Почему растения зеленые? — Дикий Дикий Мир

Если посмотреть на нашу планету из космоса, вся ее поверхность будет окрашена в 2 основных цвета: синий и зеленый. Синий — это моря и океаны, т.е. вода. Зеленый — это леса, луга и поля на которых растут различнейшие растения и все они окрашены в зеленый цвет. Почему происходит так, почему большинство растений имеют именно зеленый цвет?

Ответ кроется в крохотных пигментах, которые в очень большом количестве содержатся во всех растениях. Этим пигментом является — хлорофилл — вещество, поглощающее солнечный свет и вырабатывающее органические питательные вещества для растений.

Фотосинтез

Роль хлорофилла трудно переоценить, так как именно он является основой в процессе фотосинтеза — наверное, важнейшего процесса на нашей планете. Во время фотосинтеза молекулы хлорофилла совершают настоящее чудо — преобразование неорганических веществ в органические. Под воздействием солнечного света в пигментах происходит сложная химическая реакция, в результате которой вода и неорганические вещества, получаемые из корней растения преобразуются в органические питательные вещества (сахар, крахмал, белки, жиры, углеводы).

Но самым важным моментом в фотосинтезе является поглощение углекислого газа и выработка кислорода — жизненно необходимого вещества для подавляющего большинства живых существ на Земле.

Сам хлорофилл зеленого цвета, но растения выглядят зелеными не потому. Дело в том, что во время фотосинтеза пигменты хлорофилла поглощают свет только синего и красного спектров, в то время как зеленый отражается, вот поэтому мы и видим растения зелеными.

Долгое время ученые не могли понять почему растения не поглощают зеленый свет, ведь именно он находится в пике энергетического спектра солнечного света. Оказалось, что эффективность фотосинтеза зависит не столько от общего количества света, сколько от энергии отдельных его спектров и количества фотонов (мельчайшая частичка света) содержащихся в них. Так наибольшим количеством фотонов обладает свет красного спектра, а фотоны синего спектра — самые богатые полезной энергией. Фотоны же зеленого спектра не выделяются ни количеством, ни качеством поэтому природа и решила не использовать их, чтобы не тратить силы зря.

Почему не все растения окрашены в зеленый цвет?

Дело в том, что во всех растениях кроме хлорофилла содержится еще целый ряд различных пигментов, которые могут поглощать и отражать совсем другие цвета спектра нежели зеленый пигмент. Так к примеру, каротин поглощает отражает желто-красную часть спектра, из-за чего листья в которых содержаться меньше хлорофилла и больше каротина выглядят желтыми или красными. Антоциан наоборот активно поглощает зеленые лучи, а остальные отражает. Листья растений в которых преобладает антоциан (кротон, кордилина), могут быть окрашены во все цвета спектра кроме зеленого. Еще есть ксантозин, поглощающий все спектры за исключением желтого.

Почему растения имеют зеленый цвет? | Биология о суевериях и библейских чудесах

Один из литературных героев американского писа­теля О. Генри считал нелепым вопрос о том, почему растения имеют зеленый цвет. Мы позволим себе не согласиться с этим мнением.

Действительно, почему растения имеют зеленый цвет? Правда, могут сказать, что не все растения зеле­ные, есть пестролистые, есть красные и голубые. Но поскольку зеленый цвет наиболее характерен для мира растений, видимо, нужно прежде всего ответить на этот вопрос.

Однако часто случается так, что один вопрос приво­дит к возникновению другого и нельзя ответить на пер­вый, не ответив на второй. В данном случае раньше на­до выяснить, что же такое цвет? Почему одни вещи синие, другие зеленые или желтые? Короче, почему мир многокрасочен?

Обратите внимание на то, что в темноте вещи вос­принимаются неокрашенными. Следовательно, окраска связана со светом. Но свет явление не простое, он раз­лагается на составные части. Все видели радугу. Она бывает обычно после дождя и разноцветной дугой све­тится в небе. Радуга и есть то, из чего состоит свет. Лу­чи солнца, попадая в капельки воды, распадаются на свои составные части, и получается радуга. В этом легко убедиться. Распылите на мелкие капельки воду против солнечного света. Такие явления знакомы каж­дой хозяйке: вспрыскивая белье, они без труда соз­дают радуги. Радуга всегда слагается из красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего и фиолетового цветов. Все эти цвета, расположенные в том же поряд­ке, как и в радуге, ученые называют спектром. Как установили ученые, различные цвета — это лучи све­та различной длины волны.

Свет разлагается не только в капельках воды. Тот же результат можно получить, пропуская свет через трехгранную призму. А вообще-то солнечные лучи, встречаясь с любым предметом, разлагаются на состав­ные части. При этом каждый предмет поглощает опре­деленную часть спектра. Непоглощенные лучи отража­ются, попадают в глаз человека и вызывают ощущение того или иного цвета. Допустим, свет, направленный на какой-то предмет, поглотился весь, тогда предмет будет черным, и наоборот, предмет, отражающий все лучи, воспринимается как белый. Если предмет поглощает синие и красные лучи, он окажется зеленым.

Если бы мы посмотрели на радугу через лист растения, то в радуге не хватило бы красных, фиолетовых и синих лучей. Оставшиеся лучи, отражаясь от листьев, воспринимаются как приятный зеленый цвет — цвет жизни.

Итак, мы можем ответить на вопрос, почему расте­ния имеют зеленый цвет: они зеленые потому, что по­глощают красные, синие и фиолетовые лучи.

Но ведь можно задать и еще один вопрос: почему растения поглощают именно эти, а не другие лучи? Чтобы раскрыть этот секрет, ученым немало пришлось потрудиться.

Обратимся к истории этого открытия. Первые наме­ки на связь растений и света имеются еще в мифологии древних египтян.

Но только в XVII веке английскому ученому При­стли удалось вплотную приблизиться к тайне зеленого листа.

На целом ряде опытов Пристли убедился, что про­должительное горение и дыхание в ограниченном объе­ме воздуха делают этот воздух непригодным для дыха­ния и горения. Все знают, что если в небольшой комна­те соберется много людей, то вскоре там становится душно. Из этих наблюдений совершенно естественно был сделан вывод, что за прошедшие века вся атмосфе­ра планеты должна была стать негодной для дыхания. Но этого почему-то не случилось. Значит, одновременно идет процесс «очищения» воздуха. Ученый предполо­жил, что, 

возможно, растения имеют способность очищать воздух. Но от предположения до уверенности путь длинный. И вот 18 августа 1772 года Пристли по­местил мяту под стеклянный колпак, поставленный над водой. Воздух под колпаком был «испорченным»: в нем не горела свеча и погибла от удушья мышь. А рас­тение не только не погибало, но продолжало жить. Мало этого. Когда через несколько дней под колпак пустили другую мышь, она не задохнулась. Значит, воздух вновь стал хорошим, и пригодным для дыхания его сделало растение. Это было потрясающим откры­тием.

Но путь науки труден. Постигла неудача и Прист­ли. В те времена было принято, чтобы ученые демон­стрировали публично опыты, подтверждающие откры­тия. Пристли должен был повторить свой опыт в Париже. Но опыт не удался. Велико было огорчение ученого. В чем же была его ошибка? Дело в том, что опыт в Париже проводился 

в вечернее время. Пристли, установивший роль растений в природе, не знал еще, что важнейшим для жизнедеятельности растений яв­ляется солнечный свет.

Через несколько лет другому ученому Ингенгузу удалось выяснить причину, почему публичный опыт Пристли не удался. Только после этого стало очевидно всем, как велико было открытие, сделанное Пристли. Позже президент королевского общества Англии, вручая Пристли медаль, сказал: «Это открытие убеж­дает нас, что не существует бесполезных растений. Начиная с величественного дуба и кончая последнею мелкою былинкою, все полезно… Они участвуют в очи­щении атмосферы; в этом отношении и благоухающая роза и ядовитая волчья ягода имеют одинаковое назна­чение».

Процесс поглощения света растениями был назван фотосинтезом («фото» в переводе на русский язык озна­чает свет, «синтез» — образование нового вещества). Было установлено, что в процессе поглощения света ра­стение, потребляя солнечную энергию, из воды и угле­кислоты воздуха строит органические вещества. При этом выделяется кислород, который так необходим для дыхания человеку и животным, без которого и огонь не горит.

Итак, наукой установлено, что растения поглощают часть лучей солнечного спектра и только благодаря этому являются зелеными.

А что говорит по интересующему нас вопросу хри­стианская религия? Для выяснения мы будем опирать­ся на Библию — священную книгу христиан всех на­правлений. Священнослужители и верующие называют Библию «богодухновенной», то есть написанной по не­посредственному внушению самого всевышнего. А по­этому каждое слово этой книги считается непогреши­мой истиной. И мы не будем принимать во внимание приспособленческие выверты современных богословов. Проповедников «слова божьего» можно понять: боль­шинство библейских легенд вызывают улыбку даже у детей. Вот и приходится пастырям изворачиваться, об­ходить молчанием те места в Библии, которые слишком очевидно наивны, иносказательно толковать те тек­сты, о которых вынуждены говорить. Мы же перед ве­рующими ставим вопрос так: если Библия богодухно­венна, то каждое слово в ней должно быть истинно, а если одни ее тексты признаются, другие нет, значит Библия не богодухновенна и может быть отброшена целиком. Именно поэтому, решив во что бы то ни ста­ло спасти авторитет Библии, в 1950 году папа Пий XII опубликовал послание «О происхождении человека», в котором от имени церкви потребовал беспрекословной веры в библейский текст о сотворении Адама богом. Творение растений и вообще библейское предание о тво­рении Вселенной, следовательно, не подвергаются со­мнению.

Итак, «священное писание» утверждает, что расте­ния созданы богом на третий день творения. Имеются в виду зелень, трава, сеющая семя, и плодоносящие де­ревья. В Библии так и записано: «Да произрастит зем­ля зелень, траву, сеющую семя (по роду и по подобию ее,) и дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле. И стало так» (Бы­тие, I : 11).

Из этого можно сделать следующие выводы: весь мир растений был создан в один день; все растения де­лятся на зелень, траву и плодоносящие деревья. При этом, видимо, надо считать, что растения делятся на те, которые не имеют никакого значения в жизни челове­ка и животных, на те, которые могут поедаться живот­ными, и на те, которые могут приносить плоды. Далее, растения делятся по способу плодоношения на два ви­да — семянные и плодоносящие. И, наконец, отсюда следует то, что каждое растение порождает себе подоб­ное.

А почему растения имеют зеленый цвет? На этот вопрос ответа здесь не найти. С самого начала созда­ния они были зелеными. Для чего зелеными? Неизве­стно. Но если внимательно прочесть Библию, то можно прийти к выводу о том, что растения не могли быть зе­леными. Вспомните, что было сотворено в первый и во второй дни творения. Оказывается, что земля была освещена уже после того, как были созданы растения. Нам могут возразить, что свет был создан в первый день. Но это не был солнечный свет. Это вообще был не­известно какой свет. Просто какой-то свет был отделен от какой-то тьмы. Возникло как бы две пустоты: од­на — светлая, другая — темная, а между ними перего­родка в виде небесного свода. Земля же находилась в неосвещенной стороне и получила свет лишь на чет­вертый день творения, когда было создано солнце и другие светила. В Библии написано: «И создал Бог два светила великие: светило большее, для управления днем, и светило меньшее, для управления ночью, и звезды;

И поставил их Бог на тверди небесной, чтобы светить на землю, и управлять днем и ночью, и отделять свет от тьмы» (Бытие I : 16—18).

Таким образом, получается, что растения были зеле­ными еще до появления солнца. Но всем известно, что растения, выросшие без света, будут не зелеными, а бе­лыми. Например, ростки картофеля, проросшего в темноте погреба, имеют белый цвет и зеленеют лишь при освещении солнцем. Защитники Библии, толкую­щие дни творения как миллионы лет, как геологиче­ские эпохи, попадают в безвыходное положение: «зе­лень и трава разная» тем более не могли жить и расти миллионы лет, не имея солнечного освещения.

Как явствует из Библии, богу совершенно не изве­стна действительная роль растений, он считает расте­ния только пищей для животных и человека. Цитиру­ем Библию: «Вот, Я дал вам всякую траву, сеющую семя, какая есть на всей земле, и всякое дерево, у кото­рого плод древесный, сеющий семя; вам сие будет в пищу» (Бытие, I : 29).

Но не все плоды растений употребляются в пищу че­ловеком и животными. Есть много ядовитых растений. Кроме того, есть растения, не дающие плодов и семян, о которых сразу хочется спросить: а кто их создал и зачем?

Мы уже говорили, что в процессе фотосинтеза рас­тения накапливают органические вещества и выделя­ют кислород, необходимый для дыхания животных и человека. Весь кислород воздуха есть результат деятельности растений. До появления фотосинтезирующих растений кислорода в атмосфере Земли не было. И чтобы накопить имеющиеся запасы кислорода, потре­бовалось очень много времени. Бог же, как свидетель­ствует Библия, не думая о последствиях, уже на пятый день творения решил создать животных, пресмыкаю-шихся, птиц и разных гадов. Ведь все созданные живот­ные должны были сразу погибнуть от удушья, потому что растения еще не освещались солнцем и не вы­деляли нужный для дыхания кислород. Без света рас­тения не могли накапливать органические вещества и, следовательно, не плодоносили, а поэтому не могли быть и пищей для животных. Значит, животные долж­ны были погибнуть и от голода. Скорее всего и от уду­шья и от голода. Вот на какую страшную участь обре­кал всевышний свои творения, столь легкомысленно отложив создание Солнца на несколько дней.

Теперь остановимся на некоторых других момен­тах. Современная наука показывает, что количество наземных растений достигает 182 000 видов. Возникает вопрос, по какому образу и подобию создавались рас­тения различных видов? И зачем понадобилось так много видов? На эти вопросы в Библии нет ответа.

Но это еще не все. Если верить Библии, то бог соз­дал только наземные растения. Созданные растения должны были размножаться по своему подобию, то есть каждый вид растений порождает только себе подобных. В таком случае откуда взялись растения, приспособившиеся к водной среде? Видимо, они не созданы богом, поскольку не все из них размножаются семенами и плодами. Откуда взялись водоросли, грибы, лишайни­ки, у которых совсем нет семян? Вообще, если учесть все растения на земном шаре, то количество их видов будет близко к 300 000.

Но раз бог создал только семянные растения, то все остальные, причем большинство, видимо, не созданы богом.

Итак, наш вопрос, почему растения имеют зеленый цвет, привел к разговору о том, созданы ли растения богом или они появились и развивались по естествен­ным законам. Наука доказывает, что все живые тела имеют свою историю, что они есть результат взаимо­действия объективных законов природы. Поэтому о ко­личестве видов растений, о формах их плодоношения нельзя говорить, не рассказав о происхождении жизни на Земле. Об этом мы поговорим во второй беседе. Здесь же расскажем об одной идеалистической теории, которую весьма охотно используют богословы для за­щиты своих взглядов.

Речь идет о витализме. «Вита» в переводе на рус­ский язык означает жизнь. Представители витализма допускают существование особых сил, которые якобы являются носителями жизни. В свое время виталисти­ческая точка зрения проповедовалась для объяснения процесса фотосинтеза. Когда установили, что растения содействуют выделению кислорода при использовании солнечной энергии, ученые стали изучать, какие имен­но лучи играют при этом ведущую роль. Некоторые ученые, в частности Сакс, Пфеффер и другие, недоста­точно точно проведя опыты, пришли к заключению, что в процессе фотосинтеза лучше всего поглощаются наи­более яркие желтые лучи. Затем подсчитали, что на­копленной энергии в веществе растения оказалось больше, чем было поглощено, и это привело их к оши­бочному выводу, что растение может из ничего произ­водить энергию, то есть, что в растениях будто присут­ствует какая-то жизненная сила. Один ложный вывод привел к другому. Эти ученые стали утверждать, что для жизни растений не применим закон о сохранении вещества и энергии. Общий вывод заключался в том, что сверхъестественная сила может проявляться в де­ятельности живых тел, в частности в жизни растений. Великий русский ученый К. А. Тимирязев проверил работы и выводы немецких ученых. Проведя очень точ­ные опыты, он доказал, что заключения виталистов не­состоятельны. Оказалось: растения имеют зеленый цвет потому, что поглощают часть красных и часть си­них лучей, отражая зеленые, желтые и оранжевые. Вычислив энергию этой части солнечного спектра, К. А. Тимирязев с точностью установил, что закон со­хранения вещества и энергии имеет и здесь полную си­лу. Количество энергии в веществе растения полностью совпадало с количеством поглощенной энергии солнца. Так было доказано, что в растениях все подчинено естественным законам и нет никаких сверхъестествен­ных «жизненных сил».

Следовательно, растения имеют зеленый цвет не случайно. В процессе развития они приспособились по­глощать наиболее энергетически насыщенную часть солнечных лучей.

И наконец разберем последний вопрос, связанный с цветом растений. Как уже отмечалось, не все расте­ния имеют зеленый цвет. Существуют растения пестро­листые, красноватые, голубые. В морях встречаются бурые, сине-зеленые и красные водоросли. Но независи­мо от окраски все растения способны к фотосинтезу. Этот процесс осуществляется благодаря наличию в листьях особого вещества, которое называется хлоро­филлом. Но в растениях присутствуют и другие крася­щие вещества. Например, антоциан. Это красящее ве­щество непосредственно в процессе фотосинтеза не участвует, но его яркий фиолетовый цвет может заби­вать зеленую окраску растений. Особенно когда прихо­дит осень и хлорофилл рассасывается, а оставшийся антоциан окрашивает листья во все цвета радуги. Вот почему осенью листья имеют такую яркую окраску.

Вопрос о цвете растений недавно привел к очень интересным открытиям. Завязалась дискуссия о том, есть ли жизнь на планете Марс. Этот спор имеет отно­шение и к нашей беседе. Религия считает, что жизнь может существовать только на Земле. Однако, как и другие догмы религии, эта мысль ничем не подтверждена. Конечно, еще никто не был на других планетах и собственными глазами не видел их обитателей. Но не всегда обязательно личное присутствие, чтобы знать о состоянии веществ на далеком небесном теле. Планеты солнечной системы отражают свет, который, попадая на Землю, связывает нас с ними. Свет может принести очень много сведений о процессах, происходящих на интересующих нас далеких звездах.

Когда открыли, что растения живут, поглощая со­вершенно определенные лучи солнечного спектра, уче­ные стали изучать темные пятна на Марсе. Пропуская свет через спектроскопы, они искали характерную по­лосу поглощения хлорофилла. Если бы удалось ее найти, то можно было бы с уверенностью сказать, что на Марсе есть растения. Но такой полосы обнаружено не было. Получалось, что растительной жизни на Мар­се нет.

Но замечательный советский ученый Г. А. Тихов, много лет работавший в Алма-Ате, изучал Марс дру­гим методом. Вначале он установил, что полярные шап­ки Марса очень похожи на снег. Тихов сфотографиро­вал спектр снега на Земле и сравнил его со спектром полярных шапок на Марсе, и оказалось, что эти спек­тры очень близки по характеру. Затем он обнаружил сезонные изменения в темных пятнах Марса, которые называются «морями». Весной эти «моря» становились темно-коричневыми, напоминая горные леса, которые летом кажутся темно-голубыми, а осенью — желтыми. Все это свидетельствовало о том, что в этих областях Марса идут процессы, напоминающие сезонную смену окраски у растений на земле. Но полосы поглощения хлорофилла обнаружить так и не удавалось. Тогда Тихов предположил, что в связи с более суровыми усло­виями на Марсе растения должны поглощать не ма­ленькую часть спектра солнечных лучей, а как можно большую. Если растения будут поглощать все красные, оранжевые, желтые и часть зеленых лучей, то они бу­дут иметь сине-голубоватый цвет листьев.

Начались поиски спектров растений, живущих в суровых условиях на Земле. Оказалось, что голубые ели имеют спектр, напоминающий спектр марсианских «морей». Растения тундры, высокогорных пустынь Па­мира тоже не имеют ярко выраженной полосы погло­щения хлорофилла потому, что эта полоса размывается за счет интенсивного поглощения и других частей спектра.

Так было доказано, что на Марсе есть живые рас­тения. Выводы советского ученого Г. А. Тихова были подтверждены работами многих зарубежных ученых.

Почему растения зелёные? Причины, фото и видео

Автор Анималов В.С. На чтение 4 мин Опубликовано 22.11.2017 Обновлено 17.04.2020

Мир флоры разнообразен. Нас окружают цветы, кустарники, деревья, травы множества оттенков, но преобладающим в цветовой гамме является зеленый. Но почему растения зеленые?

Причины зеленого цвета

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.

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?

Свет через призму

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 – фото 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.

Труды ученых о фотосинтезе и хлорофилле

Как открыли фотосинтез?

Открытие процесса преобразования углекислого газа в кислород произошло случайно и было сделано английским химиком Джозефом Пристли. Ученый искал способ очистить «испорченный воздух» (так называли в то время углекислый газ). И в ходе экспериментов под стеклянный колпак, вместо мыши и свечи, было отправлено растение, которое, вопреки ожиданиям, выжило. Следующим шагом стало подсаживание к цветку в горшке мыши. И чудо произошло – животное не погибло от удушья. Так был сделан вывод о возможности преобразования углекислого газа в кислород.

Климент Аркадьевич Тимирязев

Большое внимание и много времени роли хлорофила и процессу фотосинтеза посвятил русский естествоиспытатель Климент Аркадьевич Тимирязев. Его главные научные заслуги:

• доказательство распространения закона сохранения энергии на процесс фотосинтеза, что отрицалось западными исследователями;
• установления факта участия в фотосинтезе только поглощаемых растением световых лучей.

Работы К.А. Тимирязева заложили прочную основу для учения о превращении воды и углекислого газа в органические полезные вещества под воздействием света. Сейчас наука шагнула далеко вперед, некоторые исследования претерпели изменения (например, факт разложения световым лучом не углекислого газа, а воды), но можно с уверенностью говорить том, что именно им были изучены азы. Ознакомиться с трудом ученого позволит книга «Жизнь растения» – это увлекательные и познавательные факты о питании, росте, развитии и размножении зеленых растений.

Фотосинтез и хлорофил находятся в тесной связи, если говорить о том, почему растения именно зеленого цвета. Световой луч имеет несколько спектров, одни из которых поглощаются и участвуют в химическом процессе преобразования углекислого газа в кислород. Зеленый же отражается и отдает свой цвет листьям и стеблям – и это видно человеческому взору.

Почему растения зелёные – интересное видео

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Почему растения зеленые — новый ответ на старый вопрос

Мы крайне редко задаемся вопросом, почему окружающий мир такой, какой он есть. Спросить об этом может разве что ребенок, ведь для него все в новинку. Почему небо такое голубое, кошки мяукают, а трава имеет зеленый цвет? В причинах последнего явления мы и попробуем разобраться.

Во всем виновато Солнце

Прежде чем отвечать на этот вопрос, нужно вспомнить простой урок физики в школе. Мы живем в мире, освещаемом Солнцем, а значит, оно существенно влияет на наше восприятие реальности. Белый свет, который излучает эта звезда, сложный по структуре и состоит из семи цветов.

Все объекты на Земле отражают солнечный свет

Вопреки нашим представлениям сами объекты не имеют какой-то определенной окраски, а способны только отражать или поглощать свет Солнца. За счет этого и создается иллюзия разноцветности окружающего мира. Хотя на самом деле это всего лишь особенность нашего восприятия. По итогу белыми мы видим объекты, которые отражают свет совсем, черными, наоборот, поглощающие его.

Почему же трава зеленая

Простой ответ заключается в том, что растения поглощают все фотоны красного и синего цвета солнечного спектра, но только 90% зеленого. Те 10%, которые они отражают, и лежат в основе нашего восприятия цвета листвы. Если бы растения вбирали в себя больше, то человеку они бы и вовсе казались черными.

Более развернуто ученые смогли ответить совсем недавно. Основная задумка заключается том, что с эволюционной точки зрения нет смысла делать организмы совершенными. Они должны быть эффективными, чтобы поддерживать свое состояние, работать гладко и спокойно. Не выживать, но и не быть сильнейшими. Отчасти этим можно объяснить и сомнительное «устройство» человека, его хрупкость и подверженность болезням.

Растения поглощают 90% зеленых фотонов, отраженные 10% помогают нам видеть их цвет

То же самое касается растений. Они не поглощают зеленый цвет полностью, а «выплевывают» его обратно. В свое время у биологов была теория, что для растений он слишком мощный из-за того, что они не могут использовать его без вреда для себя. И сейчас она фактически подтверждается. И фотосинтез — это не акт милосердия к окружающему растения миру, а способ избавиться от опасного влияния солнечного света.

Что это значит для нас

Руководствуясь этими знаниями, ученые могут улучшить солнечные батареи и другие устройства, использующие энергию ближайшей к нам звезды. Правда, пока работа носит теоретический характер, она позволяет пересмотреть старый взгляд на мир. Эволюция всегда воспринималась как механизм по улучшению работоспособности живых существ, и сейчас появилось очередное доказательство ее «продуманности».

Почему растения зеленые

Растения – это «легкие» планеты. Они поглощают углекислый газ, выделяя в атмосферу живительный для человека кислород. Живые растения имеют приятный для глаза зеленый цвет, который является символом здоровья и натуральной свежести.
Растения имеют зеленый цвет благодаря высокому содержанию зеленого пигмента, хлорофилла. Это клейкое вещество необходимо для осуществления химического процесса под названием фотосинтез, благодаря которому происходит переработка углекислоты для получения питательных веществ и выделения кислорода в атмосферу.Фотосинтез осуществляется в так называемых хлоропластах, зеленых пластидах, которые содержатся в клетках растений. Эти хлоропласты содержат хлорофилл и сосредоточены в стеблях или плодах растения, однако больше всего их в листьях. В суккулентных же растениях (кактусы) весь фотосинтез происходит в толстом стебле.Для того чтобы в растении начался фотосинтез, хлорофилл поглощает свет, солнечный или искусственный. Как только свет попадает на растение, пигмент начинает действовать, но поглощает он не все световые волны, а лишь те, которые имеют необходимую длину. Определенной длине световой волны соответствует определенный цвет светового спектра, от красного до зеленого. При этом быстрее всего поглощаются цвета от красного до сине-фиолетового, следовательно, при этом фотосинтез происходит быстрее. Зеленый же цвет спектра не поглощается хлорофиллом, а отражается.Поскольку различать цвета человеческий глаз способен только при свете, то при взгляде на растение он наблюдает действующий процесс фотосинтеза, и видит только отраженный, зеленый, цвет.После поглощения солнечного света в растении начинаются химические реакции: вода из корневой системы соединяется с углекислым газом. Результатом таких реакций является образование питательных веществ (глюкозы), благодаря которым живет растение, и которые приносят пользу потребляющим их животным и людям.В растении содержатся и другие пигменты, называемые каротиноидам. И, когда количество света начинает падать (например, осенью), то хлорофилл в растении разрушается, каротиноиды окрашивают его в желтый или красный цвета. Растение переходит на режим экономии: забирает все оставшиеся полезные вещества из листьев, а затем сбрасывает их.

ТОП-7 с названиями и ФОТО!

Рассматриваем цветы зеленого цвета и растения с зелеными цветками с названиями и фотографиями. Зеленые цветы мало распространены и редко где их можно увидеть, что только добавляет им уникальности и оригинальности.

Цветы зеленого цвета: символизм и значение

Цветок зеленого цвета символизирует природу, со всей ее красотой, непорочностью и силой. Цветы зеленого цвета отображают саму жизнь и омоложение, а в некоторых частях света они являются символами молодости и счастья.

При составлении и покупке букета зеленые цветы часто упускаются из виду и совсем незаслуженно. Зеленые цветы не входят в число популярных цветов для букета.

• Хотя именно цветок зеленого цвета может стать важнейшим элементом композиции и идеально подойти для подарка по любому поводу и случаю.

Далее мы хотим представить вашему вниманию зеленые цветы, которые могут подарить незабываемые впечатления и положительные эмоции.

Эти цветки завораживают и потрясают своим необычным внешним видом.

Цветы зеленого цвета с названиями и фото: ТОП-7

1. ГВОЗДИКА ЗЕЛЕНАЯ. Это очень милый цветок с прекрасным ярким цветом и нежными лепестками. Гвоздика один из самых популярных срезанных цветов в мире и зеленые оттенки смотрятся великолепно. Зеленый цвет цветка варьируется от бледной мяты до яркого изумруда.

Гвоздика зеленая

.

2. ХРИЗАНТЕМА ЗЕЛЕНАЯ. Хризантемы очень часто дарят мамам на праздники. Хризантема зеленого цвета также прекрасно подойдет для подарка любимой маме. Они выглядят свежо и ярко, что позволяет им быть уникальным дополнением к любому букету.

Хризантема зеленая

.

3. МОРОЗНИК ЗЕЛЕНЫЙ. Очень популярным букетом в Европе является сочетание трех зеленых морозников и четырех белых. Хелеборус еще называют Рожденственской розой и поэтому часто его дарят на Новый Год и Рождество.

Цветок зеленого цвета в сочетании с темно-красными хелеборусами смотрится по-настоящему великолепно и выделяется в качестве уникального и необычного букета. Главное не забыть их обработать так, как большинство видов морозника ядовиты.

Хелеборус зеленый

.

4. ОРХИДЕЯ ЗЕЛЕНАЯ. Орхидеи очень популярны и часто используются во всех цветочных композициях: от свадебных букетов до модных аксессуаров. Зеленая орхидея Cymbidium сочетает в себе характерный облик орхидеи с необычным оттенком зеленого лайма.

Орхидея зеленая

Читайте также:  ИСТОРИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ОРХИДЕИ И ПОЯВЛЕНИЕ В ЕВРОПЕ!

5. РОЗА ЗЕЛЕНАЯ. Конечно, же, цветы зеленого цвета без упоминания розы было бы представить крайне тяжело. Классическая роза является символом любви и привязанности, и представлена в различной цветовой гамме.

Зеленые розы олицетворяют надежду и оптимизм, что не помешает каждому из нас. Розы зеленого цвета – идеальный вариант для тех, кто хочет произвести положительное первое впечатление.

Роза зеленая

.

6. МОЛЮЦЕЛЛА ЗЕЛЕНАЯ (ГЛАДКАЯ). Этот цветок чаще называют Колокола Ирландии, он является членом семьи монетного двора. Молюцеллу гладкую часто используют в свежем и сушеном виде при составлении цветочных композиций.

Ирландские колокольчики по древним поверьям приносят удачу и поэтому всегда положительно воспринимаются в качестве подарка и в составе букета. Кроме того, этот цветок зеленого цвета обладает сильным и приятным ароматом.

• Молюцелла служит прекрасным зеленым фоном для других растений и порой незаменима в оформлении оригинальных летных букетов.

Молюцелла зеленая

.

7. ЛИЛИЯ ЗЕЛЕНАЯ. Лилии чрезвычайно разнообразны в цвете и форме, благодаря выведению новых гибридных сортов селекционерами. Среди этих творения особенно красиво и ярко выглядит данный сорт с большими и элегантными зелеными цветками.

Лилия зеленая

.

Мы вам показали самые красивые цветы зеленого цвета, которые уже сейчас успешно применяются во флористике. Однако еще есть зеленый гладиолус, зеленая цинния и гибридная гвоздика, которые также полюбились как специалистам, так и любителям-цветоводам.

ИНТЕРЕСНОЕ ПО ТЕМЕ:

1. ЦВЕТОК ЧЕРНОГО ЦВЕТА — 10 САМЫХ-САМЫХ! ТАКОЕ НЕВОЗМОЖНО ЗАБЫТЬ! (+ФОТО)

2. ЦВЕТЫ ПОХОЖИЕ НА ЛИЛИИ -КТО БОЛЬШЕ ПОХОЖ? (+ФОТОГРАФИИ)

Желаем вам свежести, яркости и оптимизма вместе с цветками зеленого цвета!

Опубликовано: 2014-10-07 Обновлено: 2017-11-06 Команда «Праздник цветов»

Почему большинство растений отражают зеленый и другие цвета?

Все фотосинтезирующие растения содержат хлорофилл, а хлорофилл зеленый (исключая различные водоросли). Листья растений часто содержат другие пигменты, которые могут маскировать зеленый хлорофилл или маскироваться им.

Типичным примером последнего является цвет осенних листьев. Листья содержат различные пигменты, такие как ксантофиллы, антоцианы и каротиноиды, которые обычно маскируются зеленью хлорофилла. Когда деревья готовятся к падению листьев осенью, хлорофилл разлагается, что позволяет другим пигментам становиться видимыми. Какую именно цель (и) эти другие пигменты служат не совсем ясно. Считается, что некоторые из них делают фотосинтез более эффективным, другие могут иметь функции, где цвет не имеет значения. См. Например, http://www.usna.usda.gov/PhotoGallery/FallFoliage/ScienceFallColor.html.

Некоторые растения могут иметь большее, чем в среднем, количество других пигментов, несколько маскируя зеленый цвет хлорофилла и вызывая различные оттенки цвета листьев. Селекция, проводимая человеком, может увеличить эти различия, приводя, например, к пурпурно-листовой сливе или почти золотистому цвету некоторых медовых саранчовых: https://www.thespruce.com/trees-and-shrubs-with-purple-leaves-3269731

Другие растения, такие как колеус, могут иметь хлоропласты только в определенных зонах листа, что позволяет использовать другие цветовые комбинации, которые могут дико усиливаться при разведении человеком: plantcaretoday.com/colorful-coleus-plants.html

Иногда цвета могут быть структурными, как, например, с изображением Голубой Селагинеллы, изображенной в вопросе, или с сероватыми цветами пустынных растений, которые производятся защитными волосками: http://mojavedesert.net/plants/plant-adaptations.html

Наконец, есть растения, у которых вообще нет хлорофилла, но они не фотосинтезируют. Примером (общим для гор поблизости) является блестящее красное снежное растение: fs.fed.us/wildflowers/plant-of-the-week/… Но он не использует красный пигмент для фотосинтеза, став паразитирующим на почвенных грибах.

Почему растения зеленые? | Центр Джона Иннеса

Мы спросили троих студентов нашей Международной летней школы бакалавриата; Поппи Смит, Ливи Холл и Том Хэммонд, почему растения зеленые?

«Короткий ответ: растения кажутся нам зелеными, потому что красный свет — самая полезная длина волны для них.

Более подробный ответ заключается в деталях фотосинтеза, электромагнитном спектре, энергии и «особых парах» молекул хлорофилла в каждой растительной клетке.

Растения можно условно разделить на четыре основных компонента: корни, стебель, цветы и листья. Листья производят энергию растения или пищу, как знает каждый студент GCSE, в процессе, называемом фотосинтезом.

Растения (а также водоросли и некоторые бактерии) поглощают свет для производства сахаров, обеспечивая растение энергией и некоторыми другими полезными биохимическими продуктами, которые необходимы растению для успешного роста.

Свет, видимый человеческим глазом (видимый спектр света), состоит из радуги цветов, простирающейся от фиолетового до красного.Объекты воспринимаются людьми как цветные, когда они отражают свет обратно в наши глаза. Все другие видимые длины волн света поглощаются, и мы видим только отраженные длины волн.

Цвета видимого света образуют цветовое колесо. Внутри этого колеса цвет, которым кажется объект, является цветом, дополнительным к цвету, который он наиболее сильно поглощает. Таким образом, растения выглядят зелеными, потому что они наиболее эффективно поглощают красный свет, а зеленый свет отражается.

Свет и электромагнитный спектр

Видимый свет — это часть электромагнитного спектра, совокупность всего света.

Свет распространяется волнами, поэтому его длина соответствует расстоянию между пиками волн. Видимый свет имеет длину волны от 380 нанометров для пурпурного до 730 нанометров для красного. Для сравнения: толщина человеческого волоса составляет 100 000 нанометров.

Более короткие длины волн имеют более высокую энергию, частота «волны» выше, поэтому фиолетовый свет имеет больше энергии, чем красный свет.

Как растения используют свет

Фотосинтез — это, по сути, процесс преобразования атмосферного газа двуокиси углерода (CO ₂ ) и воды (H ₂ O) в простые сахара с получением кислорода (O ₂ ) в качестве побочного продукта.Для этого ему нужна энергия, и она получает эту энергию от поглощаемого света.

Поглощая свет, объект также поглощает часть энергии, переносимой светом. В случае растений это пигмент хлорофилл, который поглощает свет, и он разборчив в том, какие длины волн он поглощает, в основном выбирая красный свет и немного синего света.

Поглощенная энергия вызывает возбуждение электронов в объекте.

Когда электроны возбуждены, они переходят с уровня с низкой энергией на уровень с более высокой энергией.Энергия света возбуждает электроны и забирает энергию из света — это пример первого закона термодинамики — энергия не создается и не разрушается, ее можно только передавать или изменять из одной формы в другую.

Этот процесс происходит в определенных отделах клетки, называемых хлоропластами, и делится на две стадии;

1. 1 — На первом этапе наблюдается последовательность реакций, которые «зависят от света». Хлоропласты содержат множество дисков, называемых тилакоидами, которые заполнены хлорофиллом.Структуры тилакоидов, известные как фотосистемы, образуют основной механизм фотосинтеза, и в центре каждой фотосистемы находится «особая пара» молекул хлорофилла. Электроны в этих молекулах хлорофилла возбуждаются при поглощении солнечного света. Задача остальных молекул хлорофилла в хлоропласте — просто передавать энергию специальной паре
.
2. 2 — Второй набор реакций не зависит от света. Они используют энергию, захваченную во время светозависимого этапа, для производства сахаров.Эти реакции происходят в жидкости, которая омывает тилакоиды (строму)

Во время этих реакций CO ₂ растворяется в строме и используется в светонезависимых реакциях. Этот газ используется в ряде реакций, в результате которых образуется сахар. Затем молекулы сахара используются растением в пищу аналогично людям, при этом избыточный сахар хранится в виде крахмала, готового к использованию позже, подобно накоплению жира у млекопитающих.

Таким образом, красный конец светового спектра возбуждает электроны в листьях растений, а отраженный (или неиспользованный) свет состоит из большего количества длин волн дополнительного (или противоположного) зеленого цвета.

Итак, растения и их листья выглядят зелеными, потому что «особая пара» молекул хлорофилла использует красный конец спектра видимого света для усиления реакций внутри каждой клетки. Неиспользованный зеленый свет отражается от листа, и мы видим этот свет. Химические реакции фотосинтеза превращают углекислый газ из воздуха в сахар, который питает растение, и в качестве побочного продукта растение производит кислород.

Именно это предпочтение света в красном конце спектра стоит за д-ром Бранде Вульфом и его командой в разработке технологии скоростной селекции.Методика, впервые примененная НАСА для выращивания сельскохозяйственных культур в космосе, использует увеличенную продолжительность светового дня, улучшенное светодиодное освещение и контролируемую температуру, чтобы способствовать быстрому росту сельскохозяйственных культур.

Он ускоряет цикл размножения растений: например, в год можно выращивать шесть поколений пшеницы по сравнению с двумя поколениями при использовании традиционных методов селекции.

За счет сокращения циклов разведения этот метод позволяет ученым и селекционерам ускорить генетические улучшения, такие как повышение урожайности, устойчивость к болезням и устойчивость к климату в ряде культур, таких как пшеница, ячмень, масличный рапс и горох.”

Почему растения зеленые? Ответ может сработать на любой планете

От больших деревьев в джунглях Амазонки до комнатных растений и водорослей в океане — зеленый цвет — это цвет, который царит над царством растений. Почему зеленый, а не синий, пурпурный или серый? Простой ответ заключается в том, что хотя растения поглощают почти все фотоны в красной и синей областях светового спектра, они поглощают только около 90 процентов зеленых фотонов. Если бы они поглотили больше, они казались бы нам черными.Растения зеленые, потому что они отражают небольшое количество света.

Но это кажется неудовлетворительно расточительным, потому что большая часть энергии, излучаемой солнцем, находится в зеленой части спектра. Когда биологи требуют объяснений, они иногда предполагают, что зеленый свет может быть слишком мощным, чтобы растения могли использовать его без вреда, но причина этого не была ясна. Даже после десятилетий молекулярных исследований механизмов сбора света у растений ученые не смогли найти подробного объяснения цвета растений.

Однако недавно на страницах Science ученые наконец дали более полный ответ. Они построили модель, объясняющую, почему механизмы фотосинтеза растений тратят зеленый свет. Чего они не ожидали, так это того, что их модель также объяснит цвета других фотосинтетических форм жизни. Их выводы указывают на эволюционный принцип, управляющий светособирающими организмами, который может применяться во всей Вселенной. Они также преподают урок, что — по крайней мере, иногда — эволюция меньше заботится о том, чтобы сделать биологические системы эффективными, чем о том, чтобы поддерживать их стабильность.

Тайна цвета растений — это та самая загадка, с которой Натаниэль Габор, физик из Калифорнийского университета в Риверсайде, наткнулся много лет назад, когда защитил докторскую диссертацию. Экстраполируя результаты своей работы по поглощению света углеродными нанотрубками, он начал думать о том, как будет выглядеть идеальный солнечный коллектор, поглощающий пиковую энергию солнечного спектра. «У вас должно быть это узкое устройство, обеспечивающее максимальную мощность зеленого света», — сказал он. «И тогда мне сразу же пришло в голову, что растения делают обратное: они излучают зеленый свет.

Натаниэль Габор, физик из Калифорнийского университета в Риверсайде, и его коллеги разработали модель сбора света фотосинтезирующими организмами, которая оптимизирует снижение «шума» над эффективностью. С разрешения UC Riverside

В 2016 году Габор и его коллеги коллеги смоделировали лучшие условия для фотоэлемента, регулирующего поток энергии. Но чтобы узнать, почему растения отражают зеленый свет, Габор и команда, в которую входил Ричард Когделл, ботаник из Университета Глазго, более внимательно рассмотрели то, что происходит во время фотосинтеза, как проблему в теории сетей.

Первый этап фотосинтеза происходит в светособирающем комплексе, сетке белков, в которую встроены пигменты, образующие антенну. Пигменты — хлорофиллы в зеленых растениях — поглощают свет и передают энергию в реакционный центр, где начинается производство химической энергии для использования клеткой. Эффективность этого квантово-механического первого этапа фотосинтеза почти идеальна — почти весь поглощенный свет преобразуется в электроны, которые система может использовать.

Но этот антенный комплекс внутри ячеек постоянно перемещается.«Это как Jell-O», — сказал Габор. «Эти движения влияют на то, как энергия проходит через пигменты» и вносят шум и неэффективность в систему. Быстрые колебания интенсивности света, падающего на растения — например, из-за изменения количества тени — также делают ввод шумным. Для клетки лучше всего постоянный ввод электрической энергии в сочетании с устойчивым выходом химической энергии: слишком мало электронов, достигающих реакционного центра, может вызвать сбой энергии, в то время как «слишком много энергии вызовет свободные радикалы и всевозможные эффекты перезарядки». это повреждает ткани, сказал Габор.

Габор и его команда разработали модель светособирающих систем растений и применили ее к солнечному спектру, измеренному под навесом из листьев. Их работа прояснила, почему то, что работает для солнечных элементов из нанотрубок, не работает для растений: было бы очень эффективно специализироваться на сборе только пиковой энергии в зеленом свете, но это было бы вредно для растений, потому что, когда солнечный свет мигает, шум входного сигнала будет слишком сильно колебаться, чтобы комплекс мог регулировать поток энергии.

Иллюстрация: Самуэль Веласко / Quanta Magazine

Почему растения зеленые? — ScienceDaily

Когда солнечный свет, падающий на лист, быстро меняется, растения должны защищать себя от внезапных скачков солнечной энергии. Чтобы справиться с этими изменениями, фотосинтезирующие организмы — от растений до бактерий — разработали множество тактик. Однако ученые не смогли определить основной принцип конструкции.

Международная группа ученых во главе с физиком Натаниэлем М.Габор из Калифорнийского университета в Риверсайде сконструировал модель, которая воспроизводит общую особенность сбора фотосинтетического света, наблюдаемую у многих фотосинтезирующих организмов.

Сбор света — это сбор солнечной энергии связанными с белками молекулами хлорофилла. При фотосинтезе — процессе, при котором зеленые растения и некоторые другие организмы используют солнечный свет для синтеза продуктов питания из углекислого газа и воды — сбор световой энергии начинается с поглощения солнечного света.

Модель исследователей заимствует идеи из науки о сложных сетях, области исследований, которая исследует эффективную работу в сетях сотовых телефонов, мозгах и электросетях. Модель описывает простую сеть, которая может вводить свет двух разных цветов, но при этом выводить постоянную скорость солнечной энергии. Этот необычный выбор всего двух входов имеет замечательные последствия.

«Наша модель показывает, что, поглощая свет только определенных цветов, фотосинтезирующие организмы могут автоматически защищать себя от внезапных изменений — или« шума »- в солнечной энергии, что приводит к чрезвычайно эффективному преобразованию энергии», — сказал Габор, доцент физики и астрономии, который руководил исследованием, опубликованным сегодня в журнале Science .«Зеленые растения кажутся зелеными, а пурпурные бактерии кажутся пурпурными, потому что только определенные области спектра, из которых они поглощают, подходят для защиты от быстро меняющейся солнечной энергии».

Габор впервые задумался об исследованиях фотосинтеза более десяти лет назад, когда он был докторантом Корнельского университета. Он задавался вопросом, почему растения отвергают зеленый свет, самый интенсивный солнечный свет. На протяжении многих лет он работал с физиками и биологами по всему миру, чтобы больше узнать о статистических методах и квантовой биологии фотосинтеза.

Ричард Когделл, ботаник из Университета Глазго в Соединенном Королевстве и соавтор исследовательской работы, призвал Габора расширить модель, включив в нее более широкий спектр фотосинтезирующих организмов, которые растут в средах, где падающий солнечный спектр сильно отличается.

«Интересно, что затем мы смогли показать, что модель работает и в других фотосинтезирующих организмах, помимо зеленых растений, и что модель выявила общее и фундаментальное свойство сбора фотосинтетического света», — сказал он.«Наше исследование показывает, как, выбирая, где вы поглощаете солнечную энергию по отношению к падающему солнечному спектру, вы можете минимизировать шум на выходе — информацию, которая может быть использована для повышения производительности солнечных элементов».

Соавтор Риенк ван Гронделл, влиятельный физик-экспериментатор из Vrije Universiteit Amsterdam в Нидерландах, который работает над первичными физическими процессами фотосинтеза, сказал, что команда обнаружила, что спектры поглощения некоторых фотосинтетических систем выбирают определенные области спектрального возбуждения, которые устраняют шум и максимизируют запасенная энергия.

«Этот очень простой принцип конструкции может быть также применен при разработке искусственных солнечных элементов», — сказал ван Гронделл, имеющий обширный опыт сбора фотосинтетического света.

Габор объяснил, что у растений и других фотосинтезирующих организмов есть широкий спектр тактик для предотвращения повреждений из-за чрезмерного воздействия солнца, начиная от молекулярных механизмов высвобождения энергии и заканчивая физическим движением листа для отслеживания солнца. Растения даже разработали эффективную защиту от ультрафиолета, как и солнцезащитный крем.

«В сложном процессе фотосинтеза ясно, что защита организма от чрезмерного воздействия является движущим фактором успешного производства энергии, и это вдохновение, которое мы использовали при разработке нашей модели», — сказал он. «Наша модель включает в себя относительно простую физику, но она согласуется с обширным набором наблюдений в биологии. Это очень редко. Если наша модель будет соответствовать продолжающимся экспериментам, мы можем найти еще большее согласие между теорией и наблюдениями, что даст глубокое понимание внутренние механизмы природы.«

Для построения модели Габор и его коллеги применили простую физику сетей к сложным деталям биологии и смогли сделать ясные, количественные и общие утверждения о самых разнообразных фотосинтезирующих организмах.

«Наша модель — это первое основанное на гипотезах объяснение того, почему растения зеленые, и мы даем дорожную карту для проверки модели с помощью более подробных экспериментов», — сказал Габор.

Фотосинтез можно рассматривать как кухонную раковину, добавил Габор, в которую из крана поступает вода, а через слив позволяет воде вытекать.Если поток в раковину намного больше, чем поток наружу, раковина переполняется, и вода разливается по всему полу.

«В фотосинтезе, если поток солнечной энергии в сеть сбора света значительно больше, чем поток наружу, фотосинтетическая сеть должна адаптироваться, чтобы уменьшить внезапный переток энергии», — сказал он. «Когда сеть не справляется с этими колебаниями, организм пытается выбросить лишнюю энергию. При этом организм подвергается окислительному стрессу, который повреждает клетки.«

Исследователи были удивлены тем, насколько проста и проста их модель.

«Природа всегда вас удивит», — сказал Габор. «То, что кажется таким сложным и сложным, может работать на основе нескольких основных правил. Мы применили эту модель к организмам в различных фотосинтетических нишах и продолжаем воспроизводить точные спектры поглощения. В биологии есть исключения из каждого правила, настолько много, что открытие правило обычно очень трудное.К удивлению, мы, кажется, нашли одно из правил фотосинтетической жизни.«

Габор отметил, что в течение последних нескольких десятилетий исследования фотосинтеза были сосредоточены в основном на структуре и функциях микроскопических компонентов фотосинтетического процесса.

«Биологи хорошо знают, что биологические системы, как правило, не имеют точной настройки, учитывая тот факт, что организмы мало контролируют свои внешние условия», — сказал он. «Это противоречие до сих пор не устранено, поскольку не существует модели, которая связывает микроскопические процессы с макроскопическими свойствами.Наша работа представляет собой первую количественную физическую модель, которая разрешает это противоречие ».

Затем, при поддержке нескольких недавних грантов, исследователи разработают новую технику микроскопии, чтобы проверить свои идеи и усовершенствовать технологию фотобиологических экспериментов с использованием инструментов квантовой оптики.

«Можно многое понять о природе, и она выглядит еще красивее, когда мы разгадываем ее тайны», — сказал Габор.

Растения зеленые, потому что они отвергают вредные цвета

Свет зеленого спектра может фактически повредить растения.

(Inside Science) — — Забудьте показывать свои истинные цвета — растения зеленые именно потому, что они не осознают тип энергии, который попадает в зеленый спектр.

Исследователи давно поняли, что растения используют солнечный свет для фотосинтеза углекислого газа и воды в пищу. Но они не знали, почему фотосинтезирующие организмы, такие как растения, кажутся зелеными.

Чтобы продолжить исследования, ученые вышли за рамки биологии и обратились к физике, изучая, как отдельные цвета, составляющие полный спектр, могут ответить на эти вопросы.

Натаниэль Габор, физик из Калифорнийского университета в Риверсайде, и его соавторы исследования, опубликованного сегодня в журнале Science , построили модель, воспроизводящую сбор света этими организмами.

Солнечный свет, который нам кажется белым, содержит много разных цветов, каждый со своим уровнем энергии. Самый интенсивный вид солнечного света на суше — зеленый, но хотя растениям нужно определенное количество солнечного света, чтобы выжить, они также могут получить слишком много хорошего.Как и люди, растения могут гореть, если они получают больше солнечного света, чем они способны справиться. Растения не могут просто переместиться в тень сами по себе и могут подвергнуться воздействию большего количества света, чем они могут выдержать, если облака внезапно светлеют или если ветер унесет другие листья, закрывающие их путь.

Зеленая часть солнечного света временами может быть слишком интенсивной, а быстрые изменения в облаках или других типах покрытий могут сделать зеленый свет слишком сложным для безопасного использования растений. Вместо этого растения отражают его — в основном, отвергая зеленый свет, — сказал Габор.

Исследователи протестировали эту модель на фотосинтезирующих организмах других цветов. Они обнаружили, что пурпурные бактерии отвергают пурпурный свет, поскольку это самый сильный и наиболее изменчивый тип светового спектра, который они получают в своей среде обитания. Точно так же зеленые серные бактерии отвергают более желтовато-зеленый цвет, потому что это самый сильный и наиболее изменчивый тип спектра, который они получают в море, где они обитают.

Согласно исследованию, помимо отражения света в определенном спектральном диапазоне, растения также получают энергию из отдельных частей цветового спектра.В зависимости от условий освещения растения адаптируют свою стратегию сбора света, переключаясь между различными частями спектра. Например, при очень ярком солнечном свете зеленое растение будет поглощать энергию света, находящегося дальше от зеленого в спектре, например фиолетового. Напротив, если было пасмурно, то же растение могло бы поглощать энергию света более близкого к зеленому цвета, например желтого. Такая гибкость позволяет растениям контролировать количество потребляемой энергии.

«Когда свет слишком большой, его переключают на слабый.Когда свет становится слишком маленьким, они переключают его на высокий », — сказал Габор.

Исследователи, стоящие за этим исследованием, заинтересованы в использовании этого понимания растений для создания более эффективных и адаптивных солнечных панелей.

Почему растения зеленые?

Когда вы смотрите на Землю из космоса, вас сразу бросает в глаза синий цвет воды. Следующее, что бросается в глаза, — это ярко-зеленый цвет, раскинувшийся по всему земному шару.Этот зеленый цвет принадлежит всем растениям мира. Это наблюдение может заставить вас задуматься, почему растения вообще зеленые? Оказывается, зеленый цвет улавливает только часть солнечного света для использования в энергии, но из-за особенностей эволюции и условий на Земле это лучший вариант для растений.

Если смотреть из космоса, земля покрыта зеленым. Кредит изображения: Pexels

Растения наполнены хлорофиллом, который придает растениям зеленый оттенок. Хлорофилл является фоторецептором и улавливает свет, поглощая энергию для преобразования воды и углекислого газа с образованием сахара и кислорода после фотосинтеза:

6CO2 + 6h3O + световая энергия = C6h22O6 + 6O2

Это позволяет им преобразовывать энергию солнца в пищу для себя.Он присутствует в каждом растении на Земле, от мха до вечнозеленого растения, и эволюционировал только один раз.

Клетки хлоропластов растений полны хлорофилла. Изображение предоставлено: Кристиан Петерс

Солнечный свет состоит из разных цветов; каждая из них имеет разную длину волны от 400 до 700 нм. Хлорофилл поглощает красные и синие волны для использования в качестве энергии, но не поглощает зеленый — цвет отражается от листа, и наши глаза видят листья как зеленые.

Хлорофиллы a и b поглощают в основном синие и красные длины волн и имеют большой промежуток в зеленом диапазоне.Кредит изображения: NotWith

Осенью листья кажутся ярко-желтыми и красными, потому что лиственные растения перестают производить хлорофилл на зиму. Хлорофилл разлагается на солнце, поэтому, когда растения перестают производить, он исчезает. Раскрываются цвета, которые он обычно маскирует, например желтый и красный.

Почему растения не черные или пурпурные?

Одна из теорий гласит, что ранние океаны были заполнены пурпурными микробами, называемыми археями. Светочувствительная молекула этих микробов называется ретинолом, которая поглощает зеленый свет и отражает красный и фиолетовый свет, из-за чего они кажутся пурпурными.Так что части земли могли выглядеть пурпурными! Весь зеленый свет забирали археи, поэтому хлорофиллу приходилось обходиться синим и красным светом. Однако жизнь на основе хлорофилла стала намного более доминирующей, потому что, хотя она использует меньше светового спектра, хлорофилл гораздо более эффективен.

Возможно, в первые годы на Земле преобладали пурпурные микробы. Изображение предоставлено: NASA

Другая теория состоит в том, что поглощение слишком большого количества света может повредить растение больше, чем помочь, подобно тому, как когда мы получаем слишком много солнца, мы получаем солнечный ожог.Так что может быть полезно, чтобы растения получали меньше света.

В целом, положительные стороны хлорофилла перевешивают отрицательные в условиях этой планеты настолько, что растения доминируют в мире.

Почему растения зеленые? — Урок для детей — Видео и стенограмма урока

Энергия света

Чтобы понять, почему растения зеленые, вы сначала должны понять, как работает световая энергия и как мы видим цвет.Когда вы смотрите на что-то, вы на самом деле не видите цвет объекта. Вместо этого объекты поглощают одни цвета и отражают другие. Цвет, который вы видите, — это цвет, который отражается в ваших глазах от объекта, на который вы смотрите.

Например, представьте, что вы смотрите на траву. Причина того, что трава выглядит зеленой, заключается в том, что трава фактически поглощает все другие цвета и отражает вам зеленый цвет. Итак, ваши глаза воспринимают траву как зеленый цвет.

Хлорофилл

Растения выглядят зелеными из-за природного пигмента хлорофилл , который поглощает красный, синий и другие длины волн света и отражает зеленый цвет обратно в ваши глаза, так что это то, что вы видите.

Есть ли у хлорофилла какое-либо другое применение в растениях, кроме того, чтобы они казались зелеными? Определенно! И хлорофилл, и световая энергия важны для растений и по-другому. Растения улавливают световую энергию солнца. Фотосинтез происходит, когда они объединяют эту световую энергию с углекислым газом из воздуха, а также воды и превращают их в сахара, которые служат пищей для растений.Хлорофилл улавливает солнечный свет, который используется для фотосинтеза, поэтому без хлорофилла растения не смогли бы выжить!

Почему растения могут быть других цветов?

Иногда листья растений могут быть не зеленого цвета. Например, осенью листья некоторых деревьев меняют цвет на желтый, красный или оранжевый. Когда растения собираются сбрасывать листья на холодную зиму, они замедляются и в конечном итоге перестают вырабатывать хлорофилл. Мы видим это, когда листья меняют цвет на осенний. В конце концов, эти осенние листья опадают с растения на зиму, а весной у растения появляются новые зеленые листья, наполненные хлорофиллом.

Иногда встречаются растения, у которых всегда разноцветные листья. Все растения имеют хлорофилл, но ученые считают, что что-то особенное в этих растениях позволяет другим цветам маскировать зеленый цвет. Однако они все еще могут поглощать солнечный свет и осуществлять фотосинтез.

Как животные видят растения

Видят ли животные растения так же, как мы? Не обязательно! Иногда растения выглядят иначе для животных, чем для нас. Некоторые виды, например птицы, обладают более развитым зрением, чем люди.Птицы могут видеть гораздо больше разных оттенков цветов, поэтому они видят растения как много разных оттенков зеленого. Ученые думают, что это помогает им, потому что они могут очень хорошо различать растения, и птицы могут использовать эти знания, чтобы делать лучший выбор, например, где искать пищу или строить гнезда.

Краткое содержание урока

Растения зеленые из-за содержащегося в них пигмента хлорофилл . Хлорофилл поглощает световую энергию солнца, что важно для растений, чтобы получать пищу посредством фотосинтеза.Причина, по которой мы видим растения как зеленые, заключается в том, что хлорофилл в них поглощает другие цвета и отражает зеленый цвет обратно в наши глаза.

Nerdfighteria Wiki — Почему растения зеленые, а не черные?

[â ВВЕДЕНИЕ].

Ничто так не говорит о «природе», как сочный зеленый лес или травянисто-зеленый склон холма. Но… почему зеленый?

Почему почти все растения этого цвета? Я имею в виду, конечно, они используют зеленый пигмент хлорофилл для фотосинтеза.Но почему хлорофилл зеленый?

На самом деле ученые не знают наверняка. Но одна идея состоит в том, что это может быть способом для растений защитить себя от флуктуирующего солнечного света. Вы можете подумать, что зеленый так же хорош, как и любой другой цвет… но на самом деле это своего рода неожиданный выбор для растения.

Видите ли, растения получают энергию, поглощая солнечный свет. Можно подумать, что они захотят впитать как можно больше. Но если бы им удалось поглотить весь падающий на них свет, они были бы черными.

Что… они определенно не так. И тот факт, что они выглядят зелеными, говорит нам о том, что именно этот цвет они отражают больше всего. Что странно в этом, так это то, что зеленый — один из цветов, которые Солнце излучает больше всего.

Но почему-то растения отклоняют эту огромную часть солнечных лучей. И согласно статье, опубликованной в июне 2020 года, ученые полагают, что они просто могли понять, почему. Команда исследователей, возглавляемая группой из Калифорнийского университета в Риверсайде, предположила, что, возможно, растения не пытаются поглощать как можно больше света.

Может быть, они также пытаются поглощать свет, который не слишком сильно колеблется. Потому что представьте, что вы лист в пологе джунглей :. Тени от листьев наверху постоянно меняются, а это означает, что количество падающего на вас солнечного света может сильно варьироваться от момента к моменту.

Но завод похож на электросеть — он уязвим для внезапных изменений. Например, скачок мощности может повредить клетки, тогда как внезапное падение мощности может означать, что у растения не хватает сока, чтобы продолжать функционировать.Итак, в природе существует вся эта вариативность количества солнечного света, попадающего на растение, и каким-то образом ему необходимо регулировать количество света, которое оно принимает, чтобы оно никогда не получало вредных выбросов или падений мощности.

И исследователи считают, что цвета, которые поглощают растения, могут помочь им в этом. Видите ли, в то время как растения отвергают зеленый свет, они поглощают несколько других цветов света с любого конца спектра. Голубые волны имеют больше энергии, чем зеленые, а красные — меньше.

Исследователи выдвинули гипотезу, что растение усредняет энергию поглощаемого света с разными длинами волн, что делает его более устойчивым к внезапным ударам.Ключевым моментом здесь является то, что количество света от каждой длины волны может изменяться независимо от момента к моменту. Таким образом, всплеск солнечной энергии, скажем, на красных длинах волн должен быть менее разрушительным, если он усредняется среди всех других длин волн, которые поглощает растение.

Согласно гипотезе ученых, растения эволюционируют так, чтобы они поглощали именно те длины волн, которые уравновешивают друг друга наиболее эффективно. Если бы растения поглощали весь солнечный свет, они были бы гораздо более уязвимы для его колебаний.Чтобы исследовать свою идею, исследователи сделали простую симуляцию хлоропласта — части растения, где происходит фотосинтез — и сконструировали его так, чтобы он поглощал энергию всего двух цветов света.

Они хотели проверить, как смоделированные хлоропласты будут справляться с той же изменчивостью, с которой сталкиваются естественные, поэтому они использовали смоделированный солнечный свет и меняли его яркость с течением времени. И они узнали несколько вещей. Во-первых, количество энергии, выходящей из конца сети, зависело от двух длин волн, поглощаемых растением.

Что имеет смысл: солнечный свет имеет разную интенсивность на разных длинах волн. Чем больше солнечного света на этих длинах волн поглощает, тем больше энергии может производить растение. Но оказалось, что разница между двумя входными длинами волн тоже имеет большое значение.

Когда разница между двумя длинами волн была слишком большой, молекулярная сеть не способствовала выравниванию шума. С другой стороны, если разница была слишком мала, сигнал слишком ослаблялся, а выходная мощность была слишком низкой.Так что лучшая комбинация казалась своего рода компромиссом:

Как раз подходящие длины волн для поглощения достаточного количества солнечного света и достаточная разница между длинами волн, чтобы справиться с колебаниями. И это еще не все. Ученые могли даже использовать эту модель, чтобы предсказать, какого цвета должны быть разные фотосинтезирующие формы жизни, основываясь только на солнечном свете в их среде.

Как они и ожидали, модель сказала им, что идеальный цвет для растений при нормальном солнечном свете — зеленый.