In meiner Serie über die runde (nicht flache) Erde habe ich davon erzählt, warum der Himmel blau ist und was das mit der Form der Erde zu tun hat. Die Frage nach der Farbe des Himmels gehört zu den Klassikern der naturwissenschaftlichen Fragen. Und wenn man sich schon fragt, warum der Himmel blau ist, kann man auch gleich fragen, warum die Pflanzen grün und die Sonne gelb ist.

Im Grünstern in Wien kann man zwar nett Bier trinken - astronomisch gut heißen kann ich das aber trotzdem nicht!

Im Grünstern in Wien kann man zwar nett Bier trinken – astronomisch gut heißen kann ich das aber trotzdem nicht!

Die Antwort auf die zweite Frage ist simple: Die Sonne ist nicht gelb, sondern leuchtet weiß. Ihr Licht wird allerdings durch die Atmosphäre der Erde verändert so dass sie tatsächlich gelblich/orange bzw. sogar tiefrot erscheinen kann. Man könnte die Sonne auch einen “grünen Stern” nennen. Denn das Maximum ihrer Strahlung gibt sie tatsächlich im grünen Bereich des Lichts ab. Da grünes Licht im sichtbaren Lichtspektrum aber genau in der Mitte zwischen rot und blau liegt und die Sonne auch in diesem Bereich Licht abgibt, sehen wir eben eine Mischung aus allen Farben und die ist weiß (ich habe das hier ausführlich erklärt). Sterne können weiß leuchten, oder rot oder blau – aber niemals grün.

Aber warum sind denn nun Pflanzen grün? Irgendwas muss das auch mit dem Licht der Sonne zu tun haben. Aber was genau? Man könnte auf die Idee kommen (und hört das auch oft), dass die Pflanzen deswegen grün sind, weil eben die Sonne das meiste Licht im grünen Bereich abgibt. Pflanzen brauchen Licht für die Fotosynthese und warum sollen sie nicht den Teil des Lichts nehmen, wo sie am meisten Energie abkriegen? Wenn das allerdings so wäre, dann wären die Pflanzen alles andere als grün. Wir sehen sie ja nur deswegen als grün, weil Pflanzen den grünen Anteil des Lichts reflektieren! Pflanzen verwenden also rotes und blaues Licht, das grüne aber gerade nicht (bzw. nur sehr wenig).

Daraus folgt sofort die nächste Frage: Warum reflektieren Pflanzen grünes Licht? Warum nehmen sie nicht das gesamte Licht, das da ist – und würden uns dann schwarz erscheinen? Oder warum reflektieren sie nicht das blaue oder das rote Licht? Das ist eine sehr gute Frage und interessanterweise ist es eine Frage, auf die es noch keine endgültige Antwort gibt. Es kann gut sein, dass es schlicht und einfach nur Zufall ist und die Evolution Pflanzen einer anderen Farbe hervorgebracht hätte, wenn sie anders abgelaufen wäre (vielleicht war das früher sogar der Fall).

Natürlich ist man nicht völlig ahnungslos; ein paar Ideen hat man schon, warum Pflanzen grünes Licht reflektieren. Die kann man sich in diesem Video von der Physikerin Dianna Cowern erklären lassen:

Kommentare (15)

  1. #1 Captain E.
    26. Juli 2018

    Der eine oder andere wird sich an einen Fantasyzyklus erinnern, der zum größten Teil auf einem Planeten spielt, der in einem Doppelsternsystem um einen Roten Riesen und einen kleineren Begleiter kreist. Dieser kleinere Begleitstern wird vom Autoren als “grün” beschrieben.

    Abgesehen von der Unwahrscheinlichkeit, dass es auf einem Planeten in einem Doppelsternsystem Leben geben könnte (laut Zykluslegende dürften viele Lebensformen von Superwesen dort angesiedelt oder sogar genetisch entwickelt worden sein!), stellt sich nun die Frage:

    Gibt es Bedingungen, unter denen so ein Fall eintreten könnte? Also etwa unter Berücksichtigung des Lichts des Roten Riesens oder der möglichen Existenz irgendwelcher exotischeren Komponenten der Lufthülle?

  2. #2 Fluffy
    плоскaя земля
    26. Juli 2018

    Du darfst eben keinen Physiker nach der Photosynthese fragen. Im Video war kurz die Absorbtionskurve von Chlorophyll zu sehen, mit dem Minimum im Grünen. Auf Grund von elektromagnetischen Resonanzen werden vorzugsweise blaues und rotes Licht für die Energiegewinnung benutzt, absorbiert.
    Unser Auge verfügt nur über drei Farbrezeptoren, Rot, Grün, Blau, von denen auch noch der Grüne der empfindlichste ist. So entsteht im Prinzip der grüne Farbeindruck.
    Übrigens reflektieren die Pflanzen über das komplette sichtbare Spektrum mit einem Anstieg zum Roten hin. Es sind die Zellwände die das Licht reflektieren. Deshalb werden Pflanzen, wenn das Chlorophyll verschwindet, z.B. durch Reifung, Wasserstress, Abbau usw, erst gelb, dann braun (= dunkelgelb) und rötlich.
    Es bleiben also keine Fragen offen.

  3. #3 Peter Paul
    26. Juli 2018

    Da hast du uns mal wieder auf einen wunderschönen Film aufmerksam gemacht. Danke!!!
    Aber auf dem Kanal gibt es noch mehr wunderbare Filme. Soll ich euch wirklich auf noch einen von denen aufmerksam machen, der nix mit Astronomie zu tun hat? Jaaah, der ist einfach zu cool:
    https://www.youtube.com/watch?v=pnbJEg9r1o8.
    Enjoy!!!!!

  4. #4 Zhar
    26. Juli 2018

    @ Fluffy
    “Es bleiben also keine Fragen offen”
    öhm, doch, denn was du dort schreibst ist doch auch so im video, betreffend der grünen Pflanzenfarbe.
    Unser Sehempfinden ist da zwar kein Thema, weil kein Thema, aber einen wichtigen Einfluss wirds wohl nicht haben, denn wenn unsere Sehempfindlichkeit so sehr in unser Farbempfinden Einflüss nehmen würde, wäre das weiße Blatt hier vor mir für mich grün, was es nicht ist, also wird da wohl was ausgeglichen bei der Empfindung.
    Und nur weil man nicht erschlagen wird mit “alle Fälle und Details müssen genausens genannt werden” wird auch nicht extra erwähnt, dass natürlich alle Farben reflektiert werden, die Grünen halt besonders stark, weil es ja eben nur um das Grün geht.
    Wo wir bei Details schon sind, die anderen Farben in den Blättern sind überwiegend ebenfalls extra Farbmoleküle(nicht nur Wände), die zT sogar erst wärend des Abbaus entstehen oder gar produziert werden und damit zT nicht schon immer da sind. Hättest du doch nur einen Physiker vorher gefragt! 😉
    Hier eine (vereinfachte) Zusammenfassung vom Bunten der Blätter:
    https://www.youtube.com/embed/JWva5AaDkXw

  5. #5 Crazy Eddie
    27. Juli 2018

    @ Captain E

    Kennst Du vielleicht das Buch “Der schwebende Wald” von Larry Niven? Plot: Eine Sonne, umkreist von einem Weißen Zwerg, zwischen denen sich ein Gastorus gebildet hat. Im Inneren des Torus herrscht Schwerelosigkeit, nach außen nimmt die Anziehungskraft der Sterne zu. Wie der Buchtitel schon sagt, existieren Flora und Fauna in diesem Torus und, natürlich, besonders angepaßte Menschen. Die Pflanzen sind aber auch hier grün. Auf einen Baum zu klettern und zu springen ist übrigens keine gute Idee, aber wenigsten erstickt man, bevor man in die Sonne fällt. Bleibt nur noch die Frage, ob Niven mit seinem Roman nicht doch etwas zuviel fantasiert hat oder ob eine solche Ringwelt möglich wäre.

  6. #6 Artur57
    27. Juli 2018

    Wozu macht die Pflanze eigentlich Photosynthese? Nun, sie spaltet das CO2-Molekül, lässt das O2 wieder frei und behält das C-Molekül als Baustoff. Dass dazu nun kein grünes Licht notwendig ist, könnte an den Eigenschaften des CO2 liegen.

  7. #7 Bullet
    28. Juli 2018

    Äh, nee. Einfach nur CO2 spalten würde derart viel Energie kosten, daß sich das nicht lohnt. Das ganze ist ja ein ziemlich komplexer Haufen Vorgänge, bei denen unterm Strich in etwa das übrig bleibt, was du unzulässig verkürzt dargestellt hast.
    Nun aber gibt es bei chemischen Reaktionen in den allermeisten Fällen mehr als einen beteiligten Stoff. In diesem Fall wird das Licht (bzw. dessen Energie) dazu verwendet, ein energiespeicherfähiges Molekül aufzupumpen (Stichwort: Chlorophyll/Xanthophyll). Dabei wird erstmal Wasser gespalten.
    Erst im zweiten Schritt wird mittels mehrerer Energietransporte und Schachereien diverser Arten aus CO2 Zucker aufgebaut. (Stichwort Calvin-Zyklus)
    Der freiwerdende Sauerstoff, den die Pflanze bei der Photosynthese in die Atmosphäre abgibt, kommt aus dem Wasser, nicht aus dem CO2.
    Daß also Pflanzen rotes und blaues Licht absorbieren, liegt nicht an Kohlendioxid, sondern an der schmalbandigen Empfindlichkeit der beteiligten Farbstoffe.

  8. #8 Artur57
    28. Juli 2018

    @Bullet

    “Der freiwerdende Sauerstoff, den die Pflanze bei der Photosynthese in die Atmosphäre abgibt, kommt aus dem Wasser, nicht aus dem CO2.”

    Die Pflanze spaltet das CO2. Also schon, denn wenn sie das nicht täte, wäre die Kimakatastrophe perfekt. Und wo geht das übrig gebliebene O2 dann hin? Doch wohl überwiegend in die Umgebung.

    Klar spaltet die Pflanze auch H2O, und da behält sie die H2-Atome. Mit dem C-Atom aus dem CO2 bildet sie dann Kohlenwasserstoffe. Naheliegend.

    Aber dass jedes ins Freie entlassene O2-Molekül aus der H2O-Spaltung stammt, kannst Du nicht beweisen.

    Okay, die Pflanze spaltet Wasser und CO2. Welche Energieniveaus sind dazu nötig? Wenn heraus kommt, dass man dazu die grünen Photonen nicht braucht, haben wir die Sache erklärt.

  9. #9 Sinapis
    28. Juli 2018

    Aber dass jedes ins Freie entlassene O2-Molekül aus der H2O-Spaltung stammt, kannst Du nicht beweisen.

    Sicher?

  10. #10 Zhar
    29. Juli 2018

    “Die Pflanze spaltet das CO2.”
    wie frech das einfach weiter behauptet wird, obwohl Bullet die Sache aufgeklärt hat (Danke dafür, immer gern gesehen). Ich dachte zuvor auch dass das so sei mit dem CO2, das wird ja auch überall so gesagt, aber wenn man den Dingen mal folgt(man sollte ja nichts blind glauben) wird klar, CO2 wird keines Wegs irgendwie gespalten, sodnern “nur” verbaut. Dass bei der komplexen Maschinerie ein O2 pro verbauten CO2 übrig bleibt ist wohl eher Zufall? andernfalls hätte sich der Kohlenstoffkreislauf zwischen Pflanzen und Tiere zumindest nicht so entwickeln können wie er es tat sondern es hätte sich schlicht ein anderes Gleichgewicht über die paar Jährchen gefunden.
    Meine Vermutung wäre auch eher, dass das Chlorophyll schlicht gut genug ist, wie so vieles in der Evolution. Unsere Zähne sind zB auch scheiße anfällig gegenüber Bakterieller zersetzung, im Gegensatz zu denen von fruchtfressenden Fledermäusen, aber halt gut genug. Unser Hämoglobin ist ja auch nicht das Beste usw usf, Evolution ist kein Optimierungsprozess, sondern sorgt halt nur dafür, dass alles was im Großen nicht funktioniert rausfällt und übrig bleibt halt was funktioniert, was sich behaupten kann, was gut genug ist.
    Was natürlich konkrete Gründe nicht ausschließt, es darf also auch weiterhin auf faszinierende Einblicke gehofft werden. Und darauf, dass es Menschen gibt, die einem diese Dinge netterweise nahe bringen 😉

  11. #11 Artur57
    30. Juli 2018

    @Bullet
    Habe nochmal überlegt und mich eingelesen. Jedenfalls ist es so, dass die Pflanze eine kleine elektrische Spannung aufbaut. Das genügt bei den kleinen Abständen, um hohe Feldstärken aufzubauen, die das Wassermolekül aufspalten können. Nicht aber das CO2-Molekül. Dieses reagiert nicht auf eine angelegte Spannung, weil es eben im Gegesatz zum H2O punktsymmetrisch aufgebaut ist. Aber es passiert etwas anderes: wenn am CO2-Molekül die neu entstandenen H2-Atome aus der Wasserelektrolyse vorbei kommen, entreißen sie dem CO2 die Sauerstoffatome. Einfach deswegen, weil die Bindungsenergie des CO2 geringer ist als die des H2O. Wir beobachten dann die Sabatier-Reaktion:

    CO2+4H2 => CH4+2H2O

    Womit wir Methan gewonnen haben und damit den einfachsten Kohlenwasserstoff.

  12. #12 Captain E.
    30. Juli 2018

    @Zhar:

    wie frech das einfach weiter behauptet wird, obwohl Bullet die Sache aufgeklärt hat (Danke dafür, immer gern gesehen). Ich dachte zuvor auch dass das so sei mit dem CO2, das wird ja auch überall so gesagt, aber wenn man den Dingen mal folgt(man sollte ja nichts blind glauben) wird klar, CO2 wird keines Wegs irgendwie gespalten, sodnern “nur” verbaut. Dass bei der komplexen Maschinerie ein O2 pro verbauten CO2 übrig bleibt ist wohl eher Zufall? andernfalls hätte sich der Kohlenstoffkreislauf zwischen Pflanzen und Tiere zumindest nicht so entwickeln können wie er es tat sondern es hätte sich schlicht ein anderes Gleichgewicht über die paar Jährchen gefunden.

    […]

    Das mit dem Gleichgewicht zwischen Pflanzen und Tieren passt überhaupt nicht, denn die Pflanzen produzieren sehr viel mehr Sauerstoff, als Tier inklusive Menschen wegatmen können. Das Gleichgewicht rührt vielmehr daher, dass es weitere und dann nicht-tierische Verbraucher des freien Sauerstoffs gibt, also aerobe Bakterien und natürlich Pilze.

  13. #13 Zhar
    30. Juli 2018

    @Captain E.
    hast recht, da hab ich zu kurz gedacht, bzw es zu einfach gemacht(eigentlich schon grob falsch).
    Die Erde ist zwar recht durchoxidiert, aber durch Tektonik und dergleichen dürfte es vermutlich auch noch anorganische Oxidation geben(weiß da jemand was?). Naja und Feuer als Krone der Oxidation, könnte hier bei uns so langsam ja auch kritisch werden..
    Aber das Gesamtgleichgewicht wäre dann natürlich dennoch ein anderes, mir ging es ja eher um die Denke “wenns anders wär, dann würd alles nicht mehr passen, darum kanns garnicht anders sein1!”
    Aber Denken ist generell bei den Temperaturen so eine sache..

  14. #14 Hoffmann
    30. Juli 2018

    @ Artur57:

    Aber es passiert etwas anderes: wenn am CO2-Molekül die neu entstandenen H2-Atome aus der Wasserelektrolyse vorbei kommen, entreißen sie dem CO2 die Sauerstoffatome.

    Nein, das tun sie nicht. Stattdessen passiert mit dem CO2 Folgendes:

    Nachdem aus der Lichtreaktion bereits Energie und Wasserstoff gewonnen wurden, muss jetzt noch der benötigte Kohlenstoff dazu kommen. Das geschieht durch eine Fixierung von CO2 in den Blättern.

    CO2-Fixierung (Carboxylierung) und Calvin-Zyklus

    Das durch die Spaltöffnungen in die Blätter diffundierende CO2 wird im Stroma der Chloroplasten durch das Enzym Rubisco (Ribulose-1,5-Bisphosphat-Carboxylase) fixiert (carboxyliert) und auf einen C5-Körper (ein Molekül mit 5 C-Atomen, hier das Ribulose-Bisphosphat, auch Ribulose-Diphosphat) übertragen. Es entsteht kurzfristig ein C6-Körper, der aber schnell in zwei C3-Körper zerfällt (das 3-Phosphoglycerat). Es entstehen also durch die Fixierung von einem CO2-Molekül zwei Moleküle 3-Phosphoglycerat (unter ATP-Verbrauch, ATP wird zu ADP).

    Das CO2 wird direkt enzymatisch fixiert und in den Calvin-Zyklus eingespeist. Da bleibt gar keine Zeit zum “Entreißen” …

    Quelle: https://www.pflanzenforschung.de/de/themen/lexikon/dunkelreaktion-photosynthese-292

  15. #15 Captain E.
    30. Juli 2018

    @Crazy Eddie:

    Ja, die beiden Bücher stehen bei mir im Regal. Die “Integralbäume” waren eine lustige Idee. Natürlich sollte man sie besser nicht am unteren Ende besiedeln, nicht wahr?