Plants on Other Worlds

คำอธิบาย

การวิเคราะห์ทางชีววิทยาพืชพันธ์ไม้บนโลกอื่นนั้น
เพื่อเป็นข้อมูลประกอบการศึกษา สนับสนุนการค้นหา
ชีวิตในระบบสุริยะอื่น ด้านอวกาศวิทยา ภาพต่างๆนี้มิได้เกิดจากจิตนาการ
แต่เกิดจากการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลง ทางชีวเคมี (Biochemical reactions)

อย่างไรก็ตาม การสำรวจระยะไกลด้วยเรดาห์ อาจยังให้มีความเข้าใจผิดได้
เนื่องจากดาวเคราะห์ซึ่งอยู่ห่างไกลนั้นมืดมาก มีค่าสะท้อนแสงสีเขียวน้อย

แม้ว่าข้อมูลวันนี้อาจยังไม่มั่นคงนัก และ
จำเป็นต้องรอความกระจ่างเพิ่มเติมต่อไป แต่อย่างน้อยที่สุด
ก็พอมีแนวคิด-วิเคราะห์ ในเรื่องพืชพันธ์ไม้จากต่างดาวไว้เบื้องต้น

อนึ่งภาพประกอบบางส่วน ได้รับการเอื้อเฟื้อจาก
Scientific American
A very special thank you to Scientific American

เหตุความต่างสีของต้นไม้ใบหญ้า บนดาวเคราะห์อื่น

โดยทั่วไปบนดาวเคราะห์อื่น จะไม่พบสีเขียวของใบไม้เหมือนโลกได้ง่ายนัก ที่ใด
ก็ตามหากพบ คลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) เป็นสารรงควัตถุซึ่งทำหน้าที่เป็นโมเลกุล
รับพลังงานจากแสงและเมื่อพืชนำไปใช้ในการสร้างพลังงานเคมีโดยกระบวนการ สังเคราะห์ด้วยแสงจากแสงดวงอาทิตย์ (ประเภท G-star) ก็สามารถเห็นใบสีเขียว
ของพันธ์ไม้ได้

พืชพันธ์ไม้บนดาวเคราะห์อื่น ในกาแล็คซี่ (Galaxy) ความแตกต่าง จากความ
หลากหลายรอบๆดาวเคราะห์นั้น เช่น มีความหนาวเย็น ความสว่างจ้า อุณหภูมิสูง ก๊าซในบรรยากาศ ซึ่งเป็นความต้องการเฉพาะ จากแหล่งที่อาศัยเพื่อสร้างธาตุ
อาหารให้เจริญเติบโตตามสภาพนั้น โดยอาจจะมี สีน้ำเงิน สีแดง สีน้ำตาล สีเขียว

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีโดยอาศัยแสง

Photosynthesis (การเปลี่ยนแปลงทางเคมีโดยอาศัยแสง) หรือเรียกว่า การสัง-
เคราะห์แสง เป็นการเก็บเกี่ยวเม็ดสีของแสง (Pigments) โดยอนุภาคโปรตรอน
(Photons of particular) จะกระเจิงส่วนที่เหลือออกไป เช่น

บนพืชบนโลกจะเก็บเกี่ยวพลังงานจาก Photons สีน้ำเงินและสีแดง แล้วสะท้อน
หรือกระเจิงออกไปเป็น Photons สีเขียว ขณะเดียวกันพลังงานเป็นตัวสื่อความร้อน
เชื่อมโยงกับ โมเลกุลเม็ดสีเปลี่ยนแปลงทางเคมี ที่จุดศูนย์กลางของโมเลกุล

ด้วยน้ำจะเป็นตัวช่วย กระตุ้นพลังงานของ Electrons ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงทาง
ชีวเคมี (Biochemical reactions)

พืชพันธ์ไม้บนโลก ส่วนใหญ่เห็นเป็นสีเขียว

โลกของเรามีดวงอาทิตย์ ประเภท G (Type G star) มีสีเหลือง-ขาว (Yellow-
white star) มีแสงสว่างจากการ เผาผลาญของก๊าซอย่างเพียงพอ มีค่าสะท้อน
รังสีที่เหมาะสมต่อโลก เมื่อราว 2,600 ล้านปี (นับจากวันแรกของโลกกำเนิดขึ้น) โดยเริ่มเกิด Eukaryotic cells (เซลล์ที่ประกอบด้วยนิวเคลียส) ในยุคเก่าแก่ ซึ่งเป็นส่วนประกอบของพืช และสัตว์ทั้งหลายในยุคต่อๆมา

แม้ว่าค่าพลังงานอนุกรมของแถบสี จากแสงดวงอาทิตย์ (Energy spectrum of
sunlight) ของเราในบริเวณพื้นผิวโลกมีค่าสูงสุด ที่ Blue-green (น้ำเงินแกมเขียว)
แต่การสังเคราะห์แสง Chlorophyll สารรงควัตถุ ดูดกลืนแสงสีแดงและแสงสีน้ำเงิน
ไว้และแสดงการกระเจิงของแสงสีเขียวออกมา โดยแสดงสีแดงและสีเหลืองเมื่อ
ใบไม้ร่วงจากต้น ซึ่ง Carotenoid pigments สารรงควัตถุ เพิ่มความเข้มของสีเป็น
แบบแผนต่างสี ของพืชพันธ์ไม้บนโลก

พืชพันธ์ไม้บนดาวเคราะห์อื่น

กลุ่มดาวเคราะห์ที่มี ดวงอาทิตย์ประเภท M หรือ Red dwarfs (Type M stars)
มีสีส้ม-แดง (Orange-red star) และมีมวลน้อยกว่าดวงอาทิตย์ของเรา ค่าสะท้อน
แสงน้อย แสงสว่างน้อย

พืชพันธ์ไม้บน ดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่รอบๆ ดาวแคระสีแดง (Red dwarfs) มีความ
ต้องการดูดกลืนแสงไว้ทั้งหมด แม้แต่แสงที่สะท้อนกลับไปกลับมา จึงจะเพียงพอ
เพื่อการสังเคราะห์แสง

เพราะฉะนั้นโครงสร้างทางกายภาพของพืชพันธ์ไม้ จะตั้งดิ่งสูงสู่ท้องฟ้าเพื่อให้
ใบรับแสงให้มากที่สุด จะไม่เห็นสีเขียวสด แต่ใบเป็นสีน้ำตาลอมดำเทาคล้ายคลึง
กับสาหร่ายใต้ทะเลของโลก เพราะได้รับแสงน้อย

บางกลุ่มของดวงอาทิตย์ ประเภทดาวแคระสีแดง

กลุ่มดาวเคราะห์ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ประเภท M (Type M stars หรือ Red dwarfs) โดยเฉพาะกับดวงอาทิตย์ที่ยังมีอายุน้อย พื้นผิวดาวเคราะห์จะได้รับรังสี
Ultra-violet ที่พุ่งออกจาก พวยก๊าซของดวงอาทิตย์

ดังนั้นเหนือพื้นผิว ภายในชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ มีอันตรายต่อระบบดำรงชีพ
ไม่ว่าสัตว์หรือพืชพันธ์ไม้ การเจริญเติบโตจะเกิดขึ้นได้เฉพาะใต้พื้นน้ำเพราะ
ผืนน้ำเป็นสิ่งที่ช่วยปกป้อง รังสีอันตรายได้ เป็นกรณีเดียวกับ โลกยุคดึกดำบรรพ์ การเริ่มต้นของสรรพสิ่งเกิดใต้น้ำมาก่อน แล้วหลังจากนั้นเมื่อรังสีบนพื้นผิวโลก
เริ่มจืดจางลง พัฒนาการของสัตว์และพืช จึงเกิดขึ้นบนบกในเวลาต่อมา

บางกลุ่มของดวงอาทิตย์ ประเภทใกล้หมดสภาพ

กลุ่มดาวเคราะห์ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ประเภท F (Type F stars) ดวงอาทิตย์
ประเภทนี้มีสี เหลือง-ขาว (Yellow-white star) เมื่อใกล้หมดสภาพ จะหมุนรอบ
ตัวเองลดลงเหลือ 2 กิโลเมตร/นาที พลังงานของแสง ยิ่งน้อยลงตามลำดับ

ดังนั้นบรรดาเหล่าพันธ์พืชบนดาวเคราะห์ ยังต้องการแสงอยู่ เพื่อความเพียงพอ
รูปแบบของพันธ์พืชเริ่มพิศดารเป็นทรงกลม เพื่อที่จะให้ตนเองรับค่าแสงสะท้อน
ได้จากทุกมุม ซึ่งสาดส่องมาท่ามกลางความมืดสลัว คล้ายคืนเดือนเพ็ญบนโลก
ทั้งๆที่จริงเป็นเวลากลางวัน

ส่วนดวงอาทิตย์ ประเภท F (Type F stars) เช่นกัน แต่มีขนาดที่ใหญ่กว่าทั่วไป
ก็จะมีแสงจ้าแผดเผาพื้นผิวดาวเคราะห์ ที่โคจรอยู่โดยรอบๆ ทำให้พืชพันธ์ไม้ที่
อยู่บนดาวเคราะห์จึงถูกความร้อน เผาเกรียมบริเวณรากที่ห่อหุ้มลำต้นไปบางส่วน

โครงสร้างของพืชพันธ์ไม้ต่างดาว

บนดาวเคราะห์ดวงอื่น อาจสามารถอดทนต่อสภาพแวดล้อม ด้วยเหตุผลบางอย่าง
โดยการสร้างเกาะปิดบังด้วยกิ่งก้านสาขา หรือใบห่อหุ้มตนเอง เพื่อหลีกหนีความ
แผดจ้าจากพลังงานดวงอาทิตย์นั้นๆ

แต่ที่ใดก็ตาม บนดาวเคราะห์อื่นหรือ โลกอื่น (Other worlds) พืชพันธ์ไม้จะใช้วิธี
สังเคราะห์แสงโดยไม่มี คลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) เหมือนพืชพันธ์ไม้บนโลกได้
เช่นกัน