بیشتر گیاهان روی سیاره زمین سبز هستند. اینها مزارع بی پایان، مراتع، جنگل های عظیم هستند. اغلب از بچه ها می توانید این سؤال را بشنوید: "مامان، چرا گیاهان سبز هستند؟". بیایید سعی کنیم به این سوال از دیدگاه شیمی، فیزیک و یک فرد غیر عادی پاسخ دهیم.
چرا برگ های گیاه سبز هستند؟ تقریباً پیچیده
شاخ و برگ و علف در سیاره ما زرد، قرمز، اما بیشتر سبز است. این به این دلیل است که گیاهان رنگدانه های ریز را رنگ می کنند. آنها در سلول های هر تیغه علف و برگ هستند. برخی از آنها رنگ قرمز، برخی دیگر زرد و برخی دیگر سبز می دهند. رایج ترین رنگدانه ها کلروفیل است، ماده ای که به گیاهان رنگ سبز می دهد.
کلروفیل و فتوسنتز چیست؟
شاخ و برگ و چمن توسط رنگدانه ای به نام کلروفیل (ماده سبز رنگی که در فرآیند فتوسنتز نقش دارد) رنگ می شوند. در نتیجه، مواد مغذی تشکیل شده و اکسیژن تولید می‌شود.
به لطف نور خورشید، یک فرآیند بیوشیمیایی پیچیده اتفاق می افتد که در نتیجه آنمواد معدنی و آبی که گیاه از خاک بدست می آورد به مواد آلی (چربی، کربوهیدرات، پروتئین، نشاسته، قند) تبدیل می شود. معنی اصلی فتوسنتز این است که گیاه دی اکسید کربن را جذب کرده و اکسیژن تولید می کند که برای زندگی همه موجودات روی زمین مهم است.
فیزیک و شیمی چراغ سبز
بیایید عمیق تر به دلیل سبز بودن گیاهان برویم.
فیزیکدانان رنگ تمام اجسام را با میزان جذب/بازتاب نور توضیح می دهند. اشیاء اطراف ما رنگی دارند که آنها را منعکس می کند. به عنوان مثال، اگر یک جسم سفید باشد، تمام رنگ های طیف را منعکس می کند. اگر سیاه باشد، تمام سایه ها توسط این شی جذب می شوند. نور سفید خورشید از هفت رنگ تشکیل شده است که همه موجودات زنده، گیاهان و اشیاء بی جان دریافت می کنند. چمن و شاخ و برگ همه رنگ ها فقط سبز را منعکس می کنند (برای فرآیند فتوسنتز مورد نیاز نیست) و به همین دلیل است که همه گیاهان این سایه را دارند. و رنگدانه کلروفیل انرژی را برای رشد و تغذیه از طیف قرمز و آبی استخراج می کند.
دانشمندان می توانند توضیح دهند که چرا بیشتر گیاهان به جای جذب نور سبز را منعکس می کنند. هر یک از رنگ های طیف دارای انرژی و تعداد فوتون خاص (ذرات ریز نور) هستند. این انرژی برای فتوسنتز ضروری است. بیشترین تعداد فوتون در رنگ قرمز وجود دارد، در حالی که آبی بیشترین انرژی را دارد. فوتون های سبز نه پرانرژی هستند و نه مفید، بنابراین طبیعت از آنها استفاده نمی کند.
از دیدگاه شیمی، همه چیز متفاوت توضیح داده می شود. دانشمندان معتقدندکه رنگ اجسام به غلظت فلزات خاصی بستگی دارد. به عنوان مثال، خون قرمز است زیرا هموگلوبین موجود در آن حاوی آهن است. تقریباً تمام گیاهان سبز هستند زیرا منیزیم در کلروفیل وجود دارد. جالب ترین چیز این است که این نظریه هیچ مدرک محکمی ندارد. دانشمندان سعی کردند منیزیم را با روی جایگزین کنند، اما با وجود این، گیاهان سبز باقی ماندند.
چرا برگها در پاییز زرد می شوند؟
چرا در پاییز علف ها زرد می شوند، شاخ و برگ ها خشک می شوند و می ریزند؟ این به دلیل کمبود نور خورشید است. با شروع پاییز، روزها کوتاه تر، خنک تر و تاریک تر می شوند. گیاهان به کاهش ساعات نور روز حساس هستند. کلروفیل فاقد رنگ خورشید است و شروع به تجزیه می کند، رنگ سبز از بین می رود و به قهوه ای، قرمز، زرد، زرشکی تبدیل می شود.
چرا همه گیاهان سبز نیستند؟
چرا در طبیعت علاوه بر سبز، گیاهانی با رنگ های دیگر هم وجود دارند؟ زیرا علاوه بر کلروفیل، گیاهان می توانند حاوی بسیاری از رنگدانه های دیگر باشند. به عنوان مثال:
- آنتوسیانین رنگدانه ای است که نور سبز را جذب کرده و بقیه را منعکس می کند. برگهای حاوی این ماده ممکن است هر رنگی به جز سبز داشته باشند.
- کاروتن رنگدانه ای است که پالت زرد و قرمز را منعکس می کند. برگها و گیاهانی که در آنها میزان کاروتن بسیار بیشتر از کلروفیل است قرمز یا زرد هستند.
- گزانتوزین ماده ای است که تمام پالت رنگ ها را به جز رنگ زرد جذب می کند. بر این اساس، شاخ و برگ حاویگزانتوزین - زرد.
اکنون هم برای بزرگسالان و هم برای کودکان روشن می شود که چرا گیاهان سبز هستند. همه اهمیت فرآیند فتوسنتز، چگونگی بدست آوردن مواد مغذی و رشد گیاهان و اینکه چرا در پاییز زرد و پژمرده می شوند را درک خواهند کرد. دنیا را کاوش کنید، بسیار جالب است!
