Тайны зеленых листьев. Что такое хлорофилл?
Рассматривая живую клетку, мы обратили внимание на одно важное отличие клеток растений от клеток других живых организмов. Клетки, из которых состоят листья растений, содержат особый пигмент — хлорофилл.
Хлорофилл — это сложное органическое соединение. Оно обладает необычным свойством — поглощать солнечный свет. Особенно невидимую ультрафиолетовую и видимую красную его части. Именно хлорофилл окрашивает листья в зеленый цвет.
Удивительный фотосинтез.
Поглощенный свет преобразуется хлорофиллом в энергию. Как это происходит? Поглощая воду и углекислый газ, растения на свету с помощью хлорофилла преобразуют их в сахар и кислород! Поэтому из неорганического вещества — воды и углекислого газа растения создают органическое — сахар! Этот удивительный процесс называется фотосинтезом.
Фотосинтез — это преобразование растениями энергии солнечного света в энергию органических соединений. Недаром же по-гречески «фотос» — свет и «синтезис» — соединение. Сможете вы теперь перевести греческое слово «фотография»?
Сам же процесс фотосинтеза можно изобразить вот такой простой формулой:
СВЕТ
ВОДА + УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ --------------- = САХАР + КИСЛОРОД.
ХЛОРОФИЛЛ
Полученный в результате фотосинтеза сахар служит источником энергии для растений. Эту энергию растения расходуют на построение своих клеток и на поддержание жизнедеятельности. Таким образом из минеральных веществ растения образуют органические. Не зря же растения мы назвали авто-трофами!
Что влияет на фотосинтез?
Для фотосинтеза растениям необходимы свет, вода и углекислый газ. Углекислого газа растениям обычно хватает. А вот со светом и водой дело обстоит по-разному. Поэтому именно вода и свет могут ограничивать фотосинтез. Понаблюдайте за водорослями в аквариуме! Им не нужны корни. Все необходимые биогенные элементы водоросли впитывают прямо из воды. Ведь вода — прекрасный раствор питательных веществ! Недостатка воды водоросли, конечно, тоже не испытывают. В яркий солнечный день водоросли вырабатывают так много кислорода, что он выделяется в воду тонкими струйками пузырьков.
Но ночью фотосинтез прекращается — водорослям не хватает света. Если поставить растение в темное место — фотосинтез прекратится и растение погибнет! Поэтому нормальный фотосинтез возможен тогда, когда в достатке присутствуют все необходимые составляющие.
Зачем растениям корни?
У наземных растений еще больше проблем. Мало того, что может не хватать света, так еще и с водой могут быть перебои. Воду и необходимые минеральные вещества наземные растения впитывают корнями из почвы. Поэтому у большинства растений корни очень развиты. Ученые подсчитали, что ко времени созревания одно растение, например, озимой пшеницы имеет около 14 миллионов корней! А их общая длина превышает 500 км! Да вы и сами, наверное, проклинали все на свете, пропалывая грядки и вытаскивая корни растений-сорняков? Но при недостатке влаги фотосинтез прекращается, растение засыхает и погибает. Именно поэтому растения нужно поливать.
Все хорошо в меру. Но, оказывается, все хорошо в меру. Если будет слишком много воды или света, фотосинтез тоже остановится и растение погибнет. И еще. Для успешного фотосинтеза каждому растению нужны свои температуры. Ведь, как мы знаем, при перегреве или переохлаждении живые клетки могут разрушиться. Поэтому скорость фотосинтеза зависит еще и от температуры.
Что такое терморегуляция?
Мы установили, что листья растений участвуют в фотосинтезе. Но, оказывается, они играют еще одну важную роль. Листья испаряют влагу и тем самым не дают растению перегреться и погибнуть. Ведь, как мы знаем, на испарение затрачивается тепло! Поэтому в умеренных широтах осенью и зимой растения сбрасывают листву, чтобы не переохладиться и не погибнуть. Новые листья у них появятся весной, когда потеплеет. Но вот что интересно. Многие растения, обитающие в засушливых тропических районах, тоже сбрасывают листву. Но не осенью и зимой, а весной и летом! Ведь весной и летом в этих местах слишком жарко и сухо. Поэтому растения могут погибнуть не от переохлаждения, а от перегрева и недостатка влаги. Такой процесс называется терморегуляцией.
Терморегуляция — это способность организма регулировать свою температуру в соответствие с изменяющейся температурой окружающей неживой Природы. Терморегуляцией обладают многие живые организмы. Например, когда собаке жарко, она высовывает язык и часто дышит. В жаркий денек свиньи любят полежать в лужах — тоже не от хорошей жизни или плохого воспитания. Понаблюдайте! Влажный язык и грязная лужа тоже способствуют испарению и потере тепла. Мы начали с хлорофилла, а договорились до языка собаки и грязных луж. Вот видите, сколько тайн хранят обыкновенные зеленые листья!
