От чего зеленеют листья

Обновлено: 19.09.2024

Отчего листья зеленого цвета? А осенью становятся желтого и багряно красного? Что такое хлорофилл и фотосинтез? Эти вопросы наверняка Вам уже задавали и еще зададут Ваши дети. Давайте с ними разберёмся.

Из глюкозы растения получают все остальные необходимые им питательные вещества, а побочным продуктом фотосинтеза является кислород, необходимый для всего живого. Без фотосинтеза на Земле не было бы ни растений, ни людей. Динозавры не могли бы дышать, и воздух и океаны сильно бы отличались от тех, которые у нас есть сегодня. Так что зеленый химический пигмент хлорофилл действительно очень важен.

Но если внимательно присмотреться вокруг, то можно заметить кусты и деревья с красными или фиолетовыми листьями. И эти листья имеют такой цвет круглый год, а не только осенью. Участвуют ли эти растения в фотосинтезе? Конечно! Эти листья по-прежнему полны хлорофилла, как и любой другой обычный зеленый лист. Тем не менее, в них также присутствуют много других химических веществ, пигментов, которые отвечают за окрас листьев от оранжевого до багряно красного. И их гораздо больше, чем хлорофилла, поэтому листья не выглядят зелеными. Но глубоко внутри листьев хлорофилл все еще присутствует, а значит, под действием света участвует в процессе фотосинтеза.

Эти же пигменты начинают проявляться осенью у обычных нам зеленых растений. Со временем хлорофилл начинает разрушаться и тогда пигменты, отвечающие за желтый, красный и оранжевый цвета (ксантофилл, антоциан и каротин) становятся нам больше видными. Распад хлорофилла быстрей происходит под действием световой энергии. Поэтому в пасмурную погоду деревья дольше сохраняют зеленый вид. А если после длительных дождей приходят солнечные и теплые деньки, то деревья моментально окрашиваются в желтые и красные тона и приходит золотая осень.

Зеленая растительность в виде трав, листьев деревьев и кустов радует наш глаз в период с ранней весны до конца осени. Наблюдая за природой, взрослые люди не задаются вопросом: почему листья зеленые? А вот детям очень интересно получить ответ на этот вопрос. Попробуем найти объяснение, не вдаваясь в длинные научные рассуждения.

Главным источником жизни на Земле является солнце, освещающее все вокруг. Лист можно сравнить с фабрикой жизни, работающей на углекислом газе и энергии света. Клетки листа содержат также воду и вещество зеленого цвета, называемое хлорофиллом. Лучи солнца попадают на лист и запускают процесс преобразования углекислого газа и воды в сахар и крахмал. Без света зерна хлорофилла работать не могут, но если запуск осуществился, то уже не прекратится. Именно хлорофилл окрашивает в зеленые оттенки листья и траву и играет в процессе фотосинтеза главенствующую роль.

Хлорофилл способен поглощать лучи синего, красного и фиолетового цветов, но плохо справляется с зелеными, поэтому лист и окрашивается в зеленый. В осеннюю пору листья становятся красными или желтыми, что обусловлено наличием в здоровом листе не только зеленого (хлорофилла), но желтого пигмента (ксантофилла). Под воздействием холодного воздуха хлорофилл разрушается и его место занимает ксантофилл. Некоторые растения обретают красный пигмент (каротин).

Надо отметить, что листья и части растения зеленого цвета вырабатывают важные питательные вещества, не обнаруженные больше нигде в мире. Если растительность исчезнет с лица Земли, все живое обречено на вымирание. Животные, которые дают нам мясо, яйца и молочные продукты, питаются растениями, из которых мы также получаем сахар, крахмал, белок. Получается, что зеленый лист является кормильцем всего живого.

Пышные кроны тропических джунглей, идеально подстриженная лужайка, листья деревьев на улицах и во дворах. Все они зеленые. Но почему? По какой причине все растения на планете предпочитают именно этот цвет? Наука пока не может ответить на этот вопрос наверняка, однако не так давно ученые предложили одну весьма правдоподобную гипотезу.

Почему у растений зеленые, а не черные листья?

Зеленый цвет кажется довольно парадоксальным выбором для растений. Ведь они потребляют солнечный свет, и было бы логично, если бы они пытались впитать в себя как можно больше энергии. Но если бы зелень поглощала все излучение, которое на неё попадает, она была бы черной и, скорее всего, называлась как-то иначе. Её цвет свидетельствует о том, что именно зеленый она отражает в наибольшей степени, и это тоже странно, так как солнечное излучение наиболее обильно как раз в этой части спектра. То есть по какой-то причине земная флора отвергает значительную долю потенциальной пищи.

Чтобы проверить эту идею, исследователи заставили хлоропласт (часть растений, в которой происходит фотосинтез) поглощать энергию всего на двух длинах волн. Это помогло проверить, как эти органеллы реагируют на изменения освещенности, с которыми сталкиваются растения в природе. Ожидаемо выяснилось, что количество выработанной энергии напрямую зависит от выбранных длин волн. Более интересным оказался тот факт, что большое значение имеет также то, как сильно разнесены в спектре подающиеся на хлоропласт волны. Если разница была слишком велика, вырабатывающийся поток не отличался стабильностью. С другой стороны, если они были соседями по спектру, генерация энергии практически прекращалась. Таким образом, было установлено, что наиболее эффективно хлоропласт работает при строго определенных длинах волн и при достаточной разнице между ними.

На основании полученной информации ученые с помощью специально созданной модели определили, какой цвет является оптимальным для фотосинтезирующих организмов, если учитывать только количество солнечного света в среде их распространения. Как и ожидалось, это был зеленый. Однако у поверхности, в густой тени растущих деревьев, актуальнее становятся оттенки фиолетового. Если вспомнить, что в живой природе в таких местах обнаружены фотосинтезирующие бактерии этого цвета, все становится на свои места.

Похоже, это очередное доказательство того, что эволюция способна решать сложнейшие физические задачи. Она создала идеально точный механизм, позволяющий эффективно преобразовывать свет звезды в жизненную энергию. При этом был выбран один из самых приятных с эстетической точки зрения цветов, имеющихся в природе. Вы вообще представляете, как выглядел бы окружающий мир, если бы все растения отращивали черные листья?

Кто знает, почему трава зеленая? Биологи, физики и химики дают подробные объяснения с точки зрения каждой из наук. Но и без мудреных пояснений маленькому ребенку можно раскрыть эту тайну. Достаточно познакомиться с решениями ученых и пересказать их в доступной форме.

Почему трава зеленая: пояснение из физики

К траве относятся все растения, стебли которых не одревеснели. Многие думают, что она не бывает высокой, поэтому при упоминании травы представляют себе обычный газон. Но высокие и мощные бананы высотой около 6 м также относятся к травянистым растениям, потому что их стебель не древесина.

Цвет травы насыщенный зеленый, яркий изумрудный, такой красивый, что сложно не задаться вопросом, почему трава зеленая. Физика дает следующее пояснение:

Окраска травы связана с пропорцией полученного и поглощенного ею солнечного света.
Тот цвет из спектра, который отражается, люди воспринимают как видимый. Все оставшиеся поглощаются растением.

Эти знания часто применяются в жизни неосознанно или по привычке. К примеру, в летний период люди отдают предпочтение светлой одежде, чтобы на солнце не становилось слишком жарко. Дело в том, что светлая одежда отлично отражает все лучи и потому не нагревается.

У солнечного света есть полноценная палитра, в которую входят все цвета радуги. Травой поглощаются все, кроме зеленого. Этому факту есть объяснение:

Травянистые растения способны к фотосинтезу (преобразуют энергию света в энергию химических связей), зеленые лучи им для этого не нужны.
Чтобы вырабатывать энергию, которая будет передана клеткам, пигмент хлорофилл, с помощью которого происходит фотосинтез, выбирает оттенки красного и фиолетового.
Зеленые пигменты не могут дать необходимое количество энергии и даже способны повреждать клетки. Поэтому травой этот цвет отражается, а глаза человека его улавливают. Таким образом мы воспринимаем тот факт, что трава зеленая.

Такое пояснение предлагают ученые-физики, которые занимаются теорией цвета и знают все о том, почему людям видим мир в определенной цветовой гамме.

Почему трава зеленая: объяснение из биологии

Почему трава зеленая: Freepick

Пояснение цвета травы дали и биологи. Их ответы достаточно близки к ответам физиков. Однако определены иными факторами, потому что биология сосредоточивается на иных, важных для нее аспектах.

В каждой клетке травянистого растения есть органоиды (маленькие органы клеток), которые называются хлоропласты. В их составе — хлорофилл.

Зеленая трава с хлорофиллами играет важнейшую роль в жизни нашей планеты:

Когда на нее падают лучи Солнца, то начинается фотосинтез.
Это процесс, в ходе которого молекулы углекислого газа перерабатываются в кислород, которым дышит все живое на Земле.
Хлорофилл — ключевое вещество для фотосинтеза, поэтому у всех травянистых растений его много, и это дает им зеленый окрас.

Когда длительность светового дня уменьшается и солнечных лучей становится меньше, происходит разрушение хлорофиллов. Данный процесс наблюдаем осенью, когда трава желтеет и засыхает.

Почему трава зеленая: пояснение из химии

Химики тоже не остались в стороне и решили вопрос об окраске травы по-своему. Они согласились с биологами в том, что именно хлорофилл отвечает за оттенок растений и чем его больше, тем цвет более выражен. Но каким же образом его приобретает сам пигмент?

Ученые предлагают такую гипотезу:

Цвет веществ определяется содержанием в их структуре металлических элементов. Так, в гемоглобине (вещество из красных клеток крови) содержатся атомы железа, из-за наличия которого кровь алая.
У травянистых растений причиной зеленого окраса стал магний, который содержится в хлорофилле.

Отметим, что ученые проводили эксперименты в этой сфере и заменяли магний в хлорофилле цинком. На окраску травянистого растения такая химическая перемена никак не повлияла. Поэтому эта гипотеза все еще требует обоснования.

Почему трава зеленая: объяснение для ребенка

Почему трава зеленая: Freepick

Представленные выше пояснения понятны взрослым людям, а также школьникам, которые изучают биологию, физику и химию. Однако с такими вопросами чаще обращаются маленькие дети.

Какое же простое и понятное объяснение найти для них? Все подробности о процессах поглощения и отражения света, цветовой палитре, химическом составе и прочих научных тонкостях в этом случае лучше упустить.

Дать ответ на вопрос ребенка можно так:

Расскажите о том, что травы — живые организмы, подобно людям, птицам и животным.
Как все живые существа, они каждый день должны получать еду.
Питаются травы с помощью света Солнца, лучи которого должны попадать на каждую травинку.
Чтобы эти лучи поймать, у травы есть специальное вещество под названием хлорофилл.
Само по себе оно зеленое, в траве его очень много, поэтому она и приобретает такой цвет.

Конечно, это не точное и развернутое объяснение, зато ребенок его поймет. Со временем школьный курс поможет вникнуть в вопрос, почему трава зеленая, и разобраться со всеми тонкостями научных объяснений. Важно помогать детям и давать им начальное понимание таких вопросов, чтобы наука оставалась для них интересной, а ее загадки привлекали внимание.

Узнавайте обо всем первыми

Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.

Растения — одно из пяти царств живых организмов нашей планеты. Они принадлежат к эукариотам, то есть существам, клетки которых содержат ядро.

Строение растения

Они могут быть как одноклеточными, так и многоклеточными. Вторые разделяются на такие отделы, как зеленые, бурые и красные водоросли, споровые, голосеменные и покрытосеменные. Организм водорослей может состоять как из одной клетки, так и из многих, однако в их строении отсутствуют органы, тело сплошное — называется талломом. У споровых, голосеменных и покрытосеменных (цветковых) наблюдается наличие дифференцированных тканей и органов. Последние делятся на вегетативные и генеративные.

Почему листья зеленые?

Этот цвет обусловлен наличием хлорофилла. Осенью этот пигмент теряется, и зеленый лист превращается в красный, оранжевый или желтый. Зачем же нужно это вещество? Оно просто жизненно необходимо для растения. Без него не может протекать процесс фотосинтеза, благодаря которому вырабатываются питательные вещества. Органические химические вещества растения обычно получают только в результате этого процесса. Однако некоторые виды, живущие в нижних слоях тропических лесов, не получают достаточно света для полноценного фотосинтеза, поэтому прибегают к охоте на мелких насекомых, компенсируя таким образом недостаток органических соединений. К таким относятся росянка, венерин башмачок и т. д.

Кратко о строении растительной клетки

Она состоит из плазматической мембраны, клеточной стенки из целлюлозы, цитоплазмы, в которой содержатся органоиды, и ядра, в котором находится ДНК. В цитоплазме содержатся такие органоиды: митохондрии, рибосомы, эндоплазматический ретикулум, вакуоль (в старой клетке — одна большая, в молодой — несколько маленьких), комплекс Гольджи и пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты).

Каждый из них выполняет свои функции. Митохондрии вырабатывают энергию, рибосомы синтезируют белки, эндоплазматическая сеть (ретикулум) вырабатывает липиды, вакуоли накапливают ненужные вещества, так как вывести их наружу из-за твердой клеточной стенки невозможно, в хлоропластах проходит процесс фотосинтеза, хромопласты содержат пигменты, лейкопласты хранят запасные питательные вещества (в основном, это крахмал).

Как происходит фотосинтез?

Этот процесс осуществляется в хлоропластах, которые находятся в цитоплазме клетки. Эти органеллы являются одномембранными, в их структуру входят тилакоиды — тонкие пластины, собранные в граны — стопки. Именно в них и содержится хлорофилл — вот почему листья зеленые. Кроме того, в хлоропластах содержатся рибосомы, участвующие в выработке белков, крахмальные зерна, а также кольцевые молекулы ДНК, на которых записана информация о веществах, которые должны синтезироваться в клетке.

В процессе фотосинтеза растения поглощают солнечную энергию, воду и углекислый газ, а выделяют кислород как побочный продукт реакций. Ферменты, которые помогают осуществлять химические взаимодействия, находятся непосредственно в матриксе хлоропласта (веществе, заполняющем его).

Из чего состоят листья?

В этом органе можно обнаружить несколько типов растительной ткани, их здесь четыре. Это эпидермис, мезофилл, проводящие ткани (ксилема и флоэма), а также механические ткани. Фотосинтез протекает именно в мезофилле, или паренхиме. Можно увидеть клетки зеленого листа под микроскопом. Это верхний шар — эпидермис.

Клетки его расположены тесно друг к другу, но в этом слое находятся поры, которые позволяют поглощать углекислый газ и выделять кислород, а также регулировать водный и температурный баланс. Паренхима (мезофилл) разделена на два слоя — один из столбчатых клеток, другой — из губчатых. В первом содержится большее количество хлоропластов, чем во втором. Ксилема представлена сосудами, по которым жидкость поставляется от корней к листьям, то есть вверх, а флоэма состоит из ситоподобных трубок, по которым вода транспортируется вниз. Механические же ткани обеспечивают листу жесткость и устойчивость, определенную форму.

Читайте также: