Zovu se pluća planete. Zašto se šume nazivaju zelenim plućima?

Svijet flore je raznolik. Okruženi smo cvijećem, grmljem, drvećem, biljem mnogih nijansi, ali u shemi boja preovlađuje zelena. Ali zašto su biljke zelene?

Uzroci zelene boje

Biljke se s pravom nazivaju pluća planete. Prerađujući štetni ugljični dioksid, daju čovječanstvu i okruženje kiseonik. Ovaj proces se naziva fotosinteza, a pigment odgovoran za to je hlorofil.

To je zahvaljujući molekulima hlorofila organska materija postati organski. Najvažniji od njih je kisik, ali istovremeno, u procesu fotosinteze, biljke proizvode proteine, šećer, ugljikohidrate, masti i škrob.

Iz školskog programa poznato je da je poč hemijska reakcija je izlaganje biljke sunčevoj ili umjetnoj svjetlosti. Klorofil ne apsorbira sve svjetlosne valove, već samo određenu talasnu dužinu. To se najbrže dešava od crvene do plavo-ljubičaste.

Biljke ne upijaju zeleno, već se reflektuju. To je ono što je vidljivo očima osobe, stoga su predstavnici flore oko nas zeleni.

Zašto zelena boja?

Naučnici su se dugo vremena mučili sa pitanjem: zašto se reflektuje zeleni spektar? Kao rezultat toga, pokazalo se da priroda jednostavno ne troši energiju uzalud, jer ova najmanja čestica svjetlosti - fotografije ove boje nemaju nikakve izvanredne kvalitete, dok su plavi fotoni izvor korisne energije, crveni sadrže najveći broj. Kako se ne sjetiti da se ništa u prirodi ne radi tek tako.

Odakle dolaze jarke boje u biljkama?

Biolozi s povjerenjem kažu da su biljke nastale od nečega sličnog algi, a hlorofil se pojavio pod utjecajem evolucijskih procesa.

U prirodi se druge boje mijenjaju pod utjecajem svjetlosti. Kada se smanji, listovi i stabljike počinju da odumiru. Hlorofil, odgovoran za jarko zelenu boju, se razgrađuje. Zamjenjuju ga drugi pigmenti odgovorni za svijetle boje. Crveni i žuti listovi ukazuju na to da je karoten postao dominantan. Iza žuta pigment ksantozin je takođe odgovoran. Ako u biljci nije moguće pronaći zelenu boju, to je "krivica" antocijana.

Radovi naučnika o fotosintezi i hlorofilu

Kako je otkrivena fotosinteza?

Otkriće procesa pretvaranja ugljičnog dioksida u kisik dogodilo se slučajno, a napravio ga je engleski hemičar Joseph Priestley. Naučnik je tražio način da očisti "pokvareni vazduh" (kako se u to vreme zvao ugljen-dioksid). A tokom eksperimenata ispod staklene kapice, umjesto miša i svijeće, poslata je biljka koja je, suprotno očekivanjima, preživjela. Sljedeći korak je bio posaditi miša u saksiju. I dogodilo se čudo - životinja nije umrla od gušenja. Tako je došlo do zaključka da je moguće pretvoriti ugljični dioksid u kisik.

Mnogo pažnje i vremena posvetio je ruski prirodnjak Kliment Arkadjevič Timirjazev ulozi hlorofila i procesu fotosinteze. Njegova glavna naučna dostignuća:

• dokaz proširenja zakona održanja energije na proces fotosinteze, što su zapadni istraživači negirali;
• utvrđivanje činjenice da u fotosintezi učestvuju samo svjetlosni zraci koje biljka apsorbira.

Radovi K.A. Timiryazev je postavio čvrste temelje za proučavanje transformacije vode i ugljičnog dioksida u organski korisnim materijalom pod uticajem svetlosti. Sada je nauka iskoračila daleko naprijed, neke studije su doživjele promjene (na primjer, činjenica da svjetlosni snop ne razgrađuje ugljični dioksid, već vodu), ali sa sigurnošću se može reći da je on bio taj koji je proučavao osnove. Knjiga "Život biljaka" omogućit će vam da se upoznate s radom naučnika - ovo su fascinantne i informativne činjenice o ishrani, rastu, razvoju i reprodukciji zelenih biljaka.

Fotosinteza i hlorofil su usko povezani kada je u pitanju zašto su biljke zelene. Svjetlosni snop ima nekoliko spektra, od kojih se neki apsorbiraju i učestvuju u kemijskom procesu pretvaranja ugljičnog dioksida u kisik. Zelena se reflektuje i daje svoju boju listovima i stabljikama - i to je vidljivo ljudskom oku.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

Postoji zabluda koja je čak ušla i u udžbenike, da su šume pluća planete. Šume zapravo proizvode kiseonik, dok ga pluća troše. Dakle, to je više kao "kiseonički jastuk". Pa zašto je ova izjava lažna? Zapravo, kisik ne proizvode samo one biljke koje rastu u šumi. Svi biljni organizmi, uključujući stanovnike vodenih tijela i stanovnike stepa, pustinja neprestano proizvode kisik. Biljke, za razliku od životinja, gljiva i drugih živih organizama, mogu same sintetizirati organske tvari koristeći svjetlosnu energiju za to. Ovaj proces se naziva fotosinteza. Kao rezultat fotosinteze, oslobađa se kisik. To je nusproizvod fotosinteze. Kiseonika se oslobađa veoma, veoma mnogo, zapravo, 99% kiseonika koji je prisutan u Zemljinoj atmosferi biljnog porekla. A samo 1% dolazi iz plašta, donjeg sloja Zemlje.

Naravno, drveće proizvodi kiseonik, ali niko ne razmišlja o tome da ga i troše. I ne samo oni, svi ostali stanovnici šume ne mogu biti bez kiseonika. Prije svega, biljke dišu same, to se događa u mraku kada se fotosinteza ne događa. I morate se nekako riješiti zaliha organske tvari koje su stvorili tokom dana. Odnosno jesti. A da biste jeli, morate potrošiti kiseonik. Druga stvar je da biljke troše mnogo manje kisika nego što proizvode. A ovo je deset puta manje. Međutim, ne zaboravite da u šumi još uvijek postoje životinje, kao i gljive, kao i razne bakterije koje same ne proizvode kisik, ali ga ipak udišu. Značajnu količinu kiseonika koju šuma proizvodi tokom dana koristiće živi organizmi u šumi za održavanje života. Ipak, nešto će ostati. A to je nešto oko 60% onoga što šuma proizvodi. Ovaj kiseonik ulazi u atmosferu, ali se tamo ne zadržava dugo. Nadalje, sama šuma crpi kiseonik, opet za svoje potrebe. Naime, razlaganje ostataka mrtvih organizama. Na kraju, šuma često troši 1,5 puta više kisika na odlaganje vlastitog otpada nego što proizvodi. Nemoguće ga je nakon toga nazvati fabrikom kiseonika planete. Istina, postoje šumske zajednice koje rade na nultom balansu kiseonika. To je poznato prašume.

Prašuma je generalno jedinstven ekosistem, veoma je stabilan, jer je potrošnja materije jednaka proizvodnji. Ali opet, viška više nema. Tako da se čak i tropske šume teško mogu nazvati fabrikama kiseonika.

Pa zašto nam se posle grada čini da je šuma čista, Svježi zrak da tamo ima puno kiseonika? Stvar je u tome da je proizvodnja kiseonika veoma brz proces, ali je potrošnja veoma spor proces.

Pa šta su onda planetarne fabrike kiseonika? U stvari, to su dva ekosistema. Među "kopnenim" su tresetišta. Kao što znamo, u močvari je proces razgradnje mrtve tvari vrlo, vrlo spor, uslijed čega mrtvi dijelovi biljaka padaju, nakupljaju se i stvaraju se naslage treseta. Treset se ne raspada, on se sabija i ostaje u obliku ogromne organske cigle. Odnosno, tokom formiranja treseta, puno kiseonika se ne gubi. Dakle, močvarna vegetacija proizvodi kisik, ali sam kisik troši vrlo malo. Kao rezultat toga, močvare daju upravo ono povećanje koje ostaje u atmosferi. Međutim, pravih tresetišta na kopnu nema toliko i naravno da je gotovo nemoguće da same održe ravnotežu kisika u atmosferi. I tu pomaže još jedan ekosistem, koji se zove svjetski okean.

U okeanima nema drveća, trave u obliku algi se mogu vidjeti samo u blizini obale. Međutim, vegetacija u okeanu i dalje postoji. A većinu čine mikroskopske fotosintetske alge, koje naučnici nazivaju fitoplankton. Ove alge su toliko male da je često nemoguće vidjeti svaku od njih golim okom. Ali njihova akumulacija je vidljiva svima. Kada se na moru vide jarko crvene ili svijetlo zelene mrlje. To je ono što je fitoplankton.

Svaka od ovih malih algi proizvodi ogromne količine kisika. Ona konzumira vrlo malo. Zbog činjenice da se intenzivno dijele, količina kisika koju proizvode raste. Jedna zajednica fitoplanktona proizvodi 100 puta više dnevno od šume koja zauzima toliki volumen. Ali u isto vrijeme troše vrlo malo kisika. Jer kada alge uginu, one odmah padaju na dno, gdje se odmah pojedu. Nakon toga, one koji su ih jeli pojedu drugi, treći organizmi. I tako malo ostataka dopire do dna da se brzo raspadaju. Jednostavno nema tako dugog raspadanja kao u šumi, u okeanu. Tamo je recikliranje vrlo brzo, zbog čega se kisik zapravo ne troši. I tako postoji "veliki profit", i to ostaje u atmosferi. Dakle, "pluća planete" uopšte ne treba smatrati šumama, već okeanima. On je taj koji se brine da imamo šta da dišemo.

Postoji mišljenje da su "pluća planete" šume, jer se vjeruje da su oni glavni dobavljači kisika u atmosferu. Međutim, u stvarnosti to nije slučaj. Glavni proizvođači kiseonika žive u okeanu. Ove bebe se ne mogu vidjeti bez pomoći mikroskopa. Ali svi živi organizmi na Zemlji ovise o njihovoj vitalnoj aktivnosti.

Niko ne tvrdi da šume, naravno, moraju biti očuvane i zaštićene. Međutim, nimalo zbog činjenice da su to ove ozloglašene "svjetlo". Jer zapravo je njihov doprinos obogaćivanju naše atmosfere kiseonikom praktički ravan nuli.

Niko neće poreći činjenicu da su biljke stvorile i održavaju Zemljinu atmosferu kiseonika. To se dogodilo jer su naučili kako da stvaraju organske tvari od neorganskih, koristeći energiju sunčeve svjetlosti (kako se sjećamo iz školskog kursa biologije, ovaj proces se zove fotosinteza). Kao rezultat ovog procesa, listovi biljaka oslobađaju slobodni kisik kao nusproizvod proizvodnje. Ovaj plin koji nam je potreban diže se u atmosferu i zatim se ravnomjerno raspoređuje po njoj.

Prema različitim institutima, na ovaj način se svake godine u atmosferu na našoj planeti emituje oko 145 milijardi tona kiseonika. Pritom se najveći dio troši, što nije iznenađujuće, uopće ne na disanje stanovnika naše planete, već na razgradnju mrtvih organizama ili, jednostavno rečeno, na propadanje (oko 60 posto onoga što koriste živa bića). Dakle, kao što vidite, kiseonik ne samo da nam daje priliku da duboko dišemo, već deluje i kao neka vrsta peći za sagorevanje smeća.

Kao što znamo, svako drvo nije vječno, stoga, kada dođe vrijeme, ono umire. Kada deblo šumskog diva padne na zemlju, hiljade gljiva i bakterija razgrađuju njegovo tijelo tokom veoma dugog vremena. Svi oni koriste kisik koji proizvode preživjele biljke. Prema istraživačima, oko osamdeset posto "šumskog" kiseonika se troši na takvo "čišćenje teritorije".

No, preostalih 20 posto kisika uopće ne ulazi u "opći atmosferski fond", a koriste ga i stanovnici šuma "na tlu" za svoje potrebe. Uostalom, životinje, biljke, gljive i mikroorganizmi također trebaju disati (bez sudjelovanja kisika, kao što se sjećamo, mnoga živa bića ne bi mogla dobiti energiju iz hrane). Budući da su sve šume obično vrlo gusto naseljena područja, ovaj ostatak je dovoljan samo da zadovolji potrebe za kisikom samo vlastitih stanovnika. Za susjede (na primjer, stanovnike gradova u kojima ima malo vlastite vegetacije) nema ništa.

Ko je onda glavni snabdevač ovog gasa neophodnog za disanje na našoj planeti? Na kopnu, ovo, začudo, ... tresetišta. Svima je poznato da kada biljke uginu u močvari, njihovi organizmi se ne razgrađuju, jer bakterije i gljive koje obavljaju ovaj posao ne mogu živjeti u močvarnoj vodi - postoji mnogo prirodnih antiseptika koje luče mahovine.

Dakle, mrtvi dijelovi biljaka, bez raspadanja, tonu na dno, formirajući naslage treseta. A ako nema raspadanja, onda se kiseonik ne gubi. Dakle, močvare daju u opšti fond oko 50 posto kiseonika koji proizvode (drugu polovinu koriste sami stanovnici ovih neprijateljskih, ali vrlo korisnih mesta).

Ipak, doprinos močvara ukupnom " dobrotvorna fondacija kiseonika” nije mnogo velika, jer ih na Zemlji nema toliko. Mikroskopske okeanske alge, čiju ukupnost naučnici nazivaju fitoplanktonom, mnogo su aktivnije uključene u „milosrđe za kiseonik“. Ova stvorenja su toliko mala da ih je gotovo nemoguće vidjeti golim okom. Međutim, njihov ukupan broj je veoma velik, račun ide u milione milijardi.

Cijeli svjetski fitoplankton proizvodi 10 puta više kisika nego što mu je potrebno za disanje. Dovoljno da obezbijedi koristan gas svim ostalim stanovnicima voda, a dosta toga ulazi u atmosferu. Što se tiče troškova kiseonika za razgradnju leševa, u okeanu su oni vrlo niski - oko 20 posto ukupne proizvodnje.

To se događa zbog činjenice da mrtve organizme odmah pojedu čistači, koji u morska vodažive u velikom broju. Njih će pak, nakon smrti, pojesti drugi čistači, i tako dalje, odnosno leševi u vodi gotovo nikad ne leže ustajali. Isti ostaci, koji više nikoga posebno ne zanimaju, padaju na dno, gdje malo ljudi živi, ​​i jednostavno nema ko da ih razgradi (tako nastaje poznati mulj), tj. u ovom slučaju kiseonik se ne troši.

Dakle, ocean opskrbljuje atmosferu oko 40 posto kisika koji proizvodi fitoplankton. Upravo se ta rezerva troši u onim područjima gdje se proizvodi vrlo malo kisika. Potonji, pored gradova i sela, uključuju pustinje, stepe i livade, kao i planine.

Dakle, začudo, ljudska rasa živi i napreduje na Zemlji upravo zahvaljujući mikroskopskim "fabrikama kiseonika" koje plutaju na površini okeana. Upravo njih treba nazvati "pluća planete". I na sve moguće načine zaštititi od zagađenja nafte, trovanja teškim metalima itd., jer ako iznenada prestanu sa svojim aktivnostima, jednostavno nećemo imati šta da dišemo.

Postoji novinarski pečat da su šuma pluća planete Zemlje. Ali šta je onda sa podacima nauke, koji govore da je atmosfera kiseonika nastala na našoj planeti mnogo pre fotosinteze?

U stvari, biljke i na kopnu i na okeanima proizvode otprilike onoliko kisika tokom fotosinteze koliko se potom troše u procesu disanja.

U početku je Zemljina atmosfera imala generalno redukcijski karakter: metan + amonijak + voda + ugljični dioksid.

Zemljina kora je takođe trebala imati restorativni karakter, budući da je bila u ravnoteži sa atmosferom.

A trenutno imamo da atmosfera sadrži 20% slobodnog kiseonika, i to najviše stijene su potpuno oksidirani i sistem je u stanju ravnoteže (sastav atmosfere se nije značajno promijenio nekoliko stotina miliona godina).

Za oksidaciju cijele primarne atmosfere i litosfere potrebna je ogromna količina slobodnog kisika.

Bilansi se ne poklapaju

Prema općeprihvaćenoj hipotezi, vjeruje se da su živi organizmi odgovorni za oslobađanje kisika.

Ali oni nisu prikladni za ovu ulogu, jer unatoč činjenici da biljke emitiraju značajnu količinu kisika u jedinici vremena, ali općenito je biosfera prilično stabilna - u njoj se odvija cirkulacija tvari. Oslobađanje slobodnog kiseonika može se postići samo akumulacijom neraspadnutih ostataka (uglavnom u obliku uglja). Drugim riječima:
H2O + CO2 = biomasa(C + O + H) + O2 + C + CH4.

S obzirom da je trenutna biomasa mala u odnosu na masu čak i slobodnog kiseonika u atmosferi (ona je otprilike sto puta manja), dobijamo da bi se formirao sav atmosferski i litosferski (za oksidaciju primarne litosfere) kiseonik, potrebno je da bi negde na Zemlji uskladištene bile slične masene rezerve uglja i ugljovodonika - a to je sloj od nekoliko metara samo za atmosferski kiseonik, a za litosferski kiseonik je za redove veličine veći. Takve rezerve se ne primjećuju (pretpostavljene rezerve uglja i drugih ugljovodonika približne su ukupnoj biomasi).
Dakle, očigledno nemamo bilansa.

Na jarkom suncu

Imajte na umu da je još jedan izvor kisika disocijacija molekula vode pod djelovanjem sunčevog zračenja.

Kao što je poznato, brzina molekula u gasu je podređena Maksvelovoj raspodeli. Prema ovoj raspodjeli, uvijek postoji određeni dio molekula čija je brzina veća od druge kosmičke. I takvi molekuli mogu slobodno napustiti Zemlju. Štaviše, laki gasovi, vodonik i helijum, izlaze pre svega iz atmosfere. Proračuni pokazuju da je vrijeme potpunog isparavanja vodonika iz zemljine atmosfere svega nekoliko godina. Međutim, vodonik je još uvijek prisutan u atmosferi. Zašto? Za kiseonik i druge gasove ovo vreme premašuje životni vek Zemlje. miliona godina. U zemljinoj atmosferi vodonik i helijum se stalno obnavljaju zbog dotoka iz unutrašnjosti Zemlje i niza atmosferskih procesa. Vodik, koji formira "koronu" oko Zemlje, proizvod je disocijacije molekula vode pod uticajem ultraljubičastog i rendgenskog zračenja Sunca.

Proračuni pokazuju da se u periodu od oko deset miliona godina u atmosferi fotodisocijacijom javlja količina kisika jednaka trenutnoj vrijednosti.

Tako dobijamo:
1) U početku su atmosfera, litosfera i cijeli plašt Zemlje obnoviteljske prirode.
2) Zbog fotodisocijacije, voda (koja je, inače, nastala iz plašta kao rezultat vulkanske aktivnosti) se raspada na kiseonik i vodonik. Posljednji napušta Zemlju.
3) Preostali kiseonik oksidira primarnu litosferu i atmosferu do trenutnog stanja.
4) Zašto se kiseonik ne akumulira, jer se konstantno snabdeva kao rezultat fotodisocijacije (trenutna količina se akumulira preko 10 miliona godina, a starost Zemlje je 4,5 milijardi)? Odlazi do oksidacije plašta. Kao rezultat kretanja kontinenata u zonama subdukcije, od plašta se formira nova kora. Stene ove kore oksidiraju se pod dejstvom atmosfere i hidrosfere. Ove oksidirane stijene s oceanskih ploča u zonama subdukcije se zatim vraćaju u plašt.

Dodaci univerzuma

Ali šta je sa živim organizmima, pitate se? Oni zapravo igraju ulogu statista - nije bilo slobodnog kiseonika, živeli su bez njega - na primitivnom jednoćelijskom nivou. Pojavio se - prilagodio se i počeo živjeti s njim - ali već u obliku naprednih višećelijskih organizama.

Dakle, da li će na Zemlji biti šume ili ne, to neće uticati na sadržaj kiseonika u atmosferi planete. Druga stvar je što šuma čisti zrak od prašine, zasićuje ga fitoncidima, daje sklonište i hranu mnogim životinjama i pticama, pruža ljudima estetski užitak... Ali nazivati ​​šumu "zelenim plućima" u najmanju je ruku nepismeno.

"Planete Sunčevog sistema" - Venera. Venera je treći najsjajniji objekat na Zemljinom nebu posle Sunca i Meseca. Čuvajte našu planetu!!! Plan. Druga planeta u Sunčevom sistemu. Zemlja. Vremenom su se na planeti Zemlji pojavile voda i atmosfera, ali je jedna stvar nedostajala - život. Rođen je nova zvijezda je naše SUNCE. Saturn je druga najveća planeta u Solarni sistem posle Jupitera.

"Lekcija planete Sunčevog sistema" - Negujte drugarstvo, sposobnost rada u grupi. Informativna kartica lekcije. Fizkultminutka. Zemlja. Mars. Photoforum. Uloga Sunca za život na Zemlji. zvijezda ili planeta. Plan lekcije. Dovršite zadatke: Popunite test. Razvijati kognitivne procese, kompjutersku pismenost. Planete Sunčevog sistema.

"Male planete" - figura Venere. Površina mjeseca. Udaljenost od Venere do Zemlje varira od 38 do 258 miliona km. Postoje svi razlozi za vjerovanje da na Marsu ima puno vode. Atmosfera i voda na Marsu. Volumen Merkura je 17,8 puta manji od zapremine Zemlje. Sastav i unutrašnja struktura Mars. Fizička polja Mjeseca. Gustina u centru Zemlje je oko 12,5 g/cm3.

"Planete u Sunčevom sistemu" - Astronomski modeli Ptolomeja i Kopernika. Mars je četvrta planeta od Sunca. Planeta koja je otkrivena "na vrhu pera". Neptun ima magnetno polje. Sunce. Uran ima 18 mjeseci. Mars. Neptun je osma planeta od Sunca. Planeta na kojoj postoji život. Uran. Neptun. Sunce je vrela lopta - najbliža zvezda Zemlji.

"Ekologija planete" - Formiranje ekologije u samostalnu granu znanja. Faze interakcije između ljudskog društva i prirode. Abiotski faktori vodena sredina. Biološki kapacitet medijuma. Starosna struktura. Kategorije žive materije u biosferi. Abiotski faktori zemaljsko okruženje. Sistemski zakoni ekologije. Zakoni ekologije B. Commoner.

"Planete i njihovi sateliti" - Unutrašnjih 10 mjeseci - malih dimenzija. Na površini Titanije otkriven je ogroman broj kratera. Japet. Pluton se s pravom naziva dvostrukom planetom. Krater Eratosten promjera 61 km nastao je relativno nedavno. Dakle, Mjesec ili nema, ili ima vrlo beznačajno gvozdeno jezgro. Od jednog gornjeg vrhunca do drugog prođe 130 sati – više od pet dana.