Warum Aliens nicht grün sein müssen (und Alien-Pflanzen auch nicht)

13.04.2007

Am Caltech wird mit Hilfe einer Computersimulation untersucht, wie Gewächse von fremden Planeten aussehen könnten

Der grüne Marsmensch, dessen Haut Photosynthese betreibt wie die Pflanzen auf der Erde, beherrschte die Pulp-Science-Fiction von den 30ern bis in die 50er Jahre. Dass Aliens nicht so aussehen müssen, war seit längerem bekannt. Weniger bekannt war, dass Pflanzen, auch wenn sie mittels Photosynthese Strahlungsenergie in chemische Energie umwandeln, nicht grün sein müssen, sondern auch gelb, orange oder rot sein können. Je nach Farbe der Sonne, die der Planet umkreist - und je nachdem wie sich die Atmosphäre zusammensetzt.

Neben Insekten und Echsen waren auch Pflanzen eine Lebensform, bei der die Science Fiction Anleihen nahm, um moderat fremdartige Aliens zu erschaffen. Pflanzenähnliches Leben als Bedrohung gab es unter anderem in den Klassikern The Quatermass Xperiment und The Thing from Another World. Dann kamen allzu alltagsbekannt wirkende Aliens außer Mode, und erst seit man weiß, dass die Entwicklung von Leben auf erdähnlichen Planeten wahrscheinlicher ist als auf anderen, gingen die Vorstellungen wieder weg von Gas- und Energiewesen und hin zum Bekannten. Doch das Leben auf erdähnlichen Planeten könnte sich durchaus stärker vom uns Bekannten unterscheiden - auch in der Farbe.

Diesen Schluss zogen Forscher am Virtual Planetary Laboratory, einer von der NASA finanzierten Initiative am California Institute of Technology, die 1997 zum Zweck der interdisziplinären Forschung gegründet wurde. Nun stellten sie Ergebnisse vor, auf die sie mit Unterstützung von Computermodellen bei ihrer Suche nach möglichen und wahrscheinlichen Erscheinungsformen pflanzlichen Lebens auf erdähnlichen Planeten gekommen waren.

An der interdisziplinären Studie unter Leitung der Biometeorologin Nancy Kiang vom Goddard Institute for Space Studies der NASA beteiligten sich unter anderem auch die Astrobiologin Antigona Segura-Peralta, die Astrophysikerin Giovanna Tinetti, der Biophysiker Govindjee von der University of Illinois, der Radioastronom Martin Cohen von der Berkeley-Universität, die Biologin Janet Siefert und der Geophysiker David Crisp vom NASA Jet Propulsion Laboratory am Caltech.

Das Licht, das Pflanzen auf einem Planeten zur Photosynthese zur Verfügung haben, wird bestimmt vom Licht, das seine Sonne liefert und von den Filtereffekten der Atmosphäre. Die wiederum werden bestimmt von ihrer Zusammensetzung. Gase wie Sauerstoff, Kohlendioxid, Ozon und Wasserdampf absorbieren Licht in bestimmten Wellenlängen. Farbe bestimmt sich durch die Wellenlänge des Lichts: Im Bereich einer Wellenlänge von 0,4 bis 0,7 Mikrometer ist das Licht für das menschliche Auge sichtbar, darüber beginnt das Infrarotlicht.

Die Evolution macht es wahrscheinlich, dass die für die Photosynthese notwendigen Pigmente an das örtliche Lichtspektrum angepasst sind. Auf der Erde wird ultraviolettes Licht zu einem großen Teil durch die Ozonschicht ausgefiltert - es wäre deshalb nicht von großem Vorteil für eine Pflanze und ihre Nachkommenschaft, wenn sie eine Mutation aufwiese, die dieses Licht besonders gut verwerten könnte. Erst auf einem bereits dicht belebten Planeten könnte diese Spezialisierung eventuell nützlich sein - und auch dann nur für eine Nische.

Auf der Erde absorbieren Pflanzen statt ultraviolettem blaues Licht, weil es viel Energie enthält, und rotes Licht, weil das Angebot an Photonen im roten Spektrum groß ist. Grünes Licht dagegen wird in relativ großer Menge reflektiert, weshalb die Pflanzen dem menschlichen Auge grün erscheinen. Ein Planet, der um einen Stern kreist, der in Größe und Temperatur mit unserer Sonne vergleichbar ist, und mit einer Atmosphäre umhüllt ist, die sich ähnlich zusammensetzt wie die der Erde, würde ebenfalls mit hoher Wahrscheinlichkeit Pflanzen hervorbringen, die vorwiegend blaues und rotes Licht absorbieren und dadurch grün erscheinen.

In einem Planeten mit anderem Lichtspektrum, in dem rotes Licht knapper und grünes häufiger ist, würden Pflanzen weniger Rot absorbieren als andere Teile des Spektrums und deshalb rot erscheinen. Bei anderen Zusammensetzungen gälte das selbe für Gelb, Orange oder sogar Infrarot. Nur blaue Pflanzen halten die Forscher für unwahrscheinlich, aber nicht für ausgeschlossen.

Die Grafik zeigt die Intensität des Lichts nach Farbe, das die Oberfläche von erdähnlichen Planeten erreicht. Abgestuft von heiß nach kalt sind die Sterne in die Typen F, G, K und M aufgeteilt. Unsere Sonne gehört zum Typ G2, der durch die gelbe Linie angezeigt wird. Ein F2-Stern (rote Linie) lässt dagegen mehr blaues Licht an die Oberfläche, ein Planet des Typs M empfängt weit weniger sichtbares Licht und weit mehr Infrarotlicht. Bild: NASA.
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