Почему трава зеленая? Почему растения зеленого цвета
Почему растения зелёного цвета? - UNiversal NetWork
Года в три-четыре каждый ребёнок задаёт простой вопрос: «почему трава зелёная?» В ответ можно услышать всё, что угодно – от «не приставай, мне некогда» до научно-популярной версии о фотосинтезе и зелёном хлорофилле. Но разве это ответ? Можете ли вы объяснить себе, почему трава всё-таки зелёная – а не розовая, оранжевая или цвета индиго? Конечно, вы скажете: потому что в хлоропластах растений содержится хлор – а в кристаллической форме он зелёный. Неплохо. Ну а дальше-то что? Почему в ходе эволюции выбор пал на него, а не на периодический элемент иного цвета? Вот вам и задачка… Но в истории развития жизни на Земле не было случайностей.
Доступным языком о физике
Даже самые далёкие от точных наук люди знают, что жизнь на планете обязана своим существованием солнечным лучам. Глубоко в недрах нашей звезды происходят ядерные реакции синтеза гелия из водорода. В результате распада высвобождаются фотоны (кванты света). Они проявляют свойства волн и частиц одновременно: эти электромагнитные импульсы излучаются «порциями», однако не имеют ни массы, ни заряда. Их роль в нашей жизни куда важнее: они обеспечивают взаимодействие между электрическими зарядами элементарных частиц, составляющих атомы, затем молекулы и, наконец, клетки живого организма.
Фотоны могут жить только в движении со скоростью света в вакууме. Рождаясь в солнечном ядре, они сперва несут в себе колоссальный импульс. Но чтобы сквозь солнечную мантию пробиться к поверхности звезды, эти частицы тратят почти миллион лет! Поэтому не смотря на то, что с этого момента свет преодолевает расстояние до Земли всего за 8,3 минуты, мы наслаждаемся тёплыми лучами, которые ждали встречи с нами ещё в середины Плейстоцена.
Так вот: в целом импульс фотонов капитально уменьшается ещё до прощания с родной звездой, а при прохождении земной атмосферы кванты света уже ожидают новые препятствия. В озоновом слое фотоны сталкиваются с молекулами, из-за чего изменяются импульс и длина волн – то есть, свет разделяется на спектр (дисперсия). Самые опасные для земных обитателей длины волн озоновый слой не пропускает - включая большую часть ультрафиолета. Поэтому мы различаем цвета радуги начиная от фиолетового и заканчивая красным. Иинфракрасную длину волны мы всё ещё ощущаем как тепло, а слабое микроволновое и другие излучения нас и вовсе не беспокоят.
Каждому из видимых цветов соответствует длина волны света, которую отражают материальные объекты (все остальные им поглощаются). Казалось бы, ничего загадочного: растения используют хлорофилл, который поглощает все цвета кроме зелёного. Но всё наоборот: сначала растения сознательно выбрали цвет, а потом подобрали к нему нужный «наполнитель». Здесь нам придётся обратиться к богатому опыту агрономов и ботаников. Многочисленные опыты и исследования раскрывают некоторые секреты растений, о которых почему-то не рассказывают в школе на уроках биологии.
Фотоны и растения
Вообще для фотосинтеза подходят волны любой длины, включая невидимые нашему глазу. Современные растения приспособились использовать излучение в диапазоне от 400 (фиолетовый) до 700 нм (красный). Причём для нормального функционирования растений (рост, цветение, плодоношение, запасание полезных веществ) необходимо присутствие в спектре всех этих цветов в определённых пропорциях. Это объясняется тем, что некоторые химические реакции могут начаться при облучении вещества светом низкой или средней частоты (тёплые цвета радуги), а другим для инициирования реакции требуется свет с частотой выше определённого порогового значения (холодные цвета).
Если зелёный свет может передать достаточно большие импульсы – какой же смысл растениям от него отказываться? Однако факт есть факт: 80-90% энергии растения вырабатывают за счёт поглощения синих и красных фотонов. Синие при этом более интенсивные, зато красных – подавляющее большинство. Остальные 10-20% приходятся на другие цвета, а сам зелёный в качестве «основного наряда» был выбран, очевидно, за свою высокую проникающую способность: в то время как синий и красный почти полностью поглощаются верхними ярусами листьев, зелёный способен проникать сквозь них и «вдыхать жизнь» в нижние ярусы, какими бы густыми они ни были. Это значит, что первые водоросли, которые только выбирались на сушу, уже планировали своё дальнейшее завоевание континентов и превращение в многоярусные леса – от мхов и трав до кустарников и деревьев.
Где же гарантия, что растения просто отражают или пропускают сквозь себя большую часть зелёного света? – Её и не будет, ведь и это не совсем правда. Это всё человеческое зрение, которое нельзя назвать самым надёжным (в сравнении с некоторыми животными), даёт нам «зелёную картинку». Этот цвет мы видим однородным из-за несовершенства своего зрительного анализатора. На самом же деле это наложение световых волн разной длины – преимущественно жёлтых и синих. А как же иначе? Часть цветных пигментов (каротин, антохлор, ксантофилл) специализируются на поглощении синих фотонов, отражая преломлённые лучи в красновато-жёлтом «формате». Другие пигменты (хлорофил и антоцианы) поглощают красноватые фотоны, отражая лучи приблизительно цвета морской волны. Накладываясь, они образуют изумрудный (по крайней мере, так его видят люди).
По мере сокращения светового дня и изменения угла освещённости (что влияет на преломление света ещё в слоях атмосферы), фотонов с большой частотой (и маленькой длиной волны) становится всё меньше. Некоторое время растения пытаются приспособиться к этому и переключают внимание исключительно на сбор «высококалорийных» порций света. Поглощая синие и зелёные фотоны, листья растений начинают отражать соответственно жёлтый или красный цвета. Когда синих фотонов становится критически мало, растения сбрасывают листву.
Какими могут быть растения с других планет?
Как вы догадываетесь, всё зависит от особенностей светового спектра, который формируется во время прохождения атмосферы или жидкой среды. Если кислорода и озонового слоя на планете нет, то от жгучего ультрафиолета растения может спасти только толща воды – они, очевидно, будут поглощать максимум инфракрасного излучения, а сами приобретут тёмно-красный цвет (на нашей планете так поступает пурпурная аноксигенная бактерия). Обитаемый спутник яркой звезды класса F должен получать очень много света, поэтому растения на нём отражали бы синий цвет - во избежание перегрева. А планета, освещаемая тусклой звездой класса М («красный карлик»), должна испытывать дефицит света – и, чтобы максимально использовать его, растения наверняка сделают выбор в пользу чёрной окраски. Да вы представьте только себе эти три фиолетовых глаза, полных надежды: «Мама-мама, а почему трава чёрная?»
Поделиться
Похожие статьи
Светящиеся растенияСекреты природы10 лучших игр на ПКГрибы в жизни человекаИнтересное растение ЯретаКоментарии
VKunnw.ru
Почему листья растений зеленого цвета
Большинству людей известно, что листья растений и деревьев, в большинстве своем, имеют зеленый цвет. Однако задумывались ли вы о том, почему цвет листьев зеленый? Если нет, мы предлагаем вам ознакомиться с текстом нашей сегодняшней статьи, ведь мы разберемся в данном вопросе.
Пигмент хлорофилл
Большинство растений имеет в составе своих листьев один пигмент, который называется «Хлорофилл». Одной из основных функций пигмента является улавливание солнечного света, а точнее его энергии, с помощью которой пигмент способен осуществлять фотосинтез.
Благодаря свету, который поглощается растениями, а точнее пигментом хлорофилл, растения способны выработать органические вещества, служащие для питания, ведь, как известно, растения являются живыми, и без постоянного питания и поступления необходимых веществ, их жизнь и существование были бы невозможны.
Примечательно, что название хлорофилла происходит от греческого языка, и перевести его можно практически дословно, как «зеленый лист».
Задать вопрос!Если у Вас есть какой-то вопрос по этой статье, то не стесняйтесь и спрашивайте в комментариях.Мы постараемся оперативно ответить.
Спросить >>>Теперь, когда вы знаете, почему листья растений имеют зеленый цвет, можно рассмотреть и еще несколько вопросов, относящихся к нашей сегодняшней теме.
Почему листья цветов бледно-зеленые
Иногда листья цветов имеют непривычный зеленый оттенок, который более походит на бледно-зеленую гамму. Безусловно, бледный оттенок листьев цветов не может говорить о том, что растение является полностью здоровым. Подобное явление может означать лишь то, что растению не хватает какого-либо из элементов. К примеру, это может быть:
- Калий;
- Фосфор;
- Азот.
Роль хлорофилла
Напоследок необходимо также отметить и то, что хлорофилл имеет не одну единственную роль, и помимо придачи растениям зеленого цвета, данный пигмент играет поистине одну из важнейших ролей на нашей планете.
Большинство людей знает о том, что растения и деревья влияют на образование кислорода на планете Земля. Если быть точнее, то они занимаются процессом поглощения углекислого газа и преобразования его в кислород, необходимый для жизни на нашей планете. А если быть еще точнее, то за данную функцию в растениях и деревьях отвечает именно хлорофилл.
Стоит также подчеркнуть и то, что хлорофилл влияет и на образование таких питательных веществ из корней растений, как, например, углеводы, белки, жиры, сахар и крахмал. Впрочем, это не так важно, как то, что именно за счет хлорофилла и фотосинтеза растения вырабатывают кислород.
Понравился материал? Поставь оценку и поделись в соцсетях чтобы и друзья были в курсе.Остались вопросы? Задайте их в комментариях.
Загрузка... Почему трава зеленая?Ответы на вопросы
Как приятно погожим летним днем пройтись босиком по сочной зеленой траве или послушать тихий шепот листвы в тенистом парке. И среди этой умиротворяющей обстановки полного единения с природой многим из нас приходил в голову вопрос – почему трава зеленая?
Чтобы ответить на такой, казалось бы, несложный вопрос нам придется прибегнуть к помощи таких серьезных наук, как физика и химия. Для начала попробуем понять, как вообще у человека формируется понятие о том или ином цвете предмета.
Дело в том, что глаз человека воспринимает цвет предмета таким, какие световые лучи тот отражает от себя. Именно поэтому ночью, когда освещение отсутствует, все предметы кажутся черными. Солнечный свет представляет собой спектр, включающий огромное множество цветов. В зависимости от химического состава предмета, некоторую часть этого спектра он поглощает, а некоторую – отражает. Эту отраженную часть спектра мы и воспринимаем, как цвет предмета. К примеру, предметы белого цвета не поглощают ничего, а отражают весь спектр полностью. Также и черные предметы – они полностью поглощают весь свет, не отражая ничего.
Трава, как и любая органика, состоит из клеток. Каждая такая клетка содержит пигмент под названием хлорофилл. Это вещество отвечает за важнейший процесс фотосинтеза, благодаря которому растения могут под действием солнечного света поглощать углекислый газ и выделять кислород. Недаром, в переводе с греческого языка слово хлорофилл означает «зеленый лист». Именно хлорофилл поглощает все цвета спектра, отражая лишь зеленый. Этот цвет и воспринимает человеческий глаз.
Но почему же хлорофилл отражает зеленый свет, тогда как всю остальную часть спектра поглощает. Дело в том, что для запуска процесса фотосинтеза зеленый свет попросту не нужен, тогда как лучи другого цвета поглощаются и обеспечивают клетки травы необходимым количеством энергии.
А что окрашивает в зеленый цвет сам хлорофилл? Здесь нам на помощь приходит химия, которая уверяет, что всевозможные органические соединения имеют тот или иной цвет благодаря сочетанию металлов, которые присутствуют в их составе. И если за ярко красный цвет крови отвечает железо, содержащееся в гемоглобине, то за зеленый цвет травы отвечает магний, содержащийся в составе хлорофилла.
Почему трава на планете зеленая
Зачастую простые, буквально детские вопросы оказываются самыми сложными. Если спросить взрослого человека, почему трава зеленая или небо голубое, вопрос может вызвать у него затруднение. Найти ответ на эти вопросы помогает школьная программа.
Хлорофилл и фотосинтез
Рассматривая траву под микроскопом, можно обнаружить частицы-хлоропласты, которые содержат хлорофилл. Зеленую окраску растениям придает именно этот пигмент.
Более подробно дать ответ на вопрос, почему трава зеленая, поможет понимание процесса фотосинтеза. Под воздействием ультрафиолетовых лучей солнца растение перерабатывает и поглощает углекислый газ. Благодаря данной процедуре в атмосферу выходит чистый кислород. Главную роль здесь играет именно хлорофилл.
Окружающие предметы впитывают все цвета, а потом либо отталкивают, либо пропускают их. От этого зависит, как человеческий глаз будет воспринимать предмет. Из-за нехватки солнца на газоне, иногда возникает вопрос, почему у соседа трава зеленее. Цвет зависит от количества поступающего света.
Если трава бледно-зеленого оттенка, значит, в ней недостаточно хлорофилла для нормального протекания процесса фотосинтеза. Осенью листья с деревьев опадают, растения становятся желтыми. В это время года из-за недостаточного количества солнечного цвета хлорофилл разрушается, окрас листьев со временем теряется.
Солнечный свет смешанный. В нем присутствуют 7 главных оттенков: фиолетовый, оранжевый, синий, желтый, голубой, красный и зеленый. У хлорофилла особый состав, он впитывает почти весь перечень существующих цветов, за исключением зеленого. Именно этот цвет отражают растения. Это своего рода оптический электромагнитный эффект. Вот почему трава зеленая!
Почему же сам пигмент носит такой окрас? Здесь на помощь приходит химия.
Ученые предполагают, что наличие металлов напрямую связано с цветом органических соединений. В частности, в гемоглобине присутствует железо. За счет него кровь становится красного цвета. В хлорофилле присутствует магний. Из-за этого пигмент окрашивается в зеленый цвет и передает его растениям. Однако эта гипотеза не изучена до конца.
Растения зимой
Интересным остается вопрос, почему трава зеленая под снегом. Снег — это отличный теплоизолятор. Он создает своеобразный природный парник, который не пропускает тепло с поверхности почвы. Это возможно благодаря структуре снежинок. По своему составу они пористые, легкие: 5% воды и 95% кислорода. За счет воздуха, который является плохим проводником тепла, под снегом растениям не страшны суточные перепады температур.
Однако, помимо отсутствия тепла, угрозой для них является дефицит влаги. И здесь снежный покров приходит на помощь. Из-за содержания достаточного запаса воды он не дает растениям засохнуть.
Свойство термоизоляции снега сдерживает охлаждение почвы, защищает от нехватки влаги. Своеобразное снежное покрывало оберегает в зимний период траву от сильного ветра и мороза, ведь зимовать лучше под снегом, чем на открытом воздухе, где ничто не сможет защитить.
otvet1.ru
Почему трава зеленая? Физика, химия и биология такого цвета
Зачастую, на заданный ребенком вопрос: почему трава зеленая, родители не в силах правильно ответить. Кто или что окрашивает траву, и почему именно в такой цвет – ответить помогут школьные науки.
На вопрос отвечает биология
На уроках биологии при рассмотрении зеленого листка под микроскопом не трудно было заметить ярко выраженные частицы – хлоропласты, содержащие хлорофилл. В переводе с греческого языка хлорофилл означает «зеленый лист» - это пигмент, содержащийся в растениях и имеющий зеленую окраску.
Еще со школьной скамьи нам известно, что под воздействием света солнца на листья и стебли травы активируется процесс фотосинтеза, ведущую роль в котором играет этот зелёный пигмент. Именно хлорофилл из всего цветового спектра отражает только зеленый цвет, поглощая все остальные. Таким образом, трава приобретает характерный для большинства представителей флоры зеленый цвет.
Осенью хлорофилл разрушается, так как темнеет раньше, солнечного света становится меньше и поэтому окружающие нас деревья и травы теряют свою окраску и становятся желтыми. Как раз в осеннюю пору, когда листва засыхает, можно увидеть, какими были бы растения без зеленого хлорофилла в их клетках.
Точка зрения химии
Дало свое научное объяснение вопросу, почему трава зеленая, и химическое учение. Мы выяснили, что вещество хлорофилл зеленого цвета, благодаря чему растения также приобретают этот цвет. А что окрашивает в зеленый сам хлорофилл?
Учёные предполагают, что различные органические соединения окрашиваются в тот или иной цвет благодаря определенному соотношению содержания в них металлов. К примеру, в составе гемоглобина присутствует железо, окрашивающее нашу кровь в красный цвет. В свою очередь растения мы видим зелеными из-за содержащегося в хлорофиллах магния.
Несмотря на такое правдоподобное обоснование, учеными установлено, что замена магния в составе хлоропластов, к примеру, на цинк, цвет травы не изменится и останется зеленым.
А что говорит физика?
Не остались в стороне в вопросе о цветовой принадлежности травы и более точные науки. С физической точки зрения цвет предмета объясняется как отношение между светом полученным и поглощенным определенным предметом, и светом, отраженным от него.
Солнечный свет состоит из семи составляющих – красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового. Трава принимает на себя солнечное освещение в виде семи цветов спектра, а отражает всего один луч – зеленый.
Почему хлорофилл отражает именно зеленый цвет? Ответ кроется в самом процессе фотосинтеза: для его осуществления зеленые лучи, исходящие от солнца, не нужны. В то время как красные и фиолетовые лучи поглощаются хлорофиллом для выработки энергии и дальнейшей ее передачи клеткам растения.
otvetprost.com
