Что такое хлорофилл в деревьях

Почему листья зелёные? Что такое хлорофилл?

В мире известно около 350 тысяч видов растений. Большинство из них имеют листья зелёного цвета. На такой окрас, безусловно, приятно смотреть каждому, но нужен он отнюдь не для красоты. Почему листья зелёные? Какое значение имеет цвет растений? Что такое хлорофилл? На все эти вопросы мы ответим далее.

Мир растений

Наравне с животными и грибами растения представляют собой отдельное царство живой природы. К ним относятся мхи, хвощи, папоротники, кустарники, травы, деревья, плауны и даже водоросли. Далеко не все их виды известны науке. Сегодня открыто около 350 тысяч видов растений (о чём мы говорили выше), но это лишь приблизительная цифра.

Растения являются неотъемлемой частью пищевых цепочек и практических всех биотопов. Они населяют все континенты планеты, поверхностные и глубинные воды океанов и рек. Растения приспособились к жизни в пустынях, пресных и очень солёных водоёмах, а также на вечно холодных землях Антарктиды.

Цветки растений обладают самой разнообразной расцветкой. Но почему листья зелёные практически у всех видов? Все это не случайно. Цветки и плоды участвуют в размножении. Их яркие оттенки привлекают животных, которые помогают опылению и распространению растений. У листьев же совсем другая функция. Они участвуют в дыхании растения и получении им питательных веществ. Чаще они даже отпугивают животных своими маслами и ядами, нежели привлекают.

Почему листья зелёные?

Листья — это надземные органы растений, отвечающие за газообмен, движение воды и её выведение. Они накапливают влагу и питательные вещества, необходимые для нормального развития растения.

Так почему листья зеленого цвета? Главной причиной этому является хлорофилл. Это пигмент, который используется растениями для фотосинтеза. Он содержится в специальных пластидах – хлоропластах, расположенных в клетках основной ткани растения.

Что такое хлорофилл, стало известно ещё в XIX веке. Французские химики открыли его в 1817 году. Он содержится в высших и низших растениях, водорослях, цианобактериях, бактериях и простейших организмах.

Клетки, содержащие его, находятся близко к поверхности листа, чтобы получить как можно больше солнечного света. Пигмент поглощает определённые лучи спектра, превращая их энергию в необходимые для растения вещества. Наиболее эффективными и нужными являются красные и синие лучи. Именно в них содержится наибольшее количество фотонов. Зелёный спектр, наоборот, наименее полезен. Поэтому он отражается от поверхности листьев и воспринимается нашим глазом как их окрас.

Процесс фотосинтеза

Фотосинтез – уникальный процесс, который приносит пользу не только растениям, но и другим организмам на планете. В ходе него неорганические вещества превращаются в органические. Животные и грибы не могут сами производить органические вещества, поэтому растения для них просто незаменимы.

Для протекания фотосинтеза необходимо всего четыре компонента: хлорофилл, свет, вода и углекислый газ. Поступая в клетки листьев, все они вступают в реакцию, превращаясь в необходимую растению энергию. В природе существует и безхлорофилльный фотосинтез, но количество полученной энергии при таком процессе очень небольшое. Для более эффективных реакций необходим хлорофилл.

Побочным продуктом фотосинтеза является кислород, а вот вредный в больших количествах углекислый газ поглощается и перерабатывается. Благодаря этому растения очищают воздух, делая его более приспособленным для наших легких.

Незелёные листья

Итак, мы узнали, что хлорофилл является жизненно необходимым веществом для растений. Но если он так важен, почему листья зелёные не у всех видов? Иногда это объясняется болезнью растения, из-за которой оно теряет свой зелёный пигмент и не может осуществлять фотосинтез.

Но существуют виды, у которых листья изначально красные, синие, бурые и т. д. Дело в том, что кроме хлорофилла, в них содержится много других пигментов. Например, за красный цвет отвечает антоциан, за жёлтый – ксантофилл, за оранжевый или темно-красный – каротиноид.

Набор пигментов и их количество зависят от места распространения конкретного вида, его жизненного цикла, степени освещения. Пигменты влияют на метаболизм растения, периоды его развития, обеспечивают защиту от микробов и вредных веществ. Во многих листьях содержится 0,07-0,02 % таких субстанций, они участвуют в фотосинтезе вместе с хлорофиллом.

Видоизменённые листья

Вид растения легко определить по форме его листьев. Они могут быть совсем ровными или изрезанными по краям, плоскими или немного выпуклыми. Все это является одним из основных видовых признаков.

Но не все листья выглядят как тонкие пластинки, прикреплённые тонким стебельком к ветке. Порой они замаскированы под усики, иголки, колючки, черешки, мешочки и другие образования. Необычный внешний вид связан с адаптацией к условиям окружающей среды. Например, усики взяли на себя опорную функцию. Они помогают растению цепляться за различные поверхности или же своих соседей, чтобы подняться выше и дотянуться до солнечного света.

В пустынях света и так много. Поэтому местная растительность преобразовала листья в колючки. В таких случаях они не обязательно имеют зелёный цвет, ведь фотосинтез только ускорит испарение влаги. Обычно они коричневые, красные или жёлтые, а все их основные функции перешли к стеблю, который как раз зелёный. Этот способ выживания в суровых условиях прекрасно виден на мексиканских кактусах.

У многих суккулентов листья толстые и мясистые, имеют вид жёлоба, по которому влага стекается прямо к стеблю. Они тоже распространены в местах, где очень жарко и сухо. Чтобы уменьшить риск получения ожога и количество испаряемой влаги, их листья стали бледными, практически белыми, пятнистыми или красноватыми.

Источник

Межсезонье: почему осенью желтеют листья

За цвета в природе отвечает группа органических соединений, которые называются красителями. Они встречаются в окраске не только листьев растений, но и овощей, животных, птиц и рыб.

🌳 Хлорофилл — самый известный краситель в растениях, отвечает за зелёный цвет.

🌽 Каротиноиды — придают растениям жёлтый оттенок. Тыква, кукуруза, канарейки, фламинго, лосось, омары, креветки и нарциссы окрашены каротиноидами.

🍊 Флавоноиды — отвечают за оранжевый цвет. Их высокое содержание характерно для петрушки, лука, цитрусовых, облепихи, гречки и тёмного шоколада.

🍅 Антоцианы — это красный, пурпурный и фиолетовый цвета. Они дают окраску красным яблокам, помидорам, винограду и лепесткам многих цветков.

Как работают красители

Чтобы органическое соединение выглядело цветным, оно должно содержать цепочку сопряжённых двойных связей или присоединённых к ней поставляющих или принимающих электроны заместителей. Это следует из электронной теории цветности органических соединений. В листьях растений молекулы и соединения в них как раз такие, поэтому независимо от сезона сами листья не прозрачные, а цветные.

А, например, у большинства молекул, входящих в состав бензина, таких связей нет, поэтому он почти бесцветный.

Почему осенью желтеют листья

Это происходит из-за смены температуры и сокращения светового дня. Для производства хлорофилла, который отвечает за зелёный цвет в растениях, листьям требуется много тепла и света. Когда лето заканчивается, сокращается световой день, понижается средняя температура воздуха и, следовательно, производство хлорофилла замедляется, а существующий хлорофилл разлагается. В результате другие соединения, присутствующие в листьях, выходят на первый план и влияют на цвет листьев.

Какие деревья меняют цвет листьев

Из-за изменения светового дня все лиственные деревья меняют окраску. Не меняют окраску только хвойные деревья.

Почему осенью опадают листья

Это происходит из-за нехватки воды. Вода в грунте замерзает и не попадает в корни растений, в то же время с поверхности листа испаряется столько же воды, сколько и летом. Поэтому растения сбрасывают листву, чтобы не засохнуть.

Источник

Хлорофилл, каротиноиды, антоциан. Почему листва желтеет и опадает?

Редакция «Чердака» получила по почте вопрос от читателя: «Почему листва желтеет и опадает?» Краткий ответ таков: осенью температура воздуха начинает падать и фотосинтез работает все хуже, поэтому хлорофилл в листьях начинает разрушаться, и они меняют цвет. А опадают они, чтобы дерево не теряло влагу с их поверхности.

Листья имеют зеленый цвет, потому что в них находится хлорофилл — зеленый пигмент, который к тому же участвует в процессе фотосинтеза. На самом деле хлорофилл не единственный краситель в листе, в нем также находятся каротиноиды, отвечающие за желтый и оранжевый цвета, и антоцианы, отвечающие за красный цвет. В связи с важностью фотосинтеза хлорофилл является преобладающим пигментом в листе.

Осенью температура снижается, и это существенно уменьшает количество питательных веществ и минералов, которые поступают в растение с помощью корней. Процесс фотосинтеза становится намного менее эффективным с уменьшением температуры. Поэтому в основаниях листьев начинает расти пробковый клеточный слой, который существенно ограничивает количество воды и минералов, поступающих в лист. Со временем хлорофилл начинает разрушаться, и другие пигменты — каротиноиды и антоцианы — начинают проявляться все сильнее. Из-за этого лист меняет свой цвет на оранжевый или красный.

Однако через листву все еще испаряется огромное количество воды, столь нужной растению. Поэтому через некоторое время пробковый слой полностью перекрывает питание, и крепление черешка листа к побегу становится очень слабым, в результате чего листья опадают.

Многие листопадные деревья и кусты произрастают в жарких странах, где, несмотря на постоянную высокую температуру, у них тоже опадают листья. Это связано с тем, что при больших температурах хлорофилл в листьях разрушается, поэтому растение избавляется от них, чтобы ограничить испарение влаги. Но в этих же условиях у хвойных растений иголки не опадают — это связано с тем, что у иголок гораздо более малая площадь поверхности, поэтому их них испаряется гораздо меньше влаги.

Источник