹光譜中的所有顏色都有可能成為外星植物的顏色，但是他們認為植物不可能是藍色。外星植物不可能是藍色，因為藍色蘊含的光能比較高。植物對光線的吸收效率取決于光線蘊含能量的強弱，藍光能量較高，對植物的光合作用有利，因此更容易被葉片吸收。這種直接的“顏色辨別法”等于為宇航員在太空航行中尋找生物提供了“第一準則”。通過分析其他星球的光譜得出的研究結果，宇航員在尋找外星植物時就會知道應該以什么樣的顏色為目標。

尋找另一種“葉綠素”

葉綠素是地球植物獨有的標記，是衛(wèi)星能觀測到植物和海洋浮游生物的原因。要找到外星植物，科學家首先要做的，就是在其他行星上找到另一種“葉綠素”。

在太陽系之外，天文學家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)近300顆系外行星，雖然我們不能斷定這些行星上是否存在生命，但這只是一個由時間來解釋的問題。目前，世界各國的宇航局正在研制能夠探測可孕育生命的類地行星的望遠鏡，其觀測方法是基于行星的光譜范圍。為了尋找另一恒星體系中一顆行星上的光合作用色素，天文學家必須做好準備分析這顆行星在進化歷程中的任何階段。

外星球植物的顏色不僅取決于光合作用色素，該星球表面上的光譜還主要依賴于行星類型。天文學家目前基于恒星的顏色、溫度、質量大小和壽命進行分類，僅確定幾種類型的恒星能夠進化復雜的生命體。從最熱至最冷的恒星，現(xiàn)分類為F，G，K和M恒星，我們的太陽屬于G恒星；F恒星是更大、更燃燒明亮的恒星，還有數(shù)十億年才能燃燒耗盡；K和M恒星質量更小、更昏暗、顏色更紅和壽命更長。M恒星包括銀河系內較為常見的紅矮星。

計算機模擬結果顯示，對于F恒星體系中的行星，大量的藍色光量子參與植物的光合作用，使植物具有花青色素；M恒星體系的溫度等級使植物顏色具有較大的變化范圍，該恒星體系行星上有大量近紅外光量子，進而植物可從可見光和紅外線光之間選擇演化成較多類型的光合作用色素，由于該行星很少有光線反射，因此表面的植物在人類肉眼觀察下呈現(xiàn)黑色。此外，由于一些年輕M恒星表面存在超紫外線耀斑，任何植物都將在水棲環(huán)境下生存。對于G恒星，我們的太陽就屬于G恒星，因此該恒星體系中的植物光合作用生成的葉綠素優(yōu)先吸收紅色和藍色光，植物普遍呈現(xiàn)出綠色；對于K恒星體系上的植物則呈現(xiàn)出淡紅色，其表面上生存的植物光合作用主要來自可見光范圍，就如同地球一樣。(文章代碼：100918)