Жер планетасындағы өсімдіктердің көпшілігі жасыл. Бұл шексіз өрістер, шалғындар, үлкен ормандар. Балалардан: «Ана, өсімдіктер неге жасыл?» Деген сұрақты жиі естисіз. Бұл сұраққа химия, физика және қарапайым қарапайым адам тұрғысынан жауап беруге тырысайық.
Өсімдік жапырақтары неге жасыл? Шамамен күрделі
Біздің планетамыздағы жапырақтар мен шөптер сары, қызыл, бірақ көбінесе жасыл түсті. Себебі өсімдіктер кішкентай пигменттерді бояйды. Олар шөптер мен жапырақтың әрбір талшықтарының жасушаларында болады. Олардың кейбіреулері өсімдікке қызыл, басқалары сары, үшіншілері жасыл түс береді. Пигменттердің ең көп тарағаны хлорофилл, өсімдіктерге жасыл түс беретін зат.
Хлорофилл және фотосинтез дегеніміз не?
Жапырақтар мен шөптер хлорофилл (фотосинтез процесіне қатысатын жасыл зат) деп аталатын пигментпен боялады. Нәтижесінде қоректік заттар түзіліп, оттегі түзіледі.
Күн сәулесінің арқасында күрделі биохимиялық процесс жүреді, соның нәтижесіндебейорганикалық заттар мен өсімдіктің топырақтан алатын суы органикалық заттарға (майлар, көмірсулар, белоктар, крахмал, қант) айналады. Фотосинтездің негізгі мағынасы өсімдіктің көмірқышқыл газын сіңіріп, жер бетіндегі барлық организмдердің тіршілігі үшін маңызды оттегін түзуінде.
Жасыл жарықтың физикасы мен химиясы
Өсімдіктердің неге жасыл екенін тереңірек қарастырайық.
Физиктер барлық заттардың түстерін олардың жарықты қаншалықты сіңіретін/шағылыстыратындығымен түсіндіреді. Біздің айналамыздағы заттардың оларды көрсететін түсі бар. Мысалы, объект ақ болса, онда ол спектрдің барлық түстерін көрсетеді. Егер қара болса, онда барлық реңктер осы нысанға сіңеді. Ақ күн сәулесі барлық тірі ағзалар, өсімдіктер және жансыз заттар қабылдайтын жеті түстен тұрады. Барлық реңктердің шөптері мен жапырақтары тек жасыл түсті көрсетеді (ол фотосинтез процесіне қажет емес), сондықтан барлық өсімдіктерде бұл көлеңке бар. Ал хлорофилл пигменті қызыл және көк спектрден өсу мен қоректену үшін энергияны шығарады.
Өсімдіктердің көпшілігі жасыл жарықты сіңірудің орнына неге шағылыстыратынын ғалымдар түсіндіре алады. Спектрдің әр түсінің белгілі бір энергиясы және фотондар саны (жарықтың ұсақ бөлшектері) болады. Бұл энергия фотосинтез үшін қажет. Фотондардың ең көп саны қызыл түсте, ал көк түсте ең пайдалы энергия бар. Жасыл фотондар қуатты да, пайдалы да емес, сондықтан табиғат оларды пайдаланбайды.
Химия тұрғысынан бәрі басқаша түсіндіріледі. Ғалымдар сенедізаттардың түсі белгілі бір металдардың концентрациясына байланысты екенін. Мысалы, қан қызыл түсті, өйткені оның құрамындағы гемоглобин темірден тұрады. Барлық дерлік өсімдіктер жасыл түсті, өйткені хлорофиллде магний бар. Ең қызығы, бұл теорияның нақты дәлелі жоқ. Ғалымдар магнийді мырышпен алмастыруға тырысты, бірақ соған қарамастан өсімдіктер бұрынғыдай жасыл болып қалды.
Жапырақтар неге күзде сарғайып кетеді?
Күзде шөп неге сарғайып, жапырақтары құрғап, түсіп қалады? Бұл күн сәулесінің болмауына байланысты. Күз басталған сайын күн қысқарады, салқын және қараңғы болады. Өсімдіктер күндізгі сағаттың қысқаруына сезімтал. Хлорофиллге күннің түсі жетіспейді және ол ыдырай бастайды, жасыл түсі жоғалып, қоңыр, қызыл, сары, қызыл қызылға айналады.
Неге барлық өсімдіктер жасыл емес?
Неліктен табиғатта жасылдан басқа, басқа түсті өсімдіктер бар? Өйткені өсімдіктерде хлорофиллден басқа көптеген пигменттер болуы мүмкін. Мысалы:
- Антоцианин – жасыл жарықты сіңіріп, қалғанын шағылыстыратын пигмент. Құрамында зат бар жапырақтар жасылдан басқа кез келген түсті болуы мүмкін.
- Каротин - сары және қызыл палитраны көрсететін пигмент. Каротин мөлшері хлорофиллден әлдеқайда жоғары болатын жапырақтар мен шөптер қызыл немесе сары.
- Ксантозин - сары түстен басқа барлық түстер палитрасын сіңіретін зат. Тиісінше, құрамында жапырақтары барксантозин - сары.
Өсімдіктердің неліктен жасыл екені енді ересектерге де, балаларға да түсінікті болады. Фотосинтез процесінің маңыздылығын, өсімдіктердің қоректік заттарды қалай алып, қалай өсетінін, күзде неліктен сарғайып, солып кететінін бәрі түсінеді. Әлемді зерттеңіз, бұл өте қызықты!
