что делает растения зелеными
Почему трава зеленая: пояснения из физики, биологии, химии
Почему трава зеленая: Freepick
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:
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:
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.
‘Лист зеленого цвета’ — такое значение имеет слово «хлорофилл» в греческом языке. Именно это вещество обладает зеленым цветом и окрашивает в него травы.
Зеленая трава с хлорофиллами играет важнейшую роль в жизни нашей планеты:
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:
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:
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.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Посмотрим вокруг на природу, которая нас окружает. Цветы, кустарники, деревья, травы летом имеют множество оттенков, но преобладающим в цветовой гамме является зеленый.
Но почему именно зеленый, а не синий, красный или желтый?
Как вы помните из школьной программы — растения по праву называют легкими планеты. Перерабатывая вредный углекислый газ, они дарят человечеству и окружающей среде кислород. Этот процесс носит название фотосинтез, а пигмент отвечающий за него – хлорофилл.
Именно благодаря молекулам хлорофилла неорганические вещества превращаются в органические. Самым важным из них является кислород, но в то же время в процессе фотосинтеза растениями вырабатываются белки, сахар, углеводы, жиры, крахмал. Со школьной программы известно, что началом химической реакции является попадание на растение солнечного или искусственного света. Хлорофиллом поглощаются не все световые волны, а лишь определенной длины. Наиболее быстро это происходит от красных до сине-фиолетовых.
Зеленый же растениями не поглощается, а отражается. Именно это видно глазам человека, следовательно, представители флоры вокруг нас имеют зеленый цвет.
Почему именно зеленый цвет?
Достаточно длительное время ученые бились над вопросом: почему зеленый спектр отражается? В итоге выяснилось, что природа просто не тратит силы зря, потому как этот мельчайшие частички света – фотоны этого цвета не обладают никакими выдающимися качествами, тогда как синие фотоны – источники полезной энергии, в красных содержится наибольшее количество. Как тут не вспомнить, что ничего в природе не делается просто так.
Откуда в растениях яркие краски?
Биологи с уверенностью говорят о том, что произошли растения от чего-то, похожего на водоросли, а хлорофилл появился под воздействием эволюционных процессов.
В природе же другие цвета изменяются под воздействием света. Когда его становится меньше, листья и стебли начинают отмирать. Хлорофилл, отвечающий за яркий зеленый цвет, распадается. На смену ему приходят другие пигменты, отвечающие за яркие краски. Красные и желтые листья свидетельствуют о том, что преобладающим стал каротин. За желтый цвет еще отвечает пигмент ксантозин. Если в растении невозможно найти зеленый цвет, в том «вина» антоцианов.
Почему растения выбрали зелёный цвет?
Года в три-четыре каждый ребёнок задаёт простой вопрос: «почему трава зелёная?» В ответ можно услышать всё, что угодно – от «не приставай, мне некогда» до научно-популярной версии о фотосинтезе и зелёном хлорофилле. Но разве это ответ? Можете ли вы объяснить себе, почему трава всё-таки зелёная – а не розовая, оранжевая или цвета индиго? Конечно, вы скажете: потому что в хлоропластах растений содержится хлор – а в кристаллической форме он зелёный. Неплохо. Ну а дальше-то что? Почему в ходе эволюции выбор пал на него, а не на периодический элемент иного цвета? Вот вам и задачка… Но в истории развития жизни на Земле не было случайностей.
Даже самые далёкие от точных наук люди знают, что жизнь на планете обязана своим существованием солнечным лучам. Глубоко в недрах нашей звезды происходят ядерные реакции синтеза гелия из водорода. В результате распада высвобождаются фотоны (кванты света). Они проявляют свойства волн и частиц одновременно: эти электромагнитные импульсы излучаются «порциями», однако не имеют ни массы, ни заряда. Их роль в нашей жизни куда важнее: они обеспечивают взаимодействие между электрическими зарядами элементарных частиц, составляющих атомы, затем молекулы и, наконец, клетки живого организма.
Фотоны могут жить только в движении со скоростью света в вакууме. Рождаясь в солнечном ядре, они сперва несут в себе колоссальный импульс. Но чтобы сквозь солнечную мантию пробиться к поверхности звезды, эти частицы тратят почти миллион лет! Поэтому не смотря на то, что с этого момента свет преодолевает расстояние до Земли всего за 8,3 минуты, мы наслаждаемся тёплыми лучами, котрые ждали встречи с нами ещё в середины Плейстоцена.
Каждому из видимых цветов соответствует длина волны света, которую отражают материальные объекты (все остальные им поглощаются). Казалось бы, ничего загадочного: растения используют хлорофилл, который поглощает все цвета кроме зелёного. Но всё наоборот: сначала растения сознательно выбрали цвет, а потом подобрали к нему нужный «наполнитель». Здесь нам придётся обратиться к богатому опыту агрономов и ботаников. Многочисленные опыты и исследования раскрывают некоторые секреты растений, о которых почему-то не рассказывают в школе на уроках биологии.
Вообще для фотосинтеза подходят волны любой длины, включая невидимые нашему глазу. Современные растения приспособились использовать излучение в диапазоне от 400 (фиолетовый) до 700 нм (красный). Причём для нормального функционирования растений (рост, цветение, плодоношение, запасание полезных веществ) необходимо присутствие в спектре всех этих цветов в определённых пропорциях. Это объясняется тем, что некоторые химические реакции могут начаться при облучении вещества светом низкой или средней частоты (тёплые цвета радуги), а другим для инициирования реакции требуется свет с частотой выше определённого порогового значения (холодные цвета).
Если зелёный свет может передать достаточно большие импульсы – какой же смысл растениям от него отказываться? Однако факт есть факт: 80-90% энергии растения вырабатывают за счёт поглощения синих и красных фотонов. Синие при этом более интенсивные, зато красных – подавляющее большинство. Остальные 10-20% приходятся на другие цвета, а сам зелёный в качестве «основного наряда» был выбран, очевидно, за свою высокую проникающую способность: в то время как синий и красный почти полностью поглощаются верхними ярусами листьев, зелёный способен проникать сквозь них и «вдыхать жизнь» в нижние ярусы, какими бы густыми они ни были. Это значит, что первые водоросли, которые только выбирались на сушу, уже планировали своё дальнейшее завоевание континентов и превращение в многоярусные леса – от мхов и трав до кустарников и деревьев.
Где же гарантия, что растения просто отражают или пропускают сквозь себя большую часть зелёного света? – Её и не будет, ведь и это не совсем правда. Это всё человеческое зрение, которое нельзя назвать самым надёжным (в сравнении с некоторыми животными), даёт нам «зелёную картинку». Этот цвет мы видим однородным из-за несовершенства своего зрительного анализатора. На самом же деле это наложение световых волн разной длины – преимущественно жёлтых и синих. А как же иначе? Часть цветных пигментов (каротин, антохлор, ксантофилл) специализируются на поглощении синих фотонов, отражая преломлённые лучи в красновато-жёлтом «формате». Другие пигменты (хлорофил и антоцианы) поглощают красноватые фотоны, отражая лучи приблизительно цвета морской волны. Накладываясь, они образуют изумрудный (по крайней мере, так его видят люди).
По мере сокращения светового дня и изменения угла освещённости (что влияет на преломление света ещё в слоях атмосферы), фотонов с большой частотой (и маленькой длиной волны) становится всё меньше. Некоторое время растения пытаются приспособиться к этому и переключают внимание исключительно на сбор «высококалорийных» порций света. Поглощая синие и зелёные фотоны, листья растений начинают отражать соответственно жёлтый или красный цвета. Когда синих фотонов становится критически мало, растения сбрасывают листву.
Какими могут быть растения с других планет?
Почему трава зелёная простыми словами
Наконец-то мы вернулись к истокам — снова объясняем природу привычных вещей. В этот раз поговорим о том, почему трава зелёная и приведём пример, как можно объяснить это детям.
Ответ внутри
В мире растений и деревьев встречается много цветов, которые меняются в течение года. Но, безусловно, наиболее распространенным является зеленый. А всё благодаря пигменту под названием хлорофилл, который содержится в листьях и стеблях. Для понимания рассмотрим, как устроены растения.
Хлорофилл играет жизненно важную роль в росте и развитии практически всех растений, поскольку обеспечивает процесс фотосинтеза.
Фотосинтез — это фундаментальный процесс, в ходе которого зелёные растения (и некоторые другие организмы) улавливают падающий свет и используют его для преобразования воды, минералов и углекислого газа в органические и богатые энергией соединения.
Фотосинтез имел важнейшее значение для существования жизни на Земле, и считается, что хлорофилл или очень похожие химические соединения сыграли важную роль на первых этапах эволюции самоподдерживающейся жизни.
Именно молекулы хлорофилла берут на себя первичную задачу «переработки» солнечного света в энергию для функционирования остальных систем растения.
Почему растения именно зелёного цвета
Из статьи «Почему небо голубое» мы знаем, что солнечный свет состоит из всех цветов радуги, каждый из которых имеет свою длину волны. Цвета с меньшей длинной волны несут больше энергии и могут быть опасны для живых организмов (ультрафиолет), с большей длинной — меньше энергии.
Для растений вполне достаточно было бы излучения красной области спектра. Но они поглощают и мощный синий цвет, который проходит через пигменты и теряет часть излишней энергии — остаётся только то, что нужно для фотосинтеза. Это такая защитная функция. Зелёный цвет вообще не поглощается, а просто отражается. Мы это видим, и говорим, что трава зелёная.
Если бы Солнце светило гораздо слабее, то растения поглощали бы весь свет и имели тёмный бурый цвет.
Как объяснить ребёнку, почему трава зелёная
Проще всего сказать: «Потому что внутри хлорофиллы». Есть вероятность, что вопрос будет снят, но ребёнок просто ничего не вынесет из такого ответа.
Если малыш сам заинтересовался темой флоры, то это идеальный момент, чтобы познакомить его с основами устройства растений.
На примере одного из растений, можно объяснить их устройство: «Это стебель, на котором всё держится, а это листья — через них растение кушает солнечный свет». Сейчас не обязательно углубляться в устройство листа и клеток, можно просто рассказать о том внутри листьев и стебля есть штуки (хлоропласты), которые и впитывают свет, но они настолько маленькие, что их просто так не разглядеть. Все эти штуки зелёного цвета, и их так много, что всё растение становится зелёным.
Заключение
Трава зелёная, потому что в клетках растений есть хлоропласты, содержащие пигмент хлорофилл. У него важная задача — обеспечение процесса фотосинтеза, благодаря которому происходит поглощение растениями солнечного света. Хлорофиллы не поглощают зелёный цвет — он отражается и попадает на сетчатку глаза. Так растения и становятся зелёными.
Почему листья растений зеленые?
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?