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

Svijet flore je raznolik. Okruženi smo cvijećem, žbunjem, drvećem, travama mnogih nijansi, ali preovlađujućih sema boja je zelena. Ali zašto su biljke zelene?

Razlozi zelene boje

Biljke se s pravom nazivaju pluća planete. Preradom štetnog ugljičnog dioksida 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 kiseonik, ali istovremeno, tokom procesa fotosinteze, biljke proizvode proteine, šećer, ugljene hidrate, masti i skrob.

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

Biljke ne apsorbiraju zeleno, već se reflektiraju. To je ono što je vidljivo ljudskom oku, stoga su predstavnici flore oko nas zeleni.

Zašto zeleno?

Već duže vrijeme naučnici se bore s pitanjem: zašto se reflektuje zeleni spektar? Kao rezultat toga, pokazalo se da priroda jednostavno ne troši energiju uzalud, jer ove sitne čestice 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 svijetle boje u biljkama?

Biolozi sa sigurnošću 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, koji je 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 se zelena boja ne može naći u biljci, za to su "krivi" antocijani.

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 pročisti "pokvareni vazduh" (kako se u to vreme zvao ugljen-dioksid). A tokom eksperimenata ispod staklenog zvona, umjesto miša i svijeće, stavljena je biljka koja je, suprotno očekivanjima, preživjela. Sljedeći korak je bio postavljanje miša pored cvijeta u saksiji. I dogodilo se čudo - životinja nije umrla od gušenja. Tako je donesen zaključak o mogućnosti pretvaranja ugljičnog dioksida u kisik.

Ruski prirodnjak Kliment Arkadjevič Timirjazev posvetio je mnogo pažnje i mnogo vremena 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 doktrinu transformacije vode i ugljičnog dioksida u organski korisnim materijalom pod uticajem svetlosti. Sada je znanost iskoračila daleko naprijed, neke studije su doživjele promjene (na primjer, činjenica da svjetlosni snop ne razgrađuje ugljični dioksid, već vodu), ali možemo sa sigurnošću reći da su upravo oni proučavali osnove. Knjiga "Život biljke" omogućit će vam da se upoznate s radom naučnika - ovo su fascinantne i poučne 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, odaberite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

Postoji zabluda koja se čak našla u udžbenicima: šume su pluća planete. Šume zapravo proizvode kisik, a pluća ga troše. Dakle, ovo je pre „jastuk za kiseonik“. Pa zašto je ova izjava zabluda? Zapravo, kisik ne proizvode samo one biljke koje rastu u šumi. Svi biljni organizmi, uključujući stanovnike rezervoara, te stanovnike stepa i pustinja, neprestano proizvode kisik. Biljke, za razliku od životinja, gljiva i drugih živih organizama, mogu same sintetizirati organske tvari, koristeći za to svjetlosnu energiju. Ovaj proces se naziva fotosinteza. Kao rezultat fotosinteze, oslobađa se kisik. To je nusproizvod fotosinteze. Puno kiseonika se oslobađa, zapravo, 99% kiseonika koji se nalazi u Zemljinoj atmosferi je 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 moramo nekako iskoristiti rezerve organskih materija koje su stvorili tokom dana. Odnosno, nahrani se. 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 treba zaboraviti 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 u toku dana koristiće živi organizmi šume za održavanje života. Ipak, nešto će ostati. A to je otprilike 60% onoga što šuma proizvodi. Ovaj kiseonik ulazi u atmosferu, ali se tamo ne zadržava dugo. Tada šuma sama uklanja kiseonik, opet za svoje potrebe. Naime, razlaganje ostataka mrtvih organizama. U konačnici, šume često troše 1,5 puta više kisika za odlaganje vlastitog otpada nego što proizvode. Nakon ovoga, ne može se nazvati fabrikom kiseonika planete. Istina, postoje šumske zajednice koje rade na nultom balansu kiseonika. Ovi su poznati prašume.

Tropska šuma je općenito jedinstven ekosistem, vrlo je stabilan, jer je potrošnja tvari jednaka proizvodnji. Ali opet, viška nije ostalo. Tako da se čak i tropske šume teško mogu nazvati fabrikama kiseonika.

Pa zašto nam se onda 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 fabrike kiseonika na planeti? Zapravo postoje 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, akumuliraju se i stvaraju se naslage treseta. Treset se ne raspada, sabija se i ostaje u obliku ogromne organske cigle. Odnosno, tokom formiranja treseta, puno kiseonika se ne gubi. Dakle, močvarna vegetacija proizvodi kisik, ali sama troši vrlo malo kisika. Kao rezultat toga, močvare pružaju 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 svjetskim okeanima nema drveća, trave u obliku algi se mogu vidjeti samo u blizini obale. Međutim, vegetacija i dalje postoji u okeanu. A većina se sastoji od mikroskopskih fotosintetskih algi, koje naučnici nazivaju fitoplankton. Ove alge su toliko male da je svaku od njih često nemoguće vidjeti golim okom. Ali njihova akumulacija je vidljiva svima. Kada se na moru vide jarko crvene ili svijetlo zelene mrlje. Ovo je fitoplankton.

Svaka od ovih malih algi proizvodi ogromne količine kisika. Sama troši vrlo malo. Zbog činjenice da se brzo dijele, količina kisika koju proizvode se povećava. Jedna zajednica fitoplanktona proizvodi 100 puta više dnevno od šume koja zauzima isti 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 razgrađuju. Jednostavno ne postoji raspadanje koje traje toliko dugo kao u šumi, u okeanu. Tamo se recikliranje događa vrlo brzo, zbog čega se kisik praktično ne troši. I tako nastaje “veliki profit” i tako ostaje u atmosferi. Dakle, „pluća planete“ uopšte ne treba smatrati šumama, već svetskim okeanima. On je taj koji brine da imamo šta da dišemo.

Postoji mišljenje da su šume „pluća planete“, jer se vjeruje da su one 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 zavise od svojih sredstava za život.

Niko ne tvrdi da šume, naravno, moraju biti očuvane i zaštićene. Međutim, nikako jer su to ta ozloglašena "pluća". Jer zapravo je njihov doprinos obogaćivanju naše atmosfere kiseonikom praktički ravan nuli.

Niko neće poreći činjenicu da su Zemljinu atmosferu kisika stvorile i održavaju biljke. To se dogodilo jer su naučili da stvaraju organske tvari od neorganskih, koristeći energiju sunčeve svjetlosti (kao što se sjećamo iz školskog kursa biologije, sličan 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 potom se ravnomjerno raspoređuje po njoj.

Prema različitim institutima, tako se na našoj planeti godišnje u atmosferu ispusti oko 145 milijardi tona kiseonika. Štoviše, većina se troši, što nije iznenađujuće, 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, pa kad dođe vrijeme, ono umire. Kada deblo šumskog diva padne na zemlju, njegovo tijelo se razlaže hiljadama gljivica i bakterija tokom veoma dugog vremenskog perioda. Svi oni koriste kisik koji proizvode preživjele biljke. Prema proračunima istraživača, na takvo "čišćenje teritorije" troši se oko osamdeset posto "šumskog" kiseonika.

Ali preostalih 20 posto kisika uopće ne ulazi u "opći atmosferski fond", a koriste ga i šumski stanovnici "na zemlji" za svoje potrebe. Uostalom, životinje, biljke, gljive i mikroorganizmi također trebaju disati (bez 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 autohtone vegetacije) ne ostaje ništa.

Ko je onda glavni snabdevač ovog gasa neophodnog za disanje na našoj planeti? Na kopnu su to, 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 doprinose oko 50 posto kisika koji proizvode u opći fond (drugu polovinu koriste stanovnici ovih negostoljubivih, ali vrlo korisnih mjesta).

Ipak, doprinos močvara ukupnom " dobrotvorna fondacija kiseonika" nije mnogo velika, jer ih na Zemlji nema toliko. Mikroskopske okeanske alge, čiju cjelinu 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 i iznosi milione milijardi.

Cijeli svjetski fitoplankton proizvodi 10 puta više kisika nego što mu je potrebno za disanje. Dovoljno da obezbijedi koristan plin svim ostalim stanovnicima voda, a dosta toga dospijeva u atmosferu. Što se tiče potrošnje kiseonika za razgradnju leševa, u okeanu su one veoma niske - otprilike 20 odsto ukupne proizvodnje.

To se događa zbog činjenice da mrtve organizme odmah pojedu čistači, što morska voda veliko mnoštvo uživo. Njih će, pak, pojesti drugi čistači nakon smrti, i tako dalje, odnosno leševi gotovo nikad ne leže u vodi. 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, okean opskrbljuje atmosferu sa 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, koliko je čudno, ljudska rasa živi i napreduje na Zemlji upravo zahvaljujući mikroskopskim „fabrikama kiseonika“ koje plutaju na površini okeana. Upravo njih treba zvati „pluća planete“. I zaštitite se na sve moguće načine od zagađenja nafte, trovanja teškim metalima itd., jer ako iznenada prestanu sa svojim aktivnostima, vi i ja jednostavno nećemo imati šta da dišemo.

Postoji novinarski kliše da su šume pluća planete Zemlje. Ali što onda učiniti s podacima nauke, koji sugeriraju da je atmosfera kisika nastala na našoj planeti mnogo prije fotosinteze?

U stvari, biljke i kopna i okeana proizvode otprilike onoliko kisika kroz proces fotosinteze koliko potom troše tijekom disanja.

U početku, Zemljina atmosfera je općenito bila reducirajuća po prirodi: metan + amonijak + voda + ugljični dioksid.

Zemljina kora je takođe trebala imati restorativni karakter - uostalom, bila je u ravnoteži sa atmosferom.

A danas imamo da atmosfera sadrži 20% slobodnog kiseonika, i to većinu stijene potpuno oksidira i sistem je u stanju ravnoteže (sastav atmosfere se nije bitno promijenio nekoliko stotina miliona godina).

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

Bilansi se ne zbrajaju

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 oslobađaju značajnu količinu kisika u jedinici vremena, 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 sav atmosferski i litosferski (za oksidaciju primarne litosfere) kiseonik mogao da se da bi se formirao, potrebno ga je skladištiti negdje na Zemlji, postojale bi slične masovne rezerve uglja i ugljovodonika - a to je sloj od nekoliko metara samo za atmosferski kisik, a za litosferski kisik je za redove veličine veći. Takve rezerve se ne primjećuju (procijenjene rezerve uglja i drugih ugljovodonika približno odgovaraju ukupnoj biomasi).
Dakle, naši bilansi se očigledno ne podudaraju.

Na jarkom suncu

Imajte na umu da je još jedan izvor kiseonika disocijacija molekula vode pod uticajem sunčevog zračenja.

Kao što je poznato, brzina molekula u gasu je podređena Maksvelovoj raspodeli. Prema ovoj raspodjeli, uvijek postoji određeni udio molekula čija je brzina veća od druge kosmičke brzine. I takvi molekuli mogu slobodno napustiti Zemlju. Štaviše, laki gasovi - vodonik i helijum - prvi izlaze iz atmosfere. Proračuni pokazuju da je vrijeme potpunog isparavanja vodonika iz Zemljine atmosfere samo nekoliko godina. Ali 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 opskrbe iz unutrašnjosti Zemlje i niza atmosferskih procesa. Vodik koji formira “koronu” oko Zemlje je proizvod disocijacije molekula vode pod uticajem ultraljubičastog i rendgenskog zračenja Sunca.

Proračuni pokazuju da se u periodu od oko deset miliona godina u atmosferi zbog fotodisocijacije pojavljuje količina kisika jednaka trenutnoj vrijednosti.

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

Statistika univerzuma

Pa, šta je sa živim organizmima, pitate se? Oni zapravo igraju ulogu statista - nije bilo slobodnog kiseonika, živeli su bez njega - na primitivnom nivou jedne ćelije. Pojavio se - prilagodili su se i počeli živjeti s njim - ali u obliku naprednih višećelijskih organizama.

Dakle, bilo da postoje šume na Zemlji ili ne, to neće uticati na sadržaj kiseonika u atmosferi planete. Druga stvar je što šuma čisti vazduh od prašine, zasićuje ga fitoncidima, daje sklonište i hranu mnogim životinjama i pticama, a ljudima pruža estetski užitak... Ali nazivati ​​šumu „zelenim plućima“ je u najmanju ruku nepismen.

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

“Lekcija planeta Sunčevog sistema” - Negujte drugarstvo, sposobnost rada u grupi. Kartica sa informacijama o lekciji. Minut fizičkog vaspitanja. Zemlja. Mars. PhotoForum. Uloga Sunca za život na Zemlji. Zvezda ili planeta. Plan lekcije. Dovršite zadatke: Popunite test. Razviti kognitivne procese i veštine kompjuterske pismenosti. Planete Sunčevog sistema.

“Manje 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. Ned. Uran ima 18 otkrivenih satelita. Mars. Neptun je osma planeta od Sunca. Planeta na kojoj postoji život. Uran. Neptun. Sunce, vruća lopta, je najbliža zvijezda Zemlji.

“Ekologija planete” - Formalizacija ekologije u samostalnu granu znanja. Faze interakcije između ljudskog društva i prirode. Abiotski faktori vodena sredina. Biološki kapacitet životne sredine. 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 su male veličine. Na površini Titanije otkriven je ogroman broj kratera. Japet. Sasvim opravdano, Pluton se naziva dvostrukom planetom. Krater Eratosten promjera 61 km nastao je relativno nedavno. Dakle, Mjesec ili nema ili ima vrlo malo željeznog jezgra. Od jednog gornjeg vrhunca do drugog prođe 130 sati – više od pet dana.