1樓：鵬鵬
鬼谷閒談：紫色地球，乙個殺生以護生的故事。
【鬼谷閒談】紫色地球：乙個殺生以護生的故事_嗶哩嗶哩 (゜-゜)つロ 乾杯~-bilibili
有一種「紫色地球假說」理論認為，地球最早被紫色古菌覆蓋，植物祖先如藍藻早年被紫色古菌壓制，只能撿一些剩下的光發展。所以無法吸收綠光。後來植物光合作用釋放氧氣，造成大氧化事件和休倫冰期，紫色古菌被淘汰。
但是植物接管地球後，幾億年演化已經無法吸收綠光，所以這個現象持續至今。
2樓：橫山老屍
這個問題和之前知乎的乙個」血液為什麼要進化為紅色的「這個問題如出一轍。
盜用 @小城 在那個問題裡的答案，稍微篡改一下，城兄勿怪，並望指正。
我們仍然把這個問題分為兩個層次：
為什麼植物要進化為綠色的？為何植物要「選擇」這個顏色
1、為什麼是綠色的？2、為什麼選擇這個顏色？
綠色，當然是因為葉綠素了。這一點其他答案有很詳細的說明。
然後我主要是說，為什麼選擇這個顏色。
題主，你同樣把因果關係搞反了。
的確是選擇，但不是植物選擇了顏色，而是人類選擇命名了這個顏色。
所以，正確順序是：先有植物的顏色，然後人類進化中將這種顏色判斷為安全、舒適的代表並命名為「綠色」。
而不是：人類先認為這是綠色，然後植物進化出了這個顏色。
換句話說，無論植物是什麼顏色，人類都會向「對植物顏色產生安全與舒適感」這個特徵進化。因為這同樣是利於生存的。
（至於為什麼對植物的顏色產生安全與舒適感=更有利於生存……鑑於進化的原因，人類始祖早期的主要食物貌似就是植物,而棲息地也都是林間，試問看到自己的家和食物感到安全與舒適的物種，和看到自己家和食物就覺得厭惡的種族，哪個更容易活下來？我想這無需過多論證了吧……）
那有人會說了：你扯那麼多，那為什麼是綠色呢？
說白了，什麼顏色跟植物一樣，人類就會覺得什麼顏色安全與舒適。是植物在引領色覺，而不是色覺決定植物。這跟葉綠素並沒什麼卵關係。
如果哪一天有外星種族來地球，大家也不要因為他們對血紅色感到舒適與安全，而對綠色感到危險與不安覺得奇怪。生存環境的不同，導致色彩對於生物的意義和影響將會極大的不同。
植物的顏色=（注定）=安全與舒適的顏色。
而「綠色」，只不過是我們（人類）給這種顏色起了個名字罷了。
接上面外星人的例子，很可能外星人稱呼我們「綠色」這種顏色的名字是「紅色」
前面很多人說的「因為葉綠素是綠色的，所以植物是綠色的」（或者更詳細的公升級版本），這沒錯，不過對於題主的問題來說，這似乎也是一句「正確的廢話」。
因為我還可以接著問：為什麼葉綠素是綠色的呢？為什麼卟啉結構呈綠色呢？
為什麼波長500nm~560nm 的電磁波是綠色的呢？為什麼顏色名字是「赤橙黃綠青藍紫」，而不是「菠蘿壓地騎馬膏」或者更稀奇古怪的名字呢？
這個問題其實我們要講的重點不在顏色的名字上，而要講這種波長的電磁波對於地球生物有什麼意義。
但無論說光線反射的原理、無論講化合物呈現的色澤還是說波長的原理，這些無異於抓不住重點的胡侃亂說。
3樓：也就是
剛才洗臉，照鏡子，想，我能選擇再漂亮一點，個子再高一點，銀行卡裡多一位數字，該多好？啥也做不了，啥也改變不了，這不是選擇的事情。
植物也是，它是被選擇的，到外星或許能見到別的樣子，地球上，就這樣了。
4樓：凡凡歡迎回來
首先你要知道補色的概念，你看見葉子是綠的，說明葉綠素吸收綠色的補色-紅光。
對於可見光，就單個光子而言紫光能量最大紅光最小，植物為什麼不吸收可見光中能量大的紫光而是紅光呢？每一種分子結構具有的電子能級是固定的，這樣植物合成一種分子只能吸收一定頻率（顏色）的光，對於進化來說，地球（宇宙）只會留下效率最高的分子，紫光光子雖然能量高但幾乎要超出電子能級（紫外光子的能量達到化學鍵能數量級會破壞分子），具有這種電子能級的分子少且吸收紫光的風險遠大於吸收紅光，另外由於大氣分子主要吸收藍、紫光，對於地面植物來說可見光的能量主要集中在紅光區，那麼紅外怎麼樣？紅外屬於能量較低的電子轉動能級，很容易轉化成熱貌似挺好，其實植物需要的是化學鍵能，將紅外產生的熱再轉化成化學鍵能是效率低下的。
綜上，太陽輻射中能量太高的宇宙射線、紫外線會破壞生物分子，紫、藍光匹配的吸收分子可選擇性低且大氣對其吸收強烈，紅外利於轉化為熱但不利於進行分子合成所需化學鍵能級的能量利用。紅光在地面光譜能量最多、能量合適（既可以用於化學鍵也可以用於轉化為熱），從進化的角度來說植物必然選擇最高效的紅光。
5樓：千本
葉子是綠色的就會問為什麼是綠色的，如果是紅色的就會問為什麼是紅色的，如果是無色的就會問為什麼是無色的。。。
那它總得有個顏色吧！ 逃）
6樓：阜東
都在談生物，
我覺得從物理上來說是另乙個口味：
因為大部分葉子不吸收綠光，所以太Sunny裡的綠色光被葉子反射出來，再被眼睛感覺到了。
至於葉子為什麼不吸收綠光呢？
那就是生物和化學的問題了。
這道理綜題出得不錯。
7樓：
看了上面幾個大牛的答案，都提到因為海洋對不同顏色光的吸收能力差異導致藍紫光最多而其他顏色的光隨波長變長而呈梯度減少，那麼我有個假想。
也許遠古植物誕生在海洋深處，在這裡是只能利用藍紫光的。後來進化到了陸地上，不再像海藻一樣類似於從下部分蘖的生長，而是進化出了大型的樹冠，濃密層疊的樹葉，這樣位於下層的樹葉主要利用的是偏振光，地面或是下層葉片、其他物體反射的光，以及從上層葉片穿透下來的光，這些光的組成我沒有查資料，但感覺這些光裡波長長的要佔大部分，即紅橙光。所以為了增加LUE，能更好的利用這些長波長的光顯然是很有意義的，在植物生長濃密的地方大部分葉片都會被遮擋，所以藍紅通吃的植物顯然比只搶藍綠高能光且拼命拔高的更有競爭力。
為了生存，與其拼命長高不如先打實根基不遲。
8樓：羅迪奧拉
上面提到的真核藻類，是植物界最早的真核生物。現存的綠色植物的演化經歷了從水生到陸生的過程。而上面所說的各種真核藻類中，只有綠藻和輪藻和現存的綠色植物有共同祖先，而這兩類藻類都是綠色的（下圖）。
也就是說，現在我們看到的大部分植物所呈現的綠色在他們和綠藻以及輪藻分開的時候就被決定了下來。
那麼，是什麼因素導致了綠藻和輪藻的祖先演化出了現存的大部分綠色植物，而其他真核藻類就一直保持原來的樣子呢？答案是：不知道。
不僅不知道，而且永遠無法驗證。現在我們看到的只是一系列的假說。為什麼無法驗證呢？
因為這是幾億年前的事情，你無法在實驗室還原當時的情況，更不能排除隨機因素的作用。
我們經常會碰到類似的問題，當看到乙個結構，我們會問，它為什麼會出現，有什麼功能。有些可能比較好回答，但有些就沒有那麼明顯。比如指紋，眉毛或者一些表皮毛。
出現這種情況的原因有三點：1）在當時的歷史環境下有用，但現在看不出來作用，因為環境不同了；2）這個結構是隨機出現的，也就是說沒有任何用處也沒有壞處；3）這個性狀和某些具有明顯選擇優勢的性狀是連鎖的，這樣就可以產生「搭車效應」。
回到我們的問題，為什麼綠色植物的祖先能夠演化出苔蘚、蕨類、裸子和被子植物，而其他顏色的真核藻類就沒有？可能與當時的環境相關，也可能是完全隨機的（機遇也很重要嘛），還有可能是這群綠色植物具有其他方面的優勢而綠色只是搭了個便車。
好了，刨根問底是好的，但當時的地球環境誰知道呢，具體啥環境因素我就不深究了，我個人更傾向於隨機因素。
就寫到這裡吧。
p.s. 有興趣可以去讀一本書，叫The Drunkard's Walk:
How Randomness Rules Our Lives，其實隨機因素對我們的世界有決定性的影響。
9樓：
顏色就是電磁波的頻率或者波長。
這是最基本的解釋！但是為什麼是電磁波而不得引力波粒子波呢？那是因為我們的眼睛視椎細胞視感細胞只能吸收可見光感受資訊（可見光是電磁波譜中非常狹窄的一部分）。
那麼認為什麼可以看到這些可見光呢，而且還可以看到比電磁波更狹窄的頻段（我們定義的每種顏色並非固定在某個確定的頻率上，而是乙個頻率範圍。）那是因為有兩種可能和乙個基本性質。
可能一，物質自身受激發發射這些我們可以看到或者不能看到的某些頻譜範圍的光，比如太陽幾乎可以發射全頻譜的電磁波，但在可見光頻譜範圍內釋放能量最多。閃電，極光，日光燈，霓虹燈，led燈等等。它們都會根據自身原子的能級優勢選擇放射某些頻譜能量多些而其他頻譜能量少些的光，而我們通常只能看到這些攜帶能量高的頻譜。
可能二，也是目前題主想要答案的原因-反射。乙個不發射我們可覺察可見光的物體要被我們看到，只有乙個辦法，反射一定強度的可見光。其實這裡有個光強度的隱藏問題，實際上無論是發射電磁波還是反射電磁波，都是全頻譜性的，但只有那些光強度強到我們能看到的頻段才能被發現。
如果所有頻譜的光強度太弱，不管是什麼物質看起來應該是黑色的，如果所有頻譜或者某個特定頻譜的光強度太強，不管是什麼物質看起來應該是白色或者這個頻譜的顏色，而不會是物質結構決定的顏色。
但為什麼不同的物質會選擇不同頻譜而吸收和反射呢？前提是在我們可以感受到的光強度下。因為兩個原因，組成它們的原子的吸收光譜性質決定，其次是這些原子組成的空間結構決定。
葉綠體是乙個細胞，具有一定的空間結構，是在遠古時代吸收能量的生存競賽中因存在極大優勢而繁衍下來。它能夠最大限度的反射綠色頻譜，跟它特有的空間構造有關，具體如何？有相關的科學文獻可以查詢。
純手機手打，資料查詢不方便，只能將想法和方法回答，如有不妥請指正！
10樓：
曾經有植物不是綠色的，
他們不夠清真。
看到有些答案，我覺得還是認認真真的猜一下吧。
大家都解釋了為啥葉綠素是綠色的，可我覺得題主的關鍵問題是，為啥植物選擇了葉綠素，而不是葉紅黃青藍紫素。
首先這張圖，
11樓：李雷
入門級
首先要解決第乙個問題，我們如何看到顏色？
答案就是我們看到了光。
哈，想起了「神說要有光……」
具體是誰證明的，忘了，反正牛頓的貢獻是有的。
如果光線進不了你的眼睛，那麼，你就看不到它。
最典型的現實物體就是黑洞。
所以，你看到了某種顏色，是因為有這種顏色的光反射進入了你的眼睛。
因此，樹葉是綠色的，是因為樹葉反射的光是綠色的。
高階級
第二個問題：為什麼樹葉要反射綠色的光，而不是吊炸天的土豪金色呢？
這是，因為葉綠體。
請注意圖中500nm部分，這部分是綠光。
我們可以看到，其他的紫色的，藍色的或者紅色的（650）吸收峰都好高。而綠色吸收峰很低。
既然吸收不了，那只能反射，於是，綠光就進了我們的眼睛了。
於是，你看到了綠色的世界。
當然，這個問題，其實很龐大。這裡僅僅是乙個粗略的解釋。
繼續下去，你會發現，更深刻的問題
為什麼植物選擇了不吸收綠色？
我們看一下葉綠素的吸收，幾乎所有的葉綠素菌吸收紅光和藍紫光，而對於黃，綠吸收很低。
至尊級
這個問題是真正的巨集大問題，目前還沒有非常好的解釋。
常見的理論包括
1，綠光能量低但這個明顯不對，因為無論從哪個角度，綠光都不是能量最低的。
2，葉綠體能被綠光激發。其實這個更是乙個唯結果論。是乙個結果，而非原因，為什麼不可以有被綠光激發的葉x體？
3，中庸理論綠光不好也不壞，老是領好人卡。最終，這個世界綠了。所以，在知乎啊，不站隊是不行的，指望著兩邊都不得罪，不可能。
其實第三個是有可能的，但是缺乏證據。
上述，都是對現象和結果的描述，卻從未從根本解決原因問題。
感謝@雲舞空城提供一種解釋，一顆賽艇。
紫色地球理論。大意就是，帶有紫膜系統的嗜鹽古菌曾大量生存在海水裡，吸收掉黃綠波段以後，剩下的只有藍紫波段和紅橙波段的光照入海水深處，後來單身的其他光合作用只有這些波段可以用，然後靠著釋放的氧氣完成逆襲。
這個理論不錯，不過問題有二，
第一，光合細菌出現的很早。但是最初是否是產生氧氣，未知。
第二，綠色光合細菌逆襲的過程不好論證。
我的一種揣測
提前宣告：下述內容因為涉及到了光的吸收問題，不是我的專業，所以我只能用一種我自己的理解方式來解讀，可能存在謬誤哈。
我認為，最根本的原因，在於，生命源於海洋（這個學說是主流學說，哪怕外星學說也是最初掉到了海洋）。
所以，最初的光合菌，到內共生，到最初的植物，也誕生在了海洋。水對光線的吸收，才是海洋生物顏色選擇的核心。
首先是水的反射問題：從下表可以看出水的反射在綠色部分是最高的，也就是說，綠光的反射是最強烈的，其次才是藍光和紅光
其次從透過水的角度來看，綠光進入水的深度明顯達不到藍光的水平
也就意味著，如果原始的光合菌要選擇某種顏色作為自己的食物的話，那麼肯定會是優選藍光，次選綠光，最次選黃光。
最早的原始生命，他們在海洋裡仰望星空的時候，發現，日，太陽給他們的光不是均衡的。
藍光最多，其次是綠光到紅光，而作為以光為食物的光合細菌，肯定優選乙個範圍最廣，上到海平面，下到地下室的一種光，那就是藍光。bingo
當然，肯定有選其他色的菌，不過，他們吃不飽，競爭不過優選藍色的菌。有一天，被乙個真核細胞給吞進去後，進行了內共生，成為了葉綠體。而依然保留著這種習性。
不忘初心，方得始終哇。
也就是說，藍紫光成為葉綠體的主要能源，原因就在於藍紫光的傳播範圍足夠深遠，因此，在進化上具有相應的優勢，最後優勢不斷擴大，成為主流的光合方式。
這屬於進化的解釋。
————————存在問題————————
但是，這個問題存在諸多問題
第一，無法解釋紅光問題
因為我們知道紅光和藍紫光都是高吸收峰。為什麼中間跨過了黃綠？
一種猜測是這是伴隨著植物登陸陸地的過程。就是葉綠體從藍光主力往陸地過程中，將不斷的抵抗更強的光，顯示黃，後是綠，最後是紅。而最終，儲存了自己本身的藍，並克服了最高峰的紅。
所以具備了紅和藍
第二，無法解釋劇變問題。
從下圖我們可以看到，波譜是連續變化的，然而，吸收峰在450-500附近突然發生了急劇的變化，這一點，難以理解。
一種解釋認為是中庸不得活。
如果將葉綠素轉基因設定為吸收全部可見光波段的光譜，會不會提高Sunny的利用效率？ - 植物
反正在我看來，似乎都有道理，但都有點問題。
另外，我現在有點接受雲舞空城的紫色星球概念了。
關於內共生，給乙個我的答案。雖然說得是線粒體， 葉綠體一樣適用。
大腦有沒有可能是一種寄生生物？ - 李雷的回答
————————其他答案的問題————————
1，匿名使用者的答案
他的答案漏洞百出，他認為葉綠體是在登陸陸地的時候才開始發現綠光太強，然後被選擇了，這純屬捏造事實，典型的不懂地質學。因為這個在地質歷史上有非常明確的記載。
26億年前，地球發生了大氧化時間，就是因為葉綠體釋放氧氣造成的；而植物登陸地球的時間約5億年。中間隔著21億年呢。
搞錯了因果順序，又掉進了偽科學的路子了。
關於大氧化，可以參考地球演化中有哪些超乎人想象的現象？ - 巴甫洛夫很忙的回答
2， @lei zhao的答案
這個答案是個很有趣的答案，我覺得至少是一種解決思路。
不過，我倆的分歧在於
他認為植物會選擇吸收所有的光，這是進化裡的選擇放鬆；
而我認為植物吸收光被自然進行了選擇，最後只剩下現在的光譜，這是進化裡的正選擇。
不過感謝他的思路，很精彩。
最後，本文依然沒有解決葉綠體為什麼不要綠光的問題
期待有高手提供更多的證據。
為什麼真核生物在進化中選擇了線性DNA？
不器 講真，為了遺傳的穩定性。問題提出的乙個點實際上還是你覺得端粒的存在決定著乙個物種的衰老以及死亡，這對演化上來說不是劣勢，反而是一種優勢，你可以搜一種叫做燈塔水母的生物，它可以做到不受到外來侵害達到不死，但是全球的燈塔水母99 都是乙個基因組，可以說這麼多燈塔水母都是它自己本身。說遠了，穩定的遺...
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