¿DE QUÉ COLOR SON LAS PLANTAS EXTRATERRESTRES? - 1

Esta entrada surge como consecuencia de una pequeña charla mantenida en clase de Ecología sobre un artículo de Investigación y Ciencia . Me pareció que despertaba la suficiente curiosidad entre algunos de los alumnos como para que mereciera la pena dedicarle un espacio en el blog. El tema requiere de ciertos conocimientos básicos sobre la radiación ( cuantos, ecuación de Planck, espectros de absorción y emisión, etc.), pero me parece que está al alcance de todos los alumnos del grupo en el que se hace este blog. En cualquier caso, para ellos o para cualquier otro visitante, un comentario pidiendo aclaraciones será respondido con mucho gusto por el autor de esta entrada.

Pero ¿se han descubierto ya plantas en otros planetas? Todavía no, pero ya se han encontrado más de 200 planetas extrasolares (orbitando alrededor de otras estrellas) e incluso se ha detectado vapor de agua en uno de ellos. A medida que se refinan los instrumentos de observación, nos vamos acercando al punto en que podremos detectar señales lumínicas de la vida, especialmente de la fotosíntesis, en otros planetas, especialmente a partir del color de su superficie y del espectro de absorción de los gases de su atmósfera.
¿Qué bioseñales de color produciría la fotosíntesis en otro planeta? Para responder a esta pregunta debemos estudiar primero lo que, a este respecto, sucede en la Tierra.
La radiación solar que llega a la Tierra es una mezcla de radiaciones de muy variadas longitudes de onda. De ellas, las plantas terrestres absorben principalmente radiación azul y, sobre todo, radiación roja, de menor energía que la primera. La radiación verde no es absorbida, sino reflejada por las plantas. De ahí que estas sean de color verde.
La luz azul absorbida por los pigmentos –carotenoides y clorofilas – de las plantas, se transfiere de unas moléculas a otras y va perdiendo energía hasta igualarse con la menor energía de los cuantos de luz roja. Entonces llega al “centro de reacción”: unas moléculas pigmentarias que invierten la energía de los cuantos de luz roja (absorbidos directamente o procedentes de los cuantos de luz azul) en escindir moléculas de agua y comenzar la cascada de reacciones que termina con la síntesis de moléculas orgánicas como la glucosa.
Pero, bajo la superficie del mar, la radiación roja, rápidamente absorbida por el agua, es muy escasa. Esto ha llevado, a lo largo de la evolución, a una estratificación de organismos fotosintéticos en función de las mezclas de pigmentos que contienen. A su vez, los pigmentos predominantes a distintas profundidades están en función de la absorción de los distintos cuantos de luz por el agua, la turbidez y las sustancias disueltas.
En la atmósfera, los distintos gases que la componen absorben radiación infrarroja, ultravioleta y roja lejana. Esto hace que en la radiación que llega a la superficie predominen los cuantos de luz visible desde el azul hasta el rojo. La clorofila es la molécula pigmentaria óptima para absorber cuantos de esa gama de radiaciones.
Todo este complejo entramado molecular data de muy atrás en la evolución. Las evidencias más antiguas de microorganismos fotosintéticos se remontan a unos 3400 millones de años atrás. Como entonces no existía capa de ozono (producto mucho más tardío de la fotosíntesis), estos primeros fotosintetizadores debieron vivir en océanos, protegidos por el agua de la radiación ultravioleta. En lugar de agua utilizarían como donante de electrones hidrógeno diatómico, sulfuro de hidrógeno o hierro ferroso.
Hace unos 2700 millones de años apareció probablemente la fotosíntesis oxigénica (la que libera oxígeno, la que hoy hacen plantas y algas) de la mano de cianobacterias . Esto llevó, lentamente, a la progresiva acumulación de oxígeno en la atmósfera y, mucho después a la formación de la mal llamada “capa de ozono” a partir del propio oxígeno atmosférico, y también a la aparición de las algas rojas, pardas y verdes (probablemente en este orden), progresivamente más cerca de la superficie del agua. Hace “sólo” unos 475 millones de años aparecieron las primeras plantas terrestres (musgos y hepáticas) aún dependientes del agua. Para entonces, la superficie de los continentes, protegida de la radiación ultravioleta por una flamante ozonosfera, comenzaba a ser habitable.