Dauguma Žemės planetos augalų yra žali. Tai – nesibaigiantys laukai, pievos, didžiuliai miškai. Labai dažnai iš vaikų galite išgirsti klausimą: "Mama, kodėl augalai žali?". Pabandykime atsakyti į šį klausimą chemijos, fizikos ir paprasto pasauliečio požiūriu.
Kodėl augalų lapai žali? Beveik sudėtingas
Mūsų planetos lapija ir žolė yra geltonos, raudonos, bet dažniausiai žalios. Taip yra todėl, kad augalai nuspalvina smulkius pigmentus. Jų yra kiekvieno žolės ir lapo ašmenų ląstelėse. Vieni jų suteikia augalui raudoną spalvą, kiti geltoną, treti žalią. Dažniausias pigmentas yra chlorofilas – medžiaga, suteikianti augalams žalią spalvą.
Kas yra chlorofilas ir fotosintezė?
Žoliją ir žolę nuspalvina pigmentas, vadinamas chlorofilu (žalia medžiaga, kuri dalyvauja fotosintezės procese). Dėl to susidaro maistinės medžiagos ir gaminamas deguonis.
Saulės šviesos dėka vyksta sudėtingas biocheminis procesas, kurio rezultatasaugalo iš dirvožemio gaunamos neorganinės medžiagos ir vanduo paverčiami organinėmis medžiagomis (riebalais, angliavandeniais, b altymais, krakmolu, cukrumi). Pagrindinė fotosintezės prasmė yra ta, kad augalas sugeria anglies dioksidą ir gamina deguonį, kuris yra svarbus visų organizmų gyvenimui Žemėje.
Žalios šviesos fizika ir chemija
Panagrinėkime, kodėl augalai žali.
Fizikai paaiškina visų objektų spalvas pagal tai, kiek jie sugeria/atspindi šviesą. Mus supantys daiktai turi spalvą, kuri juos atspindi. Pavyzdžiui, jei objektas yra b altas, tada jis atspindi visas spektro spalvas. Jei juoda, tai visus atspalvius sugeria šis objektas. B alta saulės šviesa susideda iš septynių spalvų, kurias gauna visi gyvi organizmai, augalai ir negyvi objektai. Visų atspalvių žolė ir lapija atspindi tik žalią spalvą (fotosintezės procesui ji nereikalinga), todėl visi augalai turi šį atspalvį. O pigmentas chlorofilas iš raudonojo ir mėlynojo spektro išgauna energiją augimui ir mitybai.
Mokslininkai gali paaiškinti, kodėl dauguma augalų atspindi žalią šviesą, o ne ją sugeria. Kiekviena spektro spalva turi tam tikrą energiją ir fotonų (mažų šviesos dalelių) skaičių. Ši energija yra būtina fotosintezei. Daugiausia fotonų yra raudonoje, o mėlyna turi naudingiausią energiją. Žalieji fotonai nėra nei energingi, nei naudingi, todėl gamta jų nenaudoja.
Chemijos požiūriu viskas paaiškinama kitaip. Mokslininkai manokad daiktų spalva priklauso nuo tam tikrų metalų koncentracijos. Pavyzdžiui, kraujas yra raudonas, nes jame esančiame hemoglobine yra geležies. Beveik visa augmenija žalia, nes magnio yra chlorofile. Įdomiausia tai, kad ši teorija neturi tvirtų įrodymų. Mokslininkai bandė magnį pakeisti cinku, bet nepaisant to, augalai liko tokie pat žali.
Kodėl lapai rudenį pagelsta?
Kodėl rudenį žolė pagelsta, džiūsta lapija ir nukrenta? Taip yra dėl saulės šviesos trūkumo. Prasidėjus rudeniui dienos trumpėja, vėsėja ir tamsėja. Augalai jautrūs dienos šviesos valandų mažinimui. Chlorofilui trūksta saulės spalvos, jis pradeda irti, prarandama žalia spalva, virsta ruda, raudona, geltona, tamsiai raudona.
Kodėl ne visi augalai žali?
Kodėl gamtoje, be žalios, yra ir kitų spalvų augalų? Kadangi, be chlorofilo, augaluose gali būti daug kitų pigmentų. Pavyzdžiui:
- Antocianinas yra pigmentas, kuris sugeria žalią šviesą ir atspindi likusią dalį. Lapai, kuriuose yra medžiagos, gali būti bet kokios spalvos, išskyrus žalius.
- Karotinas yra pigmentas, atspindintis geltoną ir raudoną paletę. Lapai ir žolės, kuriuose karotino kiekis yra daug didesnis nei chlorofilo, yra raudoni arba geltoni.
- Ksantozinas yra medžiaga, kuri sugeria visą spalvų paletę, išskyrus geltoną. Atitinkamai, lapija, kuriojeksantozinas – geltona.
Dabar ir suaugusiems, ir vaikams taps aišku, kodėl augalai žali. Kiekvienas supras, koks svarbus yra fotosintezės procesas, kaip augalai gauna maisto medžiagas ir auga, kodėl rudenį pagelsta ir nuvysta. Tyrinėkite pasaulį, tai labai įdomu!
