Enamik taimi planeedil Maa on rohelised. Need on lõputud põllud, heinamaad, tohutud metsad. Väga sageli võite lastelt kuulda küsimust: "Ema, miks on taimed rohelised?". Proovime sellele küsimusele vastata keemia, füüsika ja lihtsa võhiku vaatenurgast.
Miks on taimede lehed rohelised? Peaaegu keeruline
Meie planeedi lehestik ja rohi on kollased, punased, kuid enamasti rohelised. Seda seetõttu, et taimed värvivad pisikesi pigmente. Neid on iga rohuliblede ja lehtede rakkudes. Mõned neist annavad taimele punase, teised kollase ja kolmandad rohelise värvi. Kõige tavalisem pigment on klorofüll, aine, mis annab taimedele rohelise värvi.
Mis on klorofüll ja fotosüntees?
Leesti ja muru värvib pigment nimega klorofüll (roheline aine, mis osaleb fotosünteesi protsessis). Selle tulemusena moodustuvad toitained ja toodetakse hapnikku.
Tänu päikesevalgusele toimub keeruline biokeemiline protsess, mille tulemusenataime poolt mullast saadud anorgaanilised ained ja vesi muudetakse orgaanilisteks aineteks (rasvad, süsivesikud, valgud, tärklis, suhkur). Fotosünteesi peamine tähendus on see, et taim neelab süsihappegaasi ja toodab hapnikku, mis on oluline kõigi organismide eluks Maal.
Rohelise valguse füüsika ja keemia
Hakkame lähem alt uurima, miks taimed on rohelised.
Füüsikud selgitavad kõikide objektide värve selle järgi, kui palju need valgust neelavad/peegeldavad. Meid ümbritsevatel asjadel on värv, mis neid peegeldab. Näiteks kui objekt on valge, peegeldab see kõiki spektri värve. Kui must, siis neelab see objekt kõik toonid. Valge päikesevalgus koosneb seitsmest värvitoonist, mida saavad vastu kõik elusorganismid, taimed ja elutud objektid. Kõikide toonide muru ja lehestik peegeldab ainult rohelist (fotosünteesi protsessis pole seda vaja) ja seepärast on see varjund kõigil taimedel. Ja pigment klorofüll eraldab punasest ja sinisest spektrist energiat kasvuks ja toitumiseks.
Teadlased suudavad selgitada, miks enamik taimi peegeldab rohelist valgust, mitte ei neela seda. Igal spektri värvil on kindel energia ja footonite (pisikesed valgusosakesed) arv. See energia on fotosünteesi jaoks hädavajalik. Suurim arv footoneid sisaldub punases, sinisel on aga kõige kasulikum energia. Rohelised footonid ei ole energilised ega kasulikud, seega loodus neid ei kasuta.
Keemia seisukoh alt seletatakse kõike erinev alt. Teadlased usuvadet esemete värvus sõltub teatud metallide kontsentratsioonist. Näiteks veri on punane, kuna selles sisalduv hemoglobiin sisaldab rauda. Peaaegu kogu taimestik on roheline, kuna magneesium sisaldub klorofüllis. Kõige huvitavam on see, et sellel teoorial pole kindlaid tõendeid. Teadlased üritasid magneesiumi asendada tsingiga, kuid sellest hoolimata jäid taimed sama roheliseks.
Miks lehed sügisel kollaseks lähevad?
Miks muutub muru sügisel kollaseks, lehestik kuivab ja kukub maha? See on tingitud päikesevalguse puudumisest. Sügise algusega muutuvad päevad lühemaks, jahedamaks ja pimedamaks. Taimed on tundlikud päevavalguse vähenemise suhtes. Klorofüllil puudub päikese värvus ja see hakkab lagunema, roheline värvus kaob, muutudes pruuniks, punaseks, kollaseks, karmiinpunaseks.
Miks ei ole kõik taimed rohelised?
Miks looduses leidub lisaks rohelisele ka teist värvi taimi? Sest peale klorofülli võivad taimed sisaldada palju muid pigmente. Näiteks:
- Antotsüaniin on pigment, mis neelab rohelist valgust ja peegeldab ülejäänu. Aine sisaldavad lehed võivad olla mis tahes värvi, välja arvatud rohelised.
- Karoteen on pigment, mis peegeldab kollast ja punast paletti. Lehed ja ürdid, milles karoteeni sisaldus on palju suurem kui klorofüll, on punased või kollased.
- Ksantosiin on aine, mis neelab kogu värvipaleti, välja arvatud kollane. Vastav alt sellele lehestik, mis sisaldabksantosiin – kollane.
Nüüd saab nii täiskasvanutele kui ka lastele selgeks, miks taimed on rohelised. Igaüks saab aru, kui tähtis on fotosünteesi protsess, kuidas taimed toitaineid saavad ja kasvavad ning miks nad sügisel kollaseks muutuvad ja närbuvad. Avastage maailma, see on väga huvitav!
