يوفر العالم من حوله لجميع الكائنات الحية فرصة للعيش في انسجام مع الطبيعة ، على الرغم من أن طبيعتها البكر مضطربة إلى حد ما. ولكن حتى يومنا هذا ، تنتج الأشجار الخضراء الأكسجين اللازم للتنفس. لقد وفر الكوكب للبشرية فرصة لتحسين أنفسهم ، مع الاهتمام مسبقًا بطرق تلبية احتياجاتهم البيولوجية.
لماذا الأشجار خضراء
لون أي شيء نراه من خلال الأشعة المنعكسة عليه. الأوراق ، التي تمتص الجزء الأحمر والأزرق من الطيف (وفقًا لثالث ماكسويل الإضافي (MGB - أحمر ، أخضر ، أزرق)) ، تعكس اللون الأخضر.
يوجد الكلوروفيل في خلايا الأوراق ، وهي صبغة كيميائية معقدة تشبه في آلية عملها الهيموجلوبين. في أي خلية صغيرة من الورقة ، توجد البلاستيدات الخضراء (حبيبات الكلوروفيل) بمقدار 25 إلى 30. وهنا ، في هذه الحالات ، يحدث أهم عمل على مستوى الكواكب - تحويل الطاقة الشمسية. تحوله البلاستيدات الخضراء إلى الجلوكوز والأكسجين باستخدام الماء وثاني أكسيد الكربون.
كان العالم الروسي K. A. Timiryazev هو الأول في العالم الذي يشرح هذه الظاهرة (تحويل الطاقة الشمسية إلى مادة كيميائية). هذا الاكتشاف هو الذي يظهر الدور الرئيسي للنباتات في أصل الحياة واستمرارها على الكوكب.
البناء الضوئي
تعمل أوراق الأشجار الخضراء كمصنع يعمل باستمرار لإنتاج الجلوكوز (سكر العنب) والأكسجين. تحت تأثير أشعة الشمس والحرارة في البلاستيدات الخضراء ، تفاعلات التمثيل الضوئي بين ثاني أكسيد الكربون والماء. من جزيء الماء ، يتم إنتاج الأكسجين (إطلاقه في الغلاف الجوي) والهيدروجين (يتفاعل مع ثاني أكسيد الكربون ويتم تحويله إلى الجلوكوز). تم تأكيد تفاعل البناء الضوئي هذا تجريبياً فقط في عام 1941 من قبل العالم السوفيتي أ.ب.فينوجرادوف.
C₆H₁₂O₆ هي تركيبة الجلوكوز. وبعبارة أخرى ، إنه جزيء يمكّن الحياة من الاستمرار. وتتكون من ست ذرات كربون فقط ، واثني عشر هيدروجين وستة أكسجين. في تفاعل البناء الضوئي ، عند استلام جزيء جلوكوز واحد وستة جزيئات أكسجين ، يتم تضمين ستة جزيئات من الماء وثاني أكسيد الكربون. وبعبارة أخرى ، عندما تنتج الأشجار الخضراء جرامًا واحدًا من الجلوكوز ، يدخل أكثر من جرام واحد من الأكسجين إلى الغلاف الجوي - وهذا ما يقرب من 900 سم مكعب (حوالي لتر).
كم من الوقت تعيش الورقة؟
المصدر الرئيسي لاحتياطيات الأكسجين المتجددة هو الأشجار الخضراء ذات الكتلة الضخمة من الأوراق.
قامت الطبيعة ، حسب المناطق المناخية ، بتقسيم النباتات إلى نباتات دائمة الخضرة.
تحتفظ الأشجار المتساقطة بأوراقها من الربيع إلى الخريف - هذه الفترة مواتية لنمو الأنسجة وعمليات التمثيل الضوئي التي يحتاجها النبات نفسه لمزيد من النمو. يعتقد العلماء أن مثل هذه الحياة القصيرة للورق ترجع إلى الكثافة العالية للعمليات التي تحدث فيها ، وعدم تجديد الأنسجة. وتشمل هذه الأشجار البلوط ، البتولا ، والزيزفون - في كلمة واحدة ، جميع الممثلين الرئيسيين للنباتات الحضرية والغابات.
تحتفظ الخضرة بأوراقها (غالبًا ما يتم تعديلها) لفترات أطول - من خمس إلى عشرين (في بعض الأشجار). هذا ، في الواقع ، هذه الأشجار الخضراء لديها أيضًا سقوط أوراق ، ولكن أقل كثافة وممتدة بمرور الوقت.
عمليات حياة الأشجار
في غابات الربيع المختلطة ، من الواضح أن الاختلاف في لحظات إيقاظ الأشجار ملحوظ. تبدأ النباتات المتساقطة في إذابة البراعم ، وتتحول إلى اللون الأخضر ، وتكتسب كتلة من الأوراق بسرعة كبيرة. تستيقظ الصنوبريات (دائمة الخضرة) إلى حد ما بشكل أبطأ وأقل وضوحًا: أولاً تتغير كثافة اللون ، ثم تفتح البراعم مع براعم جديدة.
تبدو بداية حياة جديدة أكثر وضوحًا في غابة الربيع مع هدير الطيور المتواصل ، ونفخة المياه الذائبة والكساد الشديد للضفادع.
مع ذوبان التربة ، يبدأ النبات في امتصاص كتلة الجذر من الماء وتغذيتها في الساق والفروع. يمكن أن يصل ارتفاع بعض الأشجار إلى مائة متر. في هذا الصدد ، يطرح السؤال: "كيف يمكن للنبات أن يرفع الماء بالمغذيات إلى هذا الارتفاع؟"
الضغط الطبيعي في جو واحد يساعد على رفع الماء إلى ارتفاع عشرة أمتار ، ولكن ما هو الأعلى؟ النباتات تتكيف مع ذلك من خلال إنشاء نظام خاص لرفع المياه ، ويتألف من السفن والقصبات الهوائية في الخشب. من خلالهم يتم تنفيذ تيار النتح من الماء بالمغذيات. ترجع الحركة إلى تبخر بخار الماء إلى الغلاف الجوي بواسطة لوح. يمكن أن يصل معدل ارتفاع المياه في نظام النتح إلى مائة متر في الساعة. يتم توفير الارتفاع إلى ارتفاع كبير أيضًا بواسطة القوة المتماسكة لجزيئات الماء ، المحررة من الغازات المذابة فيها. للتغلب على هذه القوة ، تحتاج إلى خلق ضغط هائل - ما يقرب من ثلاثين إلى أربعين جوًا. هذه القوة كافية ليس فقط للرفع ، ولكن أيضًا للحفاظ على ضغط الماء على ارتفاع يصل إلى مائة وأربعين مترًا.
وفقًا لنظام آخر ، يتكون من أنابيب غربلة في اللحاء (في القشرة الفرعية) ، تقوم الأشجار الخضراء بتدوير المواد العضوية التي تنتجها الأوراق.
