¿Por qué las plantas son verdes?

Los atributos físicos de los pigmentos involucrados en la obtención de luz fueron factores importantes que contribuyeron a la selección evolutiva de los químicos utilizados para la fotosíntesis. Sin embargo, la razón por la cual las plantas superiores utilizan el complemento específico de clorofilas y carotenoides es una cuestión de especulación. Las formas selectivas que condujeron a la selección evolutiva son desconocidas, y podemos hacer las siguientes preguntas: ¿Por qué las plantas superiores también utilizan pigmentos que absorben más fuertemente en la región verde ?; ¿Por qué las plantas superiores son verdes?

La respuesta trivial a la última pregunta es física (óptica). Las algas verdes y las plantas superiores utilizan clorofila y se unen a una variedad de carotenoides para capturar la luz para la fotosintesis. Otros pigmentos utilizados por organismos fotosintéticos, como la clorofila (Chl) c, la fucoxantina y las ficobilinas, absorben la luz en todas las regiones del espectro visible, pero estos pigmentos no son utilizados por las algas verdes y las plantas superiores. Las clorofilas de las plantas superiores y los carotenoides absorben la luz en las regiones roja y azul del espectro visible. La luz verde es la menos absorbida y la más reflejada, por lo que la mayoría de las hojas son de color verde. Muchos espectros de acción de suspensiones de algas diluidas, que tienen un bajo contenido de Chl, muestran claramente que la luz verde es menos efectiva que la luz azul o roja para la fotosíntesis. En las hojas que tienen un alto contenido de Chl, se absorbe entre el 80 y el 90% de la luz verde que incide sobre las hojas. Claramente, la luz verde es una fuente de energía importante que puede ser utilizada por plantas superiores.

Las características de absorción particulares de las clorofilas son similares a las que se realizan para realizar dos funciones contradictorias, pero necesarias, en las plantas superiores. En primer lugar, las clorofilas y la luz absorben la máxima utilización en condiciones no saturantes, una función que está bien entendida. En segundo lugar, pueden actuar como pigmentos protectores en condiciones de luz sobre saturadas, cuando la luz absorbida se disipa como calor. En tales condiciones, también se puede utilizar de manera eficiente una parte significativa de la luz, especialmente en la parte inferior de la hoja, que es principalmente iluminada por luz verde y no regulada por disminución. La segunda función pudo ser la fuerza selectiva que dio origen a las plantas terrestres extremadamente exitosas, que evolucionaron de algas verdes.

Dado que las plantas evolucionaron mucho antes de la visión, probablemente no haya un valor adaptativo para ser «verde» con respecto a la evolución conjunta con los animales; aunque la visión de los vertebrados es más sensible a la luz verde. Los insectos, por supuesto, tienen innumerables relaciones coevolutivas con las plantas, muchas de las cuales se basan en el color floral, por ejemplo. Además de ser importante como fuente de energía, la luz también controla muchos aspectos del desarrollo de las plantas. Se presume que los pigmentos fotosintéticos para la recolección de energía se seleccionaron antes de los sistemas de detección de luz para el desarrollo.