Երկիր մոլորակի բույսերի մեծ մասը կանաչ է: Սրանք անվերջ դաշտեր են, մարգագետիններ, հսկայական անտառներ։ Շատ հաճախ երեխաներից կարող եք լսել հարցը. «Մայրիկ, ինչու են բույսերը կանաչ»: Փորձենք այս հարցին պատասխանել քիմիայի, ֆիզիկայի և պարզ աշխարհականի տեսանկյունից։
Ինչու են բույսերի տերևները կանաչ: Մոտ բարդ
Մեր մոլորակի սաղարթն ու խոտը դեղին, կարմիր, բայց հիմնականում կանաչ են: Դա պայմանավորված է նրանով, որ բույսերը գունավորում են փոքրիկ պիգմենտներ: Նրանք գտնվում են խոտի և տերևի յուրաքանչյուր շերտի բջիջներում: Նրանցից ոմանք բույսին տալիս են կարմիր գույն, մյուսները՝ դեղին, իսկ մյուսները՝ կանաչ։ Պիգմենտներից ամենատարածվածը քլորոֆիլն է՝ այն նյութը, որը բույսերին տալիս է կանաչ գույն։
Ի՞նչ է քլորոֆիլը և ֆոտոսինթեզը:
Սաղարթը և խոտը գունավորվում են գունանյութով, որը կոչվում է քլորոֆիլ (կանաչ նյութ, որը մասնակցում է ֆոտոսինթեզի գործընթացին): Արդյունքում ձևավորվում են սննդանյութեր և արտադրվում թթվածին։
Արևի լույսի շնորհիվ տեղի է ունենում բարդ կենսաքիմիական գործընթաց, որի արդյունքում.անօրգանական նյութերը և բույսի կողմից հողից ստացված ջուրը վերածվում են օրգանական նյութերի (ճարպեր, ածխաջրեր, սպիտակուցներ, օսլա, շաքար): Ֆոտոսինթեզի հիմնական իմաստն այն է, որ բույսը կլանում է ածխաթթու գազը և արտադրում թթվածին, որը կարևոր է Երկրի վրա բոլոր օրգանիզմների կյանքի համար։
Կանաչ լույսի ֆիզիկա և քիմիա
Եկեք ավելի խորանանք, թե ինչու են բույսերը կանաչ:
Ֆիզիկոսները բացատրում են բոլոր առարկաների գույները նրանով, թե որքանով են դրանք կլանում/արտացոլում լույսը: Մեզ շրջապատող իրերն ունեն գույն, որն արտացոլում է դրանք: Օրինակ, եթե օբյեկտը սպիտակ է, ապա այն արտացոլում է սպեկտրի բոլոր գույները: Եթե սև է, ապա բոլոր երանգները ներծծվում են այս օբյեկտի կողմից: Սպիտակ արևի լույսը բաղկացած է յոթ գույներից, որոնք ստանում են բոլոր կենդանի օրգանիզմները, բույսերը և անշունչ առարկաները: Բոլոր երանգների խոտն ու սաղարթը արտացոլում են միայն կանաչը (դա անհրաժեշտ չէ ֆոտոսինթեզի գործընթացի համար) և այդ պատճառով բոլոր բույսերն ունեն այս երանգը։ Իսկ պիգմենտը քլորոֆիլը էներգիա է քաղում աճի և սնուցման համար կարմիր և կապույտ սպեկտրից:
Գիտնականները կարող են բացատրել, թե ինչու են բույսերի մեծ մասն արտացոլում կանաչ լույսը՝ այն կլանելու փոխարեն: Սպեկտրի գույներից յուրաքանչյուրն ունի որոշակի էներգիա և ֆոտոնների քանակ (լույսի փոքր մասնիկներ): Այս էներգիան անհրաժեշտ է ֆոտոսինթեզի համար: Ֆոտոնների ամենամեծ քանակությունը պարունակում է կարմիրը, մինչդեռ կապույտն ունի ամենաօգտակար էներգիան։ Կանաչ ֆոտոնները ոչ էներգետիկ են, ոչ օգտակար, ուստի բնությունը դրանք չի օգտագործում։
Քիմիայի տեսակետից ամեն ինչ այլ կերպ է բացատրվում։ Գիտնականները կարծում ենոր առարկաների գույնը կախված է որոշակի մետաղների կոնցենտրացիայից։ Օրինակ՝ արյունը կարմիր է, քանի որ դրանում առկա հեմոգլոբինը երկաթ է պարունակում։ Գրեթե ամբողջ բուսականությունը կանաչ է, քանի որ մագնեզիումը առկա է քլորոֆիլում: Ամենահետաքրքիրն այն է, որ այս տեսությունը հիմնավոր ապացույցներ չունի։ Գիտնականները փորձեցին մագնեզիումը փոխարինել ցինկով, բայց չնայած դրան, բույսերը մնացին նույն կանաչը։
Ինչու են տերևները դեղնում աշնանը:
Ինչու՞ է աշնանը խոտը դեղնում, սաղարթը չորանում ու թափվում: Դա պայմանավորված է արևի լույսի պակասով: Երբ սկսվում է աշունը, օրերը դառնում են ավելի կարճ, զով և մութ: Բույսերը զգայուն են ցերեկային ժամերի կրճատման նկատմամբ։ Քլորոֆիլին բացակայում է արևի գույնը, և այն սկսում է քայքայվել, կանաչ գույնը կորչում է՝ վերածվելով դարչնագույն, կարմիր, դեղին, բոսորագույնի։
Ինչու բոլոր բույսերը կանաչ չեն:
Ինչու՞ բնության մեջ, բացի կանաչից, կան այլ գույնի բույսեր. Քանի որ բացի քլորոֆիլից, բույսերը կարող են պարունակել բազմաթիվ այլ գունանյութեր։ Օրինակ՝
- Անտոցիանինը պիգմենտ է, որը կլանում է կանաչ լույսը և արտացոլում մնացածը: Այս նյութը պարունակող տերևները կարող են լինել ցանկացած գույնի, բացառությամբ կանաչի:
- Կարոտինը պիգմենտ է, որն արտացոլում է դեղին և կարմիր գունապնակը: Տերեւներն ու խոտաբույսերը, որոնցում կարոտինի քանակությունը շատ ավելի մեծ է, քան քլորոֆիլը, կարմիր կամ դեղին են։
- Քսանթոզինը մի նյութ է, որը կլանում է գույների ողջ գունապնակը, բացառությամբ դեղինի: Համապատասխանաբար, սաղարթ պարունակողxanthosine - դեղին.
Այժմ և՛ մեծերին, և՛ երեխաներին պարզ կդառնա, թե ինչու են բույսերը կանաչ: Բոլորը կհասկանան ֆոտոսինթեզի գործընթացի կարևորությունը, ինչպես են բույսերը ստանում սննդանյութեր և աճում, և ինչու են դրանք դեղնում ու թառամում աշնանը: Բացահայտեք աշխարհը, դա շատ հետաքրքիր է:
