Τα περισσότερα φυτά στον πλανήτη Γη είναι πράσινα. Αυτά είναι ατελείωτα χωράφια, λιβάδια, τεράστια δάση. Πολύ συχνά από τα παιδιά μπορείτε να ακούσετε την ερώτηση: "Μαμά, γιατί τα φυτά είναι πράσινα;". Ας προσπαθήσουμε να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση από τη σκοπιά της χημείας, της φυσικής και ενός απλού λαϊκού.
Γιατί τα φύλλα των φυτών είναι πράσινα; Σχεδόν περίπλοκο
Το φύλλωμα και το γρασίδι στον πλανήτη μας είναι κίτρινο, κόκκινο, αλλά κυρίως πράσινο. Αυτό συμβαίνει επειδή τα φυτά χρωματίζουν μικροσκοπικές χρωστικές. Βρίσκονται στα κελιά κάθε λεπίδας χόρτου και φύλλου. Μερικά από αυτά δίνουν στο φυτό κόκκινο χρώμα, άλλα κίτρινο και άλλα πράσινο. Η πιο κοινή από τις χρωστικές είναι η χλωροφύλλη, η ουσία που δίνει στα φυτά το πράσινο χρώμα τους.
Τι είναι η χλωροφύλλη και η φωτοσύνθεση;
Το φύλλωμα και το γρασίδι χρωματίζονται από μια χρωστική ουσία που ονομάζεται χλωροφύλλη (μια πράσινη ουσία που εμπλέκεται στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης). Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται θρεπτικά συστατικά και παράγεται οξυγόνο.
Χάρη στο φως του ήλιου λαμβάνει χώρα μια πολύπλοκη βιοχημική διαδικασία, ως αποτέλεσμα της οποίαςοι ανόργανες ουσίες και το νερό που λαμβάνει το φυτό από το έδαφος μετατρέπονται σε οργανικές ουσίες (λίπη, υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, άμυλο, ζάχαρη). Η κύρια έννοια της φωτοσύνθεσης είναι ότι το φυτό απορροφά διοξείδιο του άνθρακα και παράγει οξυγόνο, το οποίο είναι σημαντικό για τη ζωή όλων των οργανισμών στη Γη.
Φυσική και χημεία του πράσινου φωτός
Ας πάμε βαθύτερα στο γιατί τα φυτά είναι πράσινα.
Οι φυσικοί εξηγούν τα χρώματα όλων των αντικειμένων από το πόσο απορροφούν/αντανακλούν το φως. Τα πράγματα γύρω μας έχουν ένα χρώμα που τα αντανακλά. Για παράδειγμα, εάν ένα αντικείμενο είναι λευκό, τότε αντανακλά όλα τα χρώματα του φάσματος. Αν είναι μαύρο, τότε όλες οι αποχρώσεις απορροφώνται από αυτό το αντικείμενο. Το λευκό ηλιακό φως αποτελείται από επτά χρώματα που λαμβάνουν όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί, τα φυτά και τα άψυχα αντικείμενα. Το γρασίδι και το φύλλωμα όλων των τόνων αντανακλούν μόνο το πράσινο (δεν χρειάζεται για τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης) και γι' αυτό όλα τα φυτά έχουν αυτή τη σκιά. Και η χρωστική ουσία χλωροφύλλη εξάγει ενέργεια για ανάπτυξη και θρέψη από το κόκκινο και μπλε φάσμα.
Οι επιστήμονες μπορούν να εξηγήσουν γιατί τα περισσότερα φυτά αντανακλούν το πράσινο φως αντί να το απορροφούν. Κάθε ένα από τα χρώματα του φάσματος έχει συγκεκριμένη ενέργεια και αριθμό φωτονίων (μικροσκοπικά σωματίδια φωτός). Αυτή η ενέργεια είναι απαραίτητη για τη φωτοσύνθεση. Ο μεγαλύτερος αριθμός φωτονίων περιέχεται στο κόκκινο, ενώ το μπλε έχει την πιο χρήσιμη ενέργεια. Τα πράσινα φωτόνια δεν είναι ούτε ενεργητικά ούτε χρήσιμα, επομένως η φύση δεν τα χρησιμοποιεί.
Από την άποψη της χημείας, όλα εξηγούνται διαφορετικά. Οι επιστήμονες πιστεύουνότι το χρώμα των αντικειμένων εξαρτάται από τη συγκέντρωση ορισμένων μετάλλων. Για παράδειγμα, το αίμα είναι κόκκινο επειδή η αιμοσφαιρίνη σε αυτό περιέχει σίδηρο. Σχεδόν όλη η βλάστηση είναι πράσινη επειδή το μαγνήσιο υπάρχει στη χλωροφύλλη. Το πιο ενδιαφέρον είναι ότι αυτή η θεωρία δεν έχει αδιάσειστα στοιχεία. Οι επιστήμονες προσπάθησαν να αντικαταστήσουν το μαγνήσιο με ψευδάργυρο, αλλά παρόλα αυτά, τα φυτά παρέμειναν ίδια πράσινα.
Γιατί κιτρινίζουν τα φύλλα το φθινόπωρο;
Γιατί το γρασίδι κιτρινίζει το φθινόπωρο, το φύλλωμα στεγνώνει και πέφτει; Αυτό οφείλεται στην έλλειψη ηλιακού φωτός. Καθώς ξεκινά το φθινόπωρο, οι μέρες γίνονται πιο σύντομες, πιο δροσερές και πιο σκοτεινές. Τα φυτά είναι ευαίσθητα στη μείωση των ωρών της ημέρας. Η χλωροφύλλη δεν έχει το χρώμα του ήλιου και αρχίζει να διασπάται, το πράσινο χρώμα χάνεται, μετατρέπεται σε καφέ, κόκκινο, κίτρινο, βυσσινί.
Γιατί δεν είναι όλα τα φυτά πράσινα;
Γιατί στη φύση, εκτός από το πράσινο, υπάρχουν και άλλα χρώματα φυτά; Επειδή εκτός από χλωροφύλλη, τα φυτά μπορούν να περιέχουν πολλές άλλες χρωστικές. Για παράδειγμα:
- Η ανθοκυανίνη είναι μια χρωστική ουσία που απορροφά το πράσινο φως και αντανακλά το υπόλοιπο. Τα φύλλα που περιέχουν την ουσία μπορεί να έχουν οποιοδήποτε χρώμα εκτός από πράσινο.
- Η καροτίνη είναι μια χρωστική ουσία που αντανακλά την κίτρινη και κόκκινη παλέτα. Τα φύλλα και τα βότανα, στα οποία η ποσότητα της καροτίνης είναι πολύ μεγαλύτερη από τη χλωροφύλλη, είναι κόκκινα ή κίτρινα.
- Η ξανθοσίνη είναι μια ουσία που απορροφά όλη την παλέτα των χρωμάτων, εκτός από το κίτρινο. Αντίστοιχα, το φύλλωμα που περιέχειξανθοσίνη - κίτρινη.
Τώρα θα γίνει σαφές τόσο στους ενήλικες όσο και στα παιδιά γιατί τα φυτά είναι πράσινα. Όλοι θα κατανοήσουν τη σημασία της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης, πώς τα φυτά αποκτούν θρεπτικά συστατικά και μεγαλώνουν και γιατί κιτρινίζουν και μαραίνονται το φθινόπωρο. Εξερευνήστε τον κόσμο, είναι πολύ ενδιαφέρον!
