Większość roślin na Ziemi jest zielona. To niekończące się pola, łąki, ogromne lasy. Bardzo często od dzieciaków można usłyszeć pytanie: „Mamo, dlaczego rośliny są zielone?”. Spróbujmy odpowiedzieć na to pytanie z punktu widzenia chemii, fizyki i prostego laika.
Dlaczego liście roślin są zielone? Tylko o złożoności
Liście i trawa na naszej planecie są żółte, czerwone, ale głównie zielone. Dzieje się tak, ponieważ rośliny barwią maleńkie pigmenty. Znajdują się w komórkach każdego źdźbła trawy i liścia. Niektóre z nich nadają roślinie czerwony kolor, inne żółte, a jeszcze inne zielone. Najpopularniejszym z pigmentów jest chlorofil, substancja, która nadaje roślinom ich zielony kolor.
Co to jest chlorofil i fotosynteza?
Liście i trawa są barwione pigmentem zwanym chlorofilem (zielona substancja, która bierze udział w procesie fotosyntezy). W rezultacie tworzą się składniki odżywcze i wytwarzany jest tlen.
Dzięki światłu słonecznemu zachodzi złożony proces biochemiczny, w wyniku któregosubstancje nieorganiczne i woda pozyskiwana przez roślinę z gleby są przekształcane w substancje organiczne (tłuszcze, węglowodany, białka, skrobia, cukier). Głównym znaczeniem fotosyntezy jest to, że roślina pochłania dwutlenek węgla i wytwarza tlen, który jest ważny dla życia wszystkich organizmów na Ziemi.
Fizyka i chemia zielonego światła
Zajrzyjmy głębiej, dlaczego rośliny są zielone.
Fizycy wyjaśniają kolory wszystkich obiektów na podstawie tego, jak bardzo pochłaniają/odbijają światło. Rzeczy wokół nas mają kolor, który je odzwierciedla. Na przykład, jeśli obiekt jest biały, to odzwierciedla wszystkie kolory widma. Jeśli czarny, to wszystkie odcienie są pochłaniane przez ten obiekt. Białe światło słoneczne składa się z siedmiu kolorów, które otrzymują wszystkie żywe organizmy, rośliny i przedmioty nieożywione. Trawa i liście we wszystkich odcieniach odbijają tylko zieleń (nie jest to potrzebne do procesu fotosyntezy) i dlatego wszystkie rośliny mają ten odcień. A pigment chlorofil wydobywa energię do wzrostu i odżywiania z czerwonego i niebieskiego spektrum.
Naukowcy mogą wyjaśnić, dlaczego większość roślin odbija zielone światło zamiast je pochłaniać. Każdy z kolorów widma ma określoną energię i liczbę fotonów (maleńkie cząsteczki światła). Ta energia jest niezbędna do fotosyntezy. Najwięcej fotonów zawiera kolor czerwony, natomiast kolor niebieski ma najbardziej użyteczną energię. Zielone fotony nie są ani energetyczne, ani użyteczne, więc natura ich nie wykorzystuje.
Z punktu widzenia chemii wszystko jest inaczej wyjaśnione. Naukowcy wierząże kolor przedmiotów zależy od stężenia niektórych metali. Na przykład krew jest czerwona, ponieważ znajdująca się w niej hemoglobina zawiera żelazo. Prawie cała roślinność jest zielona, ponieważ magnez jest obecny w chlorofilu. Najciekawsze jest to, że ta teoria nie ma twardych dowodów. Naukowcy próbowali zastąpić magnez cynkiem, ale mimo to rośliny pozostały tak samo zielone.
Dlaczego liście żółkną jesienią?
Dlaczego trawa żółknie jesienią, liście wysychają i opadają? Wynika to z braku światła słonecznego. Wraz z nadejściem jesieni dni stają się krótsze, chłodniejsze i ciemniejsze. Rośliny są wrażliwe na redukcję godzin dziennych. Chlorofilowi brakuje koloru słońca i zaczyna się rozkładać, zielony kolor ginie, zamieniając się w brązowy, czerwony, żółty, szkarłatny.
Dlaczego nie wszystkie rośliny są zielone?
Dlaczego w naturze oprócz zieleni występują rośliny o innych kolorach? Ponieważ oprócz chlorofilu rośliny mogą zawierać wiele innych barwników. Na przykład:
- Antocyjany to pigment, który pochłania zielone światło i odbija resztę. Liście zawierające substancję mogą mieć dowolny kolor z wyjątkiem zielonego.
- Karoten to pigment, który odzwierciedla żółto-czerwoną paletę. Liście i zioła, w których zawartość karotenu jest znacznie wyższa niż chlorofilu, są czerwone lub żółte.
- Ksantozyna jest substancją, która pochłania całą paletę kolorów z wyjątkiem żółtego. W związku z tym liście zawierająceksantozyna - żółta.
Teraz stanie się jasne zarówno dla dorosłych, jak i dla dzieci, dlaczego rośliny są zielone. Wszyscy zrozumieją, jak ważny jest proces fotosyntezy, w jaki sposób rośliny pozyskują składniki odżywcze i rosną oraz dlaczego żółkną i więdną jesienią. Odkrywaj świat, to bardzo interesujące!
