Nazivaju ih plućima planeta. Zašto se šume nazivaju zelenim plućima?

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

Uzroci zelene boje

Biljke se s pravom nazivaju pluća planeta. Obrađujući štetni ugljični dioksid, daju čovječanstvu i okoliš kisik. Taj se proces naziva fotosinteza, a za njega je odgovoran pigment klorofil.

To je zahvaljujući molekulama klorofila koje organska tvar postati organski. Najvažniji od njih je kisik, ali u isto vrijeme, u procesu fotosinteze, biljke proizvode proteine, šećer, ugljikohidrate, masti i škrob.

Iz školskog programa poznato je da je poč kemijska reakcija je izlaganje biljke sunčevoj ili umjetnoj svjetlosti. Klorofil ne apsorbira sve svjetlosne valove, već samo određene valne duljine. To se događa najbrže od crvene do plavoljubičaste.

Zelenu boju biljke ne upijaju, već reflektiraju. To je ono što je vidljivo očima osobe, stoga su predstavnici flore oko nas zeleni.

Zašto zelena boja?

Dugo su se znanstvenici borili s pitanjem: zašto se zeleni spektar reflektira? Kao rezultat toga, pokazalo se da priroda jednostavno ne troši energiju uzalud, jer ova najmanja čestica svjetlosti - fotografije ove boje nemaju neke izvanredne kvalitete, dok su plavi fotoni izvori korisne energije, crveni sadrže najveći broj. Kako se ne sjetiti da se ništa u prirodi ne radi tek tako.

Odakle svijetle boje u biljkama?

Biolozi s povjerenjem tvrde da su biljke nastale iz nečega sličnog algama, a klorofil se pojavio pod utjecajem evolucijskih procesa.

U prirodi se druge boje mijenjaju pod utjecajem svjetlosti. Kad se smanji, lišće i stabljike počinju odumirati. Klorofil, odgovoran za jarko zelenu boju, razgrađuje se. Zamjenjuju ga drugi pigmenti odgovorni za svijetle boje. Crveno i žuto lišće ukazuje da je karoten postao dominantan. Po žuta boja odgovoran je i pigment ksantozin. Ako je u biljci nemoguće pronaći zelenu boju, za to su “krivi” antocijani.

Radovi znanstvenika o fotosintezi i klorofilu

Kako je otkrivena fotosinteza?

Do otkrića procesa pretvaranja ugljičnog dioksida u kisik došlo je slučajno, a otkrio ga je engleski kemičar Joseph Priestley. Znanstvenik je tražio način za čišćenje "pokvarenog zraka" (kako se u to vrijeme nazivao ugljični dioksid). A tijekom pokusa ispod staklene kape, umjesto miša i svijeće, poslana je biljka koja je, suprotno očekivanjima, preživjela. Sljedeći korak bio je posaditi miša u teglicu za cvijeće. I dogodilo se čudo - životinja nije umrla od gušenja. Tako je zaključeno da je moguće pretvoriti ugljikov dioksid u kisik.

Mnogo pažnje i vremena posvetio je ulozi klorofila i procesu fotosinteze ruski prirodoslovac Kliment Arkadijevič Timirjazev. Njegova glavna znanstvena postignuća:

• dokaz proširenja zakona održanja energije na proces fotosinteze, što su zapadni istraživači demantirali;
• utvrđujući činjenicu da u fotosintezi sudjeluju samo svjetlosne zrake koje apsorbira biljka.

Djela K.A. Timirjazev je postavio čvrste temelje za proučavanje transformacije vode i ugljičnog dioksida u organski koristan materijal pod utjecajem svjetla. Sada je znanost zakoračila daleko naprijed, neke su studije 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 znanstvenika - to su fascinantne i informativne činjenice o prehrani, rastu, razvoju i reprodukciji zelenih biljaka.

Fotosinteza i klorofil usko su povezani kada je riječ o tome zašto su biljke zelene. Svjetlosna zraka ima nekoliko spektara, od kojih se neki apsorbiraju i sudjeluju u kemijskom procesu pretvaranja ugljičnog dioksida u kisik. Zelena se reflektira i daje svoju boju lišću i stabljikama – a to je vidljivo ljudskom oku.

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

Postoji zabluda koja je ušla čak iu udžbenike, da su šume pluća planeta. Šume zapravo proizvode kisik, dok ga pluća troše. Dakle, to je više kao "jastuk za kisik". 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. Taj se proces naziva fotosinteza. Kao rezultat fotosinteze oslobađa se kisik. To je nusprodukt fotosinteze. Kisika se oslobađa jako, jako puno, zapravo 99% kisika koji je prisutan u Zemljinoj atmosferi biljnog je porijekla. A samo 1% dolazi iz plašta, temeljnog sloja Zemlje.

Naravno, drveće proizvodi kisik, ali nitko ne razmišlja o tome da ga i troši. I ne samo oni, ni svi ostali stanovnici šume ne mogu bez kisika. Prije svega, biljke dišu same, to se događa u mraku kada ne dolazi do fotosinteze. I morate se nekako riješiti zaliha organske tvari koje su stvorili tijekom dana. Odnosno jesti. A da biste jeli, morate potrošiti kisik. 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 kisika koju šuma proizvede tijekom dana iskoristit će živi organizmi u šumi za održavanje života. Ipak, nešto će ostati. A to je oko 60% onoga što šuma proizvodi. Ovaj kisik ulazi u atmosferu, ali ne ostaje tamo dugo. Dalje, šuma sama povlači kisik, opet za svoje potrebe. Naime, razgradnju ostataka uginulih organizama. Na kraju, šuma često potroši 1,5 puta više kisika na zbrinjavanje vlastitog otpada nego što proizvede. Nemoguće ga je nakon toga nazvati tvornicom kisika na planeti. Istina, postoje šumske zajednice koje rade na nultoj ravnoteži kisika. Poznato je prašume.

Prašuma je općenito jedinstven ekosustav, vrlo je stabilan, jer je potrošnja tvari jednaka proizvodnji. Ali opet, viška više nema. Pa se čak i tropske šume teško mogu nazvati tvornicama kisika.

Pa zašto nam se onda nakon grada čini da je šuma čista, Svježi zrak da tamo ima puno kisika? Stvar je u tome što je proizvodnja kisika vrlo brz proces, ali potrošnja je vrlo spor proces.

Pa što su onda planetarne tvornice kisika? Zapravo, radi se o dva ekosustava. Među "zemaljskim" su tresetišta. Kao što znamo, u močvari se proces razgradnje mrtve tvari odvija vrlo, vrlo sporo, 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. To jest, tijekom stvaranja treseta ne gubi se puno kisika. Dakle, močvarna vegetacija proizvodi kisik, ali sam kisik troši vrlo malo. Kao rezultat toga, močvare daju upravo onaj porast koji ostaje u atmosferi. No, pravih tresetišta na kopnu nema toliko, a naravno da je gotovo nemoguće da same održavaju ravnotežu kisika u atmosferi. I tu pomaže još jedan ekosustav, koji se zove svjetski ocean.

U oceanima nema drveća, trave u obliku algi mogu se vidjeti samo u blizini obale. Međutim, vegetacija u oceanu još uvijek postoji. A najveći dio čine mikroskopske fotosintetske alge, koje znanstvenici nazivaju fitoplankton. Ove alge su toliko male da je često nemoguće vidjeti svaku od njih golim okom. Ali njihovo nakupljanje je svima vidljivo. Kada su na moru vidljive svijetlo crvene ili svijetlo zelene mrlje. To je ono što je fitoplankton.

Svaka od ovih malih algi proizvodi ogromne količine kisika. Ona jako malo troši. Zbog činjenice da se intenzivno dijele, količina kisika koju proizvode raste. Jedna zajednica fitoplanktona proizvodi 100 puta više dnevno nego šuma koja zauzima toliki volumen. Ali u isto vrijeme troše vrlo malo kisika. Jer kad alge uginu, odmah padnu na dno, gdje se odmah pojedu. Nakon toga one koji su ih pojeli pojedu drugi, treći organizmi. I tako malo ostataka dospijeva na dno da se brzo raspadaju. Jednostavno nema tako dugog raspadanja kao u šumi, u oceanu. Tamo je recikliranje vrlo brzo, zbog čega se kisik zapravo ne rasipa. I tako dolazi do "velike zarade", a to ostaje u atmosferi. Dakle, "plućima planeta" uopće ne treba smatrati šume, nego oceane. On je taj koji brine da imamo što disati.

Postoji mišljenje da su "pluća planeta" šume, jer se vjeruje da su one glavni dobavljači kisika u atmosferu. Međutim, u stvarnosti to nije tako. Glavni proizvođači kisika žive u oceanu. Ove se bebe ne mogu vidjeti bez pomoći mikroskopa. Ali svi živi organizmi Zemlje ovise o njihovoj vitalnoj aktivnosti.

Nitko ne tvrdi da se šume, naravno, moraju čuvati i štititi. No, uopće ne zbog činjenice da su to zloglasno "svjetlo". Jer zapravo je njihov doprinos obogaćivanju naše atmosfere kisikom praktički ravan nuli.

Nitko neće poreći činjenicu da su biljke stvorile i nastavljaju održavati atmosferu kisika na Zemlji. To se dogodilo jer su naučili kako stvoriti organske tvari od anorganskih, koristeći energiju sunčeve svjetlosti (kao što se sjećamo iz školskog tečaja biologije, taj se proces naziva fotosinteza). Kao rezultat ovog procesa, lišće biljke oslobađa slobodni kisik kao nusprodukt proizvodnje. Ovaj plin koji nam treba diže se u atmosferu i zatim se ravnomjerno raspoređuje po njoj.

Prema podacima raznih instituta, na ovaj se način svake godine u atmosferu našeg planeta ispusti oko 145 milijardi tona kisika. Pritom se najveći dio troši, što i ne čudi, uopće ne na disanje stanovnika našeg planeta, već na razgradnju mrtvih organizama ili, jednostavno rečeno, na raspadanje (oko 60 posto koriste živa bića). Dakle, kao što vidite, kisik ne samo da nam daje priliku da duboko dišemo, već djeluje i kao neka vrsta peći za spaljivanje smeća.

Kao što znamo, nijedno drvo nije vječno, stoga, kada dođe vrijeme, ono umire. Kada deblo šumskog diva padne na zemlju, tisuće gljiva i bakterija razgrađuju njegovo tijelo tijekom jako dugog vremena. Sve one koriste kisik koji proizvode preživjele biljke. Prema istraživačima, oko osamdeset posto "šumskog" kisika troši se na takvo "čišćenje teritorija".

Ali 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 vrlo gusto naseljena područja, ovaj ostatak je dovoljan samo da zadovolji potrebe za kisikom samo svojih stanovnika. Za susjede (na primjer, stanovnike gradova u kojima ima malo vlastite vegetacije) ne ostaje ništa.

Tko je onda glavni dobavljač ovog plina potrebnog za disanje na našem planetu? Na kopnu, ovo, začudo ... tresetišta. Svatko zna da kada biljke uginu u močvari, njihovi organizmi se ne razgrađuju, budući da bakterije i gljivice koje obavljaju taj posao ne mogu živjeti u močvarnoj vodi - postoji mnogo prirodnih antiseptika koje izlučuju mahovine.

Dakle, mrtvi dijelovi biljaka, bez raspadanja, tonu na dno, stvarajući naslage treseta. A ako nema razgradnje, tada se kisik ne troši uzalud. Dakle, močvare općem fondu daju oko 50 posto proizvedenog kisika (drugu polovicu koriste sami stanovnici ovih neprijateljskih, ali vrlo korisnih mjesta).

Ipak, doprinos močvara ukupnom " dobrotvorna zaklada kisika” nije jako velika, jer ih nema toliko na Zemlji. Mikroskopske oceanske alge, čiju cjelinu znanstvenici nazivaju fitoplanktonom, mnogo su aktivnije uključene u "milosrđe kisika". Ova bića su toliko mala da ih je gotovo nemoguće vidjeti golim okom. Međutim, njihov ukupan broj je jako velik, računica ide u milijune milijardi.

Cijeli svjetski fitoplankton proizvodi 10 puta više kisika nego što mu je potrebno za disanje. Dovoljno da opskrbi korisne plinove za sve ostale stanovnike voda, a dosta toga odlazi u atmosferu. Što se tiče troškova kisika za razgradnju leševa, oni su u oceanu vrlo niski - oko 20 posto ukupne proizvodnje.

To se događa zbog činjenice da lešinari odmah pojedu mrtve organizme, što u morska vodažive u velikom broju. Njih će, pak, nakon smrti pojesti drugi strvinari, i tako dalje, odnosno leševi u vodi gotovo nikada ne leže ustajali. Isti ti ostaci, koji više nikoga posebno ne zanimaju, padaju na dno, gdje živi malo ljudi, a jednostavno ih nema tko razgraditi (tako nastaje dobro poznati mulj), tj. u ovom slučaju kisik se ne troši.

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

Dakle, čudno, ljudska rasa živi i napreduje na Zemlji upravo zahvaljujući mikroskopskim "tvornicama kisika" koje plutaju na površini oceana. Upravo njih treba nazvati "plućima planeta". I na sve moguće načine zaštititi od zagađenja naftom, trovanja teškim metalima itd., jer ako odjednom prestanu s aktivnostima, jednostavno nećemo imati što disati.

Postoji novinarski pečat da je šuma pluća planete Zemlje. Ali što je onda sa znanstvenim podacima koji sugeriraju da je atmosfera s kisikom nastala na našem planetu davno prije fotosinteze?

Zapravo, biljke i na kopnu i u oceanima proizvode otprilike onoliko kisika tijekom fotosinteze koliko same potroše u procesu disanja.

U početku je Zemljina atmosfera imala općenito redukcijski karakter: metan + amonijak + voda + ugljikov dioksid.

Zemljina kora je također trebala imati obnavljajući karakter, jer je bila u ravnoteži s atmosferom.

A trenutno imamo da atmosfera sadrži 20% slobodnog kisika, i to najviše stijene potpuno oksidira i sustav je u stanju ravnoteže (sastav atmosfere nije se bitno promijenio nekoliko stotina milijuna godina).

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

Bilance se ne poklapaju

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

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

S obzirom da je trenutna biomasa mala u usporedbi s masom čak i slobodnog kisika u atmosferi (približno je stotinu puta manja), dobivamo da bi se formirao sav atmosferski i litosferski (za oksidaciju primarne litosfere) kisik, potrebno je da negdje na Zemlji budu pohranjene slične masovne zalihe ugljena i ugljikovodika - a to je sloj od nekoliko metara samo za atmosferski kisik, a za litosferski kisik je red veličine veći. Takve rezerve nisu uočene (pretpostavljene rezerve ugljena i drugih ugljikovodika približne su ukupnoj biomasi).
Dakle, očito nemamo ravnoteže.

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 plinu pokorava se Maxwellovoj distribuciji. Prema ovoj raspodjeli, uvijek postoji određeni udio molekula čija brzina prelazi drugu kozmičku. I takve molekule mogu slobodno napustiti Zemlju. Štoviše, iz atmosfere prije svega izlaze laki plinovi, vodik i helij. Izračuni pokazuju da je vrijeme potpunog isparavanja vodika iz zemljine atmosfere samo nekoliko godina. Međutim, vodik je još uvijek prisutan u atmosferi. Zašto? Za kisik i druge plinove ovo vrijeme premašuje životni vijek Zemlje. milijuna godina. U zemljinoj se atmosferi vodik i helij neprestano obnavljaju zbog dovoda iz zemljine unutrašnjosti i niza atmosferskih procesa. Vodik, koji tvori "koronu" oko Zemlje, produkt je disocijacije molekula vode pod utjecajem ultraljubičastog i rendgenskog zračenja Sunca.

Izračuni pokazuju da u razdoblju od oko deset milijuna godina fotodisocijacijom u atmosferi nastaje količina kisika jednaka sadašnjoj vrijednosti.

Tako dobivamo:
1) U početku su atmosfera, litosfera i cijeli Zemljin omotač obnavljajuće prirode.
2) Zbog fotodisocijacije, voda (koja je, usput rečeno, nastala iz plašta kao rezultat vulkanske aktivnosti) se raspada na kisik i vodik. Posljednji napušta Zemlju.
3) Preostali kisik oksidira primarnu litosferu i atmosferu do trenutnog stanja.
4) Zašto se kisik ne akumulira, jer se stalno opskrbljuje kao rezultat fotodisocijacije (sadašnja količina se akumulira tijekom 10 milijuna godina, a starost Zemlje je 4,5 milijardi)? Ide na oksidaciju plašta. Kao rezultat pomicanja kontinenata u zonama subdukcije, iz plašta nastaje nova kora. Stijene ove kore oksidiraju pod djelovanjem atmosfere i hidrosfere. Ove oksidirane stijene s oceanskih ploča u subdukcijskim zonama se zatim vraćaju natrag u plašt.

Dodaci svemira

Ali što je sa živim organizmima, pitate se? Oni zapravo igraju ulogu statista - slobodnog kisika nije bilo, živjeli su bez njega - na primitivnoj jednostaničnoj razini. Pojavio se - prilagodio i počeo živjeti s njim - ali već u obliku naprednih višestaničnih organizama.

Dakle, hoće li na Zemlji biti šuma ili ne, to neće utjecati na sadržaj kisika u atmosferi planeta. Druga stvar je da šuma čisti zrak od prašine, zasićuje ga fitoncidima, daje utočište i hranu mnogim životinjama i pticama, pruža ljudima estetski užitak ... Ali nazvati šumu "zelenim plućima" barem je nepismeno.

"Planeti Sunčevog sustava" - Venera. Venera je treći najsjajniji objekt na Zemljinom nebu nakon Sunca i Mjeseca. Čuvajte našu planetu!!! Plan. Drugi planet u Sunčevom sustavu. Zemlja. S vremenom su se na planeti Zemlji pojavile voda i atmosfera, ali jedno je nedostajalo - život. Rođen je nova zvijezda je naše SUNCE. Saturn je drugi najveći planet u Sunčev sustav nakon Jupitera.

"Lekcija planeta Sunčevog sustava" - Poticanje druželjubivosti, sposobnost rada u grupi. Informacijska kartica lekcije. Fizkultminutka. Zemlja. Mars. Fotoforum. Uloga Sunca za život na Zemlji. zvijezda ili planet. Plan učenja. Izvršite zadatke: Ispunite test. Razvijati kognitivne procese, vještine informatičke pismenosti. Planeti Sunčevog sustava.

"Mali planeti" - Lik Venere. Mjesečeva površina. Udaljenost od Venere do Zemlje varira od 38 do 258 milijuna 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 volumena Zemlje. Sastav i unutarnja struktura Mars. Fizička polja Mjeseca. Gustoća u središtu Zemlje je oko 12,5 g/cm3.

"Planete u Sunčevom sustavu" - Astronomski modeli Ptolomeja i Kopernika. Mars je četvrti planet od Sunca. Planet koji je otkriven "na vrhu pera". Neptun ima magnetsko polje. Sunce. Uran ima 18 mjeseca. Mars. Neptun je osmi planet od Sunca. Planeta na kojoj postoji život. Uran. Neptun. Sunce je vruća kugla – zvijezda najbliža Zemlji.

"Ekologija planeta" - Formiranje ekologije u samostalnu granu znanja. Faze međudjelovanja ljudskog društva i prirode. Abiotski čimbenici vodeni okoliš. Biološki kapacitet medija. Dobna struktura. Kategorije žive tvari u biosferi. Abiotski čimbenici tlo okruženje. Sustavni zakoni ekologije. Zakoni ekologije B. Commoner.

"Planete i njihovi sateliti" - unutarnjih 10 mjeseca - male veličine. Na površini Titanije otkriven je ogroman broj kratera. Japet. Pluton se s pravom naziva dvostrukim planetom. Krater Eratosten promjera 61 km nastao je relativno nedavno. Dakle, Mjesec ili nema, ili ima vrlo beznačajnu željeznu jezgru. Od jednog gornjeg vrhunca do drugog prođe 130 sati - više od pet dana.