Почему деревья зеленого цвета

masterok

Посмотрим вокруг на природу, которая нас окружает. Цветы, кустарники, деревья, травы летом имеют множество оттенков, но преобладающим в цветовой гамме является зеленый.

Но почему именно зеленый, а не синий, красный или желтый?

Как вы помните из школьной программы — растения по праву называют легкими планеты. Перерабатывая вредный углекислый газ, они дарят человечеству и окружающей среде кислород. Этот процесс носит название фотосинтез, а пигмент отвечающий за него – хлорофилл.

Именно благодаря молекулам хлорофилла неорганические вещества превращаются в органические. Самым важным из них является кислород, но в то же время в процессе фотосинтеза растениями вырабатываются белки, сахар, углеводы, жиры, крахмал. Со школьной программы известно, что началом химической реакции является попадание на растение солнечного или искусственного света. Хлорофиллом поглощаются не все световые волны, а лишь определенной длины. Наиболее быстро это происходит от красных до сине-фиолетовых.

Зеленый же растениями не поглощается, а отражается. Именно это видно глазам человека, следовательно, представители флоры вокруг нас имеют зеленый цвет.

Почему именно зеленый цвет?

Достаточно длительное время ученые бились над вопросом: почему зеленый спектр отражается? В итоге выяснилось, что природа просто не тратит силы зря, потому как этот мельчайшие частички света – фотоны этого цвета не обладают никакими выдающимися качествами, тогда как синие фотоны – источники полезной энергии, в красных содержится наибольшее количество. Как тут не вспомнить, что ничего в природе не делается просто так.

Откуда в растениях яркие краски?

Биологи с уверенностью говорят о том, что произошли растения от чего-то, похожего на водоросли, а хлорофилл появился под воздействием эволюционных процессов.

В природе же другие цвета изменяются под воздействием света. Когда его становится меньше, листья и стебли начинают отмирать. Хлорофилл, отвечающий за яркий зеленый цвет, распадается. На смену ему приходят другие пигменты, отвечающие за яркие краски. Красные и желтые листья свидетельствуют о том, что преобладающим стал каротин. За желтый цвет еще отвечает пигмент ксантозин. Если в растении невозможно найти зеленый цвет, в том «вина» антоцианов.

Источник

Почему растения зеленые, а не синие или красные?

Большинство растений на планете Земля зеленого цвета. Это бескрайние поля, луга, огромные леса. Очень часто от малышей можно услышать вопрос: «Мама, а почему растения зеленые?». Попробуем ответить на данный вопрос с точки зрения химии, физики и простого обывателя.

Почему листья растений зеленого цвета? Просто о сложном

Листва и трава на нашей планете бывают желтого цвета, красного, но в основном зеленого. Это происходит потому, что растения окрашивают крошечные пигменты. Они находятся в клетках каждой травинки и листочка. Одни из них придают растению красный цвет, другие – желтый, а третьи – зеленый. Самым распространенным из пигментов является хлорофилл — вещество, придающее растениям зеленый цвет.

Что такое хлорофилл и фотосинтез?

Листву и траву окрашивает пигмент, называемый хлорофилл (это вещество зеленого цвета, которое участвует в процессе фотосинтеза). В результате этого образуются питательные вещества, и вырабатывается кислород.

Благодаря свету солнца совершается сложный биохимический процесс, в результате которого неорганические вещества и вода, полученные растением из почвы, превращаются в органические (жиры, углеводы, белки, крахмал, сахар). Основное значение фотосинтеза в том, что растение поглощает углекислый газ и вырабатывает кислород, важный для жизни всех организмов на Земле.

Физика и химия зеленого света

Попробуем разобраться глубже в том, почему растения зеленые.

Ученые-физики объясняют расцветку всех предметов тем, насколько ими поглощается/отражается свет. Окружающие нас вещи имеют такой цвет, который ими отражается. Например, если предмет белого тона, значит, он отражает все цвета спектра. Если черного, то все оттенки поглощаются этим предметом. Белый солнечный свет состоит из семи цветов, которые получают все живые организмы, растения и неживые объекты. Трава и листва из всех тонов отражает только зеленый (он не нужен для процесса фотосинтеза) и вот почему все растения имеют такой оттенок. А пигмент хлорофилл добывает энергию для роста и питания из красного и синего спектра.

Ученые могут объяснить, почему большинство растений отражает зеленый свет, а не поглощает его. Каждый из цветов спектра имеет определенную энергию и число фотонов (крошечных частиц света). Для фотосинтеза важна именно эта энергия. Самое большое число фотонов содержится в красном цвете, тогда как синий владеет самой полезной энергией. Зеленые фотоны не отличаются ни энергией, ни полезностью, поэтому природа его и не использует.

С точки зрения химии все объясняется по-другому. Ученые считают, что окраска предметов зависит от концентрации некоторых металлов. Например, кровь красная из-за того, что гемоглобин в ней содержит железо. Почти вся растительность зеленого цвета, потому что в хлорофилле имеется магний. Самое интересное, что данная теория не имеет веских доказательств. Ученые пробовали заменить магний цинком, но, несмотря на это, растения оставались такими же зелеными.

Почему осенью листва желтеет?

Почему же осенью трава становится желтого цвета, листва сохнет и опадает? Это происходит из-за недостатка солнечного света. С началом осени дни становятся короче, прохладнее и темнее. Растения чутко реагируют на сокращение светового дня. Хлорофиллу недостает солнечного цвета, и он начинает разрушаться, зеленая окраска теряется, превращаясь в бурую, красную, желтую, багряную.

Почему не все растения зеленые?

Почему в природе, помимо зеленых, встречаются и растения прочих цветов? Потому что кроме хлорофилла, растения могут содержать и множество других пигментов. Например:

• Антоциан – пигмент, который поглощает лучи зеленого света, а все остальные отражает. Листья, содержащие вещество могут иметь окраску любого цвета, за исключением зеленого.
• Каротин – пигмент, отражающий желтую и красную палитру. Листья и травы, в которых количество каротина намного больше, чем хлорофилла, бывают красными или желтыми.
• Ксантозин – вещество, поглощающее всю палитру цветов, кроме желтого. Соответственно листва, содержащая ксантозин – желтого оттенка.

Теперь и взрослому и ребенку станет понятно, почему растения зеленые. Каждый поймет важность процесса фотосинтеза, как растения получают питательные вещества и растут, и почему по осени они желтеют и увядают. Познавайте мир, это очень интересно!

Источник

Зеленое дерево: особенности процессов жизнедеятельности

Окружающий мир предоставляет всему живому возможность существовать в гармонии с природой, хотя ее первозданность несколько нарушена. Но и по сей день зеленые деревья вырабатывают кислород, необходимый для дыхания. Планета предоставила человечеству возможность самосовершенствования, заранее позаботившись о способах удовлетворения его биологических потребностей.

Почему деревья зеленые

Цвет любого предмета мы воспринимаем через отраженные им лучи. Листья, поглощая красную и голубую часть спектра (по аддитивной триаде Максвелла (MGB — красный цвет, зеленый цвет, синий)), отражают зеленую.

В клетках листьев присутствует хлорофилл — сложный по химическому составу краситель, сходный по механизму действия с гемоглобином. В любой малюсенькой клеточке листика присутствуют хлоропласты (хлорофилловые зерна) в количестве от 25 до 30. Именно здесь, в них, и происходит самое главное действие планетарного масштаба — преобразование энергии Солнца. Хлоропласты преобразуют ее в глюкозу и кислород, используя воду и углекислый газ.

Русский ученый К. А. Тимирязев первым в мире сумел объяснить это явление (преобразование солнечной энергии в химическую). Именно это открытие показывает основную роль растений в зарождении и продолжении жизни на планете.

Фотосинтез

Листья зеленых деревьев работают как непрерывно работающий завод по получению глюкозы (виноградного сахара) и кислорода. Под действием солнечного света и тепла в хлоропластах протекает реакции фотосинтеза между углекислотой и водой. Из молекулы воды получается кислород (выделяется в атмосферу) и водород (вступает в реакцию с углекислым газом и преобразуется в глюкозу). Экспериментально эта реакция фотосинтеза была подтверждена только в 1941 году советским ученым А. П. Виноградовым.

C₆H₁₂O₆ — это формула глюкозы. Другими словами — это молекула, которая дает возможность продолжения жизни. Она состоит всего из шести атомов углерода, двенадцати водорода и шести кислорода. В реакции фотосинтеза при получении одной молекулы глюкозы и шести молекул кислорода задействованы по шесть молекул воды и углекислого газа. Другими словами, когда зеленые деревья вырабатывают один грамм глюкозы, в атмосферу попадает чуть больше одного грамма кислорода — это почти 900 сантиметров кубических (около литра).

Сколько времени живет лист

Основным источником возобновляемых кислородных запасов служат зеленые деревья с их огромной массой листьев.

Природа, в зависимости от климатических зон, поделила растения на листопадные и вечнозеленые.

Листопадные сохраняют свою листву с весны по осень — этот период благоприятен для роста тканей и процессов фотосинтеза, нужных самому растению для дальнейшего роста. Такая короткая жизнь листьев, как полагают ученые, обусловлена большой интенсивностью процессов, в них протекающих, и невозобновляемостью тканей. К таким деревьям относятся и дуб, и береза, и липа — словом, все основные представители как городской, так и лесной растительности.

Вечнозеленые сохраняют свою листву (чаще это видоизмененные формы) в течение более длительных сроков — от пяти до двадцати (на некоторых деревьях) лет. То есть, по сути, у этих зеленых деревьев тоже есть листопад, но гораздо менее интенсивный и растянутый по времени.

Процессы жизнедеятельности деревьев

В смешанных весенних лесах хорошо заметна разница в моментах пробуждения деревьев. Листопадные растения начинают распускать почки, зеленеть, очень быстро набирают массу листьев. Хвойные (вечнозеленые) просыпаются несколько медленнее и менее заметно: сначала изменяется густота окраса, а затем уже распускаются почки с новыми побегами.

Начало новой жизни заметнее всего в весеннем лесу с его непрекращающимся птичьим гомоном, журчанием талой воды и интенсивным кваканьем лягушек.

С оттаиванием почвы растение начинает впитывать корневой массой воду и подавать ее в стебель и ветви. Высота некоторых деревьев может достигать ста метров. В связи с этим возникает вопрос: «А как может растение поднять на такую высоту воду с питательными веществами?»

Обычное давление в одну атмосферу помогает поднять воду на высоту десяти метров, а как выше? Растения приспособились к этому, создав специальную систему подъема воды, состоящую из сосудов и трахеид в древесине. Именно по ним осуществляется транспирационный ток воды с питательными веществами вверх. Движение обусловлено испарением водяного пара в атмосферу листом. Скорость подъема воды в транспирационной системе может достигать ста метров в час. Подъем на большую высоту обеспечивается еще и силой сцепления молекул воды, освобожденной от растворенных в ней газов. Для преодоления такой силы нужно создать огромное давление — почти в тридцать-сорок атмосфер. Такой силы достаточно, чтобы не только поднять, но и удержать напор воды на высоте до ста сорока метров.

По другой системе, состоящей из ситовидных трубок в лубе (в подкорье), зеленые деревья осуществляют циркуляцию вырабатываемых листьями органических веществ.

Вечнозеленые деревья: какие формы листьев создала природа

Климатические пояса нашей планеты разнообразны, их влажностно-температурные различия дали возможность развитию вечнозеленых растений со своими особенностями.

В районах с неблагоприятным зимним климатом вечнозеленые растения представлены хвойными породами деревьев: соснами, елями, можжевельником. Их хвоинки способны выдерживать длительное снижение температур до минус пятидесяти градусов.

Вечнозеленые растения тропиков и субтропиков представлены и хвойными, и лиственными экземплярами. Лиственные имеют плотную структуру, очень часто глянцевую внешнюю поверхность. Магнолии, мандариновые деревья, лавры, эвкалипты, пробковые и бумажные деревья — это лишь малая толика всевозможных представителей лиственных вечнозеленых растений. Туи, тисы, кедры — это представители хвойных в жарком климате.

Как уже упоминалось выше, вечнозелеными эти деревья называют потому, что круглый год они не сбрасывают листву, но смена зеленой массы происходит у них постоянно, и фотосинтез присутствует в их хлоропластах в зависимости от состояния дерева зимой.

Источник