Почему водоросли, растущие на больших глубинах, имеют красный цвет?

Вода работает как фильтр для света: чем глубже, тем меньше остаётся «полного спектра» солнечных лучей. Красный и оранжевый участки спектра поглощаются водой очень быстро — уже на сравнительно небольших глубинах их почти нет. Дольше всего проходят сине-зелёные лучи, поэтому на больших глубинах именно они остаются главным источником света для фотосинтеза.

Если водоросль на глубине была бы «обычно зелёной», как многие прибрежные, она в основном использовала бы хлорофилл, который лучше всего поглощает красный и синий свет, а зелёный отражает (поэтому растения кажутся нам зелёными). Но на глубине красного света почти нет — значит, опираться только на хлорофилл невыгодно: света, который он особенно любит, просто не хватает.

Поэтому глубоководные водоросли (часто это красные водоросли) имеют дополнительные пигменты-«помощники» — в первую очередь фикобилины (например, фикоэритрин и фикоцианин). Эти пигменты как раз хорошо поглощают те длины волн, которые реально доходят на глубину: сине-зелёный свет. Энергию, пойманную этими пигментами, клетка затем передаёт хлорофиллу и уже через него запускает фотосинтез. То есть красная окраска — это не «для красоты», а приспособление, позволяющее эффективнее собирать доступный на глубине свет.

Почему же они выглядят именно красными? Потому что пигмент фикоэритрин поглощает главным образом сине-зелёные лучи, а красные — отражает (или пропускает). На поверхности, где есть весь спектр, отражённый красный компонент хорошо заметен, и такие водоросли кажутся нам красными. На большой глубине «красного» света вокруг почти нет, поэтому там эта краснота не делает их заметнее; она просто побочный эффект того, что водоросль настроена ловить сине-зелёный свет.

Итог: водоросли на больших глубинах часто красные, потому что вода «убирает» красные лучи, а красные водоросли благодаря своим пигментам лучше поглощают оставшийся сине-зелёный свет и могут нормально фотосинтезировать там, где зелёным водорослям света уже не хватает.