Useimmat maapallon kasveista ovat vihreitä. Nämä ovat loputtomia peltoja, niittyjä, v altavia metsiä. Hyvin usein voit kuulla lapsilta kysymyksen: "Äiti, miksi kasvit ovat vihreitä?". Yritetään vastata tähän kysymykseen kemian, fysiikan ja yksinkertaisen maallikon näkökulmasta.
Miksi kasvien lehdet ovat vihreitä? Melko monimutkainen
Planeettamme lehdet ja ruoho ovat keltaisia, punaisia, mutta enimmäkseen vihreitä. Tämä johtuu siitä, että kasvit värjäävät pieniä pigmenttejä. Niitä on jokaisen ruohonkorren ja lehden soluissa. Jotkut niistä antavat kasville punaisen värin, toiset keltaisen ja toiset vihreän. Yleisin pigmenteistä on klorofylli, aine, joka antaa kasveille vihreän värin.
Mitä on klorofylli ja fotosynteesi?
Lehdet ja ruoho värjäävät pigmentillä, jota kutsutaan klorofylliksi (vihreä aine, joka osallistuu fotosynteesiprosessiin). Tämän seurauksena muodostuu ravinteita ja muodostuu happea.
Auringon valon ansiosta tapahtuu monimutkainen biokemiallinen prosessi, jonka seurauksenakasvin maaperästä saamat epäorgaaniset aineet ja vesi muuttuvat orgaanisiksi aineiksi (rasvat, hiilihydraatit, proteiinit, tärkkelys, sokeri). Fotosynteesin päätarkoitus on, että kasvi imee hiilidioksidia ja tuottaa happea, mikä on tärkeää kaikkien maapallon organismien elämälle.
Vihreän valon fysiikka ja kemia
Mennään syvemmälle siihen, miksi kasvit ovat vihreitä.
Fyysikot selittävät kaikkien esineiden värit sillä, kuinka paljon ne absorboivat/heijastavat valoa. Ympärillämme olevilla asioilla on väri, joka heijastaa niitä. Esimerkiksi, jos esine on valkoinen, se heijastaa kaikkia spektrin värejä. Jos musta, tämä esine imee kaikki sävyt. Valkoinen auringonvalo koostuu seitsemästä väristä, jotka kaikki elävät organismit, kasvit ja elottomat esineet vastaanottavat. Kaikkien sävyjen ruoho ja lehdet heijastavat vain vihreää (se ei ole tarpeen fotosynteesiprosessissa), ja siksi kaikilla kasveilla on tämä sävy. Ja pigmenttiklorofylli poimii energiaa kasvua ja ravintoa varten punaisesta ja sinisestä spektristä.
Tutkijat voivat selittää, miksi useimmat kasvit heijastavat vihreää valoa sen sijaan, että ne absorboisivat sitä. Jokaisella spektrin väreillä on tietty energia ja fotonien määrä (pieniä valohiukkasia). Tämä energia on välttämätöntä fotosynteesille. Suurin määrä fotoneja on punaisessa, kun taas sinisellä on eniten hyödyllistä energiaa. Vihreät fotonit eivät ole energisiä eivätkä hyödyllisiä, joten luonto ei käytä niitä.
Kemian näkökulmasta kaikki selitetään eri tavalla. Tiedemiehet uskovatettä esineiden väri riippuu tiettyjen metallien pitoisuudesta. Esimerkiksi veri on punaista, koska sen hemoglobiini sisältää rautaa. Lähes kaikki kasvillisuus on vihreää, koska magnesiumia on klorofyllissä. Mielenkiintoisinta on, että tällä teorialla ei ole kovia todisteita. Tutkijat yrittivät korvata magnesiumin sinkillä, mutta tästä huolimatta kasvit pysyivät samana vihreinä.
Miksi lehdet kellastuvat syksyllä?
Miksi ruoho kellastuu syksyllä, lehdet kuivuvat ja putoavat? Tämä johtuu auringonvalon puutteesta. Syksyn alkaessa päivät lyhenevät, viilenevät ja pimenevät. Kasvit ovat herkkiä päivänvalon lyhentymiselle. Klorofylliltä puuttuu auringon väri, ja se alkaa hajota, vihreä väri katoaa muuttuen ruskeaksi, punaiseksi, keltaiseksi, karmiininpunaiseksi.
Miksi kaikki kasvit eivät ole vihreitä?
Miksi luonnossa on vihreän lisäksi muun värisiä kasveja? Koska klorofyllin lisäksi kasvit voivat sisältää monia muita pigmenttejä. Esimerkki:
- Antosyaniini on pigmentti, joka imee vihreää valoa ja heijastaa loput. Ainetta sisältävät lehdet voivat olla minkä tahansa värisiä paitsi vihreitä.
- Karoteeni on pigmentti, joka heijastaa keltaista ja punaista palettia. Lehdet ja yrtit, joissa karoteenin määrä on paljon suurempi kuin klorofylli, ovat punaisia tai keltaisia.
- Ksantosiini on aine, joka imee koko väripaletin keltaista lukuun ottamatta. Näin ollen lehdet sisältävätksantosiini - keltainen.
Nyt tulee selväksi sekä aikuisille että lapsille, miksi kasvit ovat vihreitä. Jokainen ymmärtää fotosynteesiprosessin merkityksen, kuinka kasvit saavat ravinteita ja kasvavat sekä miksi ne kellastuvat ja kuihtuvat syksyllä. Tutki maailmaa, se on erittäin mielenkiintoista!
