Lielākā daļa augu uz planētas Zeme ir zaļi. Tie ir bezgalīgi lauki, pļavas, milzīgi meži. Ļoti bieži no bērniem var dzirdēt jautājumu: "Mammu, kāpēc augi ir zaļi?". Mēģināsim atbildēt uz šo jautājumu no ķīmijas, fizikas un vienkārša nespeciālista viedokļa.
Kāpēc augu lapas ir zaļas? Gandrīz sarežģīti
Lapas un zāle uz mūsu planētas ir dzeltenas, sarkanas, bet pārsvarā zaļas. Tas ir tāpēc, ka augi krāso sīkus pigmentus. Tie atrodas katras zāles un lapas šūnās. Dažas no tām piešķir augam sarkanu krāsu, citas dzeltenas un vēl citas zaļas. Visizplatītākais no pigmentiem ir hlorofils, viela, kas piešķir augiem zaļo krāsu.
Kas ir hlorofils un fotosintēze?
Lapojumus un zāli krāso pigments, ko sauc par hlorofilu (zaļa viela, kas piedalās fotosintēzes procesā). Rezultātā veidojas barības vielas un rodas skābeklis.
Pateicoties saules gaismai, notiek sarežģīts bioķīmisks process, kura rezultātāneorganiskās vielas un ūdens, ko augs iegūst no augsnes, pārvēršas organiskās vielās (taukos, ogļhidrātos, olb altumvielās, cietē, cukurā). Fotosintēzes galvenā nozīme ir tāda, ka augs absorbē oglekļa dioksīdu un ražo skābekli, kas ir svarīgs visu organismu dzīvībai uz Zemes.
Zaļās gaismas fizika un ķīmija
Iedziļināsimies, kāpēc augi ir zaļi.
Fiziķi visu objektu krāsas skaidro ar to, cik daudz tie absorbē/atstaro gaismu. Mums apkārt esošajām lietām ir krāsa, kas tās atspoguļo. Piemēram, ja objekts ir b alts, tad tas atspoguļo visas spektra krāsas. Ja melns, tad šis objekts absorbē visus toņus. B altā saules gaisma sastāv no septiņām krāsām, kuras saņem visi dzīvie organismi, augi un nedzīvi objekti. Visu toņu zāle un lapotne atstaro tikai zaļo (fotosintēzes procesam tas nav nepieciešams), un tāpēc visiem augiem ir šī nokrāsa. Un pigmenta hlorofils iegūst enerģiju augšanai un uzturam no sarkanā un zilā spektra.
Zinātnieki var izskaidrot, kāpēc lielākā daļa augu atspoguļo zaļo gaismu, nevis absorbē to. Katrai no spektra krāsām ir noteikta enerģija un fotonu (sīku gaismas daļiņu) skaits. Šī enerģija ir būtiska fotosintēzei. Lielākais fotonu skaits ir sarkanā krāsā, savukārt zilajam ir visnoderīgākā enerģija. Zaļie fotoni nav ne enerģiski, ne noderīgi, tāpēc daba tos neizmanto.
No ķīmijas viedokļa viss tiek skaidrots savādāk. Zinātnieki uzskataka priekšmetu krāsa ir atkarīga no noteiktu metālu koncentrācijas. Piemēram, asinis ir sarkanas, jo tajās esošais hemoglobīns satur dzelzi. Gandrīz visa veģetācija ir zaļa, jo magnijs atrodas hlorofilā. Interesantākais ir tas, ka šai teorijai nav pārliecinošu pierādījumu. Zinātnieki mēģināja aizstāt magniju ar cinku, taču, neskatoties uz to, augi palika nemainīgi zaļi.
Kāpēc lapas rudenī kļūst dzeltenas?
Kāpēc rudenī zāle kļūst dzeltena, lapotne izžūst un nobirst? Tas ir saistīts ar saules gaismas trūkumu. Sākoties rudenim, dienas kļūst īsākas, vēsākas un tumšākas. Augi ir jutīgi pret dienasgaismas stundu samazināšanos. Hlorofilam trūkst saules krāsas, un tas sāk sadalīties, zūd zaļā krāsa, pārvēršoties brūnā, sarkanā, dzeltenā, sārtinātā krāsā.
Kāpēc visi augi nav zaļi?
Kāpēc dabā bez zaļās ir arī citu krāsu augi? Jo bez hlorofila augi var saturēt daudzus citus pigmentus. Piemēram:
- Antocianīns ir pigments, kas absorbē zaļo gaismu un atstaro pārējo. Lapas, kas satur vielu, var būt jebkurā krāsā, izņemot zaļas.
- Karotīns ir pigments, kas atspoguļo dzelteno un sarkano paleti. Lapas un garšaugi, kuros karotīna daudzums ir daudz lielāks par hlorofilu, ir sarkani vai dzelteni.
- Ksantozīns ir viela, kas absorbē visu krāsu paleti, izņemot dzelteno. Attiecīgi lapotne, kas saturksantozīns - dzeltens.
Tagad gan pieaugušajiem, gan bērniem kļūs skaidrs, kāpēc augi ir zaļi. Ikviens sapratīs, cik svarīgs ir fotosintēzes process, kā augi iegūst barības vielas un aug, un kāpēc tie rudenī dzeltējas un nokalst. Izpētiet pasauli, tas ir ļoti interesanti!
