A Föld bolygó növényeinek többsége zöld. Végtelen mezők, rétek, hatalmas erdők ezek. Nagyon gyakran hallani a gyerekektől a kérdést: „Anya, miért zöldek a növények?”. Próbáljunk meg válaszolni erre a kérdésre a kémia, a fizika és egy egyszerű laikus szemszögéből.
Miért zöldek a növény levelei? Körülbelül összetett
Bolygónkon a lombozat és a fű sárga, piros, de többnyire zöld. Ennek az az oka, hogy a növények apró pigmenteket színeznek. Minden fűszál és levél sejtjeiben megtalálhatók. Némelyikük vörös színt ad a növénynek, mások sárgát, mások pedig zöldet. A pigmentek közül a leggyakoribb a klorofill, amely a növények zöld színét adja.
Mi a klorofill és a fotoszintézis?
A lombozatot és a füvet a klorofill nevű pigment (a fotoszintézis folyamatában részt vevő zöld anyag) színezi. Ennek eredményeként tápanyagok képződnek és oxigén termelődik.
A napfénynek köszönhetően komplex biokémiai folyamat megy végbe, melynek eredményekénta növény által a talajból nyert szervetlen anyagok és víz szerves anyagokká alakul át (zsírok, szénhidrátok, fehérjék, keményítő, cukor). A fotoszintézis fő jelentése az, hogy a növény elnyeli a szén-dioxidot és oxigént termel, ami fontos a Föld összes élőlényének életében.
A zöld fény fizikája és kémiája
Menjünk mélyebbre abban, hogy miért zöldek a növények.
A fizikusok minden tárgy színét azzal magyarázzák, hogy mennyire nyeli el/veri vissza a fényt. A minket körülvevő dolgoknak van egy színük, amely tükrözi őket. Például, ha egy objektum fehér, akkor a spektrum összes színét tükrözi. Ha fekete, akkor ez az objektum minden árnyalatot elnyel. A fehér napfény hét színből áll, amelyeket minden élő szervezet, növény és élettelen tárgy megkap. Minden tónusú fű és lombozat csak zöldet tükröz (nem szükséges a fotoszintézis folyamatához), ezért minden növény rendelkezik ezzel az árnyalattal. A klorofill pigment pedig energiát von ki a növekedéshez és a táplálkozáshoz a vörös és kék spektrumból.
A tudósok meg tudják magyarázni, hogy a legtöbb növény miért tükrözi vissza a zöld fényt ahelyett, hogy elnyeli azt. A spektrum minden színének meghatározott energiája és fotonjai (apró fényrészecskék) vannak. Ez az energia elengedhetetlen a fotoszintézishez. A legtöbb foton a vörösben található, míg a kéknek van a legtöbb hasznos energiája. A zöld fotonok nem energikusak és nem hasznosak, ezért a természet nem használja őket.
A kémia szemszögéből minden másképp van megmagyarázva. A tudósok úgy vélikhogy a tárgyak színe bizonyos fémek koncentrációjától függ. Például a vér vörös, mert a benne lévő hemoglobin vasat tartalmaz. Szinte minden növényzet zöld, mert a magnézium jelen van a klorofillban. A legérdekesebb az, hogy ennek az elméletnek nincs szilárd bizonyítéka. A tudósok megpróbálták a magnéziumot cinkkel helyettesíteni, de ennek ellenére a növények ugyanolyan zöldek maradtak.
Miért sárgulnak be a levelek ősszel?
Miért sárgul a fű ősszel, a lombok kiszáradnak és lehullanak? Ennek oka a napfény hiánya. Ahogy kezdődik az ősz, a nappalok rövidülnek, hűvösebbek és sötétebbek lesznek. A növények érzékenyek a nappali órák csökkentésére. A klorofillból hiányzik a nap színe, és elkezd lebomlani, a zöld szín elveszik, barna, vörös, sárga, bíborvörössé változik.
Miért nem zöld minden növény?
Miért vannak a természetben a zöld mellett más színű növények is? Mert a klorofillon kívül a növények sok más pigmentet is tartalmazhatnak. Például:
- Az antocianin egy pigment, amely elnyeli a zöld fényt, és visszaveri a többit. Az anyagot tartalmazó levelek bármilyen színűek lehetnek, kivéve a zöldet.
- A karotin egy pigment, amely tükrözi a sárga és piros palettát. A levelek és a fűszernövények, amelyekben a karotin mennyisége sokkal magasabb, mint a klorofill, pirosak vagy sárgák.
- A xantozin olyan anyag, amely a sárga kivételével a teljes színpalettát felszívja. Ennek megfelelően a lombozat tartalmazóxantozin - sárga.
Most felnőttek és gyerekek számára is világossá válik, hogy miért zöldek a növények. Mindenki érteni fogja a fotoszintézis folyamatának fontosságát, azt, hogy a növények hogyan nyernek tápanyagot és fejlődnek, és miért sárgulnak és hervadnak el ősszel. Fedezze fel a világot, ez nagyon érdekes!
