Mimea mingi kwenye sayari ya Dunia ni ya kijani kibichi. Hizi ni mashamba yasiyo na mwisho, meadows, misitu kubwa. Mara nyingi sana kutoka kwa watoto unaweza kusikia swali: "Mama, kwa nini mimea ni ya kijani?". Hebu tujaribu kujibu swali hili kwa mtazamo wa kemia, fizikia na mlei rahisi.
Kwa nini majani ya mmea ni ya kijani? Karibu tu
Majani na nyasi kwenye sayari yetu ni njano, nyekundu, lakini mara nyingi kijani. Hii ni kwa sababu mimea hupaka rangi ndogo. Ziko kwenye seli za kila jani la nyasi na jani. Baadhi yao hupa mmea rangi nyekundu, wengine njano, na wengine kijani. Rangi inayojulikana zaidi ni klorofili, dutu inayoipa mimea rangi ya kijani kibichi.
Klorofili na usanisinuru ni nini?
Majani na nyasi hupakwa rangi na rangi inayoitwa klorofili (dutu ya kijani inayohusika katika mchakato wa usanisinuru). Matokeo yake, virutubisho hutengenezwa na oksijeni hutolewa.
Shukrani kwa mwanga wa jua, mchakato changamano wa biokemikali hufanyika, matokeo yakevitu vya isokaboni na maji yaliyopatikana na mmea kutoka kwenye udongo hubadilishwa kuwa vitu vya kikaboni (mafuta, wanga, protini, wanga, sukari). Maana kuu ya usanisinuru ni kwamba mmea hufyonza kaboni dioksidi na kutoa oksijeni, ambayo ni muhimu kwa maisha ya viumbe vyote duniani.
Fizikia na kemia ya mwanga wa kijani
Hebu tuchunguze kwa undani zaidi kwa nini mimea ni ya kijani.
Wataalamu wa fizikia hueleza rangi za vitu vyote kwa kiasi vinavyofyonza/kuakisi mwanga. Vitu vinavyotuzunguka vina rangi inayoakisi. Kwa mfano, ikiwa kitu ni nyeupe, basi kinaonyesha rangi zote za wigo. Ikiwa nyeusi, basi vivuli vyote vinachukuliwa na kitu hiki. Mwangaza wa jua nyeupe huwa na rangi saba ambazo viumbe hai vyote, mimea na vitu visivyo hai hupokea. Nyasi na majani ya tani zote huonyesha kijani tu (haihitajiki kwa mchakato wa photosynthesis) na ndiyo sababu mimea yote ina kivuli hiki. Na klorofili ya rangi hutoa nishati kwa ukuaji na lishe kutoka kwa wigo nyekundu na bluu.
Wanasayansi wanaweza kueleza ni kwa nini mimea mingi huakisi mwanga wa kijani badala ya kuinyonya. Kila moja ya rangi ya wigo ina nishati maalum na idadi ya fotoni (chembe ndogo za mwanga). Nishati hii ni muhimu kwa photosynthesis. Idadi kubwa ya fotoni zilizomo katika nyekundu, wakati bluu ina nishati muhimu zaidi. Fotoni za kijani hazina nguvu wala manufaa, kwa hivyo asili haizitumii.
Kwa mtazamo wa kemia, kila kitu kinafafanuliwa tofauti. Wanasayansi wanaaminikwamba rangi ya vitu inategemea mkusanyiko wa metali fulani. Kwa mfano, damu ni nyekundu kwa sababu hemoglobin ndani yake ina chuma. Takriban mimea yote ni ya kijani kwa sababu magnesiamu iko kwenye klorofili. Jambo la kuvutia zaidi ni kwamba nadharia hii haina ushahidi mgumu. Wanasayansi walijaribu kubadilisha magnesiamu na zinki, lakini licha ya hili, mimea ilisalia kuwa ya kijani kibichi.
Kwa nini majani yanageuka manjano wakati wa vuli?
Kwa nini nyasi hubadilika kuwa njano wakati wa vuli, majani hukauka na kuanguka? Hii ni kutokana na ukosefu wa jua. Vuli inapoanza, siku huwa fupi, baridi na nyeusi. Mimea ni nyeti kwa kupunguzwa kwa masaa ya mchana. Chlorophyll haina rangi ya jua, na huanza kuvunjika, rangi ya kijani inapotea, na kugeuka kuwa kahawia, nyekundu, njano, nyekundu.
Kwa nini mimea yote si ya kijani?
Kwa nini katika asili, pamoja na kijani, kuna mimea ya rangi nyingine? Kwa sababu zaidi ya klorofili, mimea inaweza kuwa na rangi nyingine nyingi. Kwa mfano:
- Anthocyanin ni rangi inayofyonza mwanga wa kijani na kuakisi iliyobaki. Majani yaliyo na dutu hii yanaweza kuwa na rangi yoyote isipokuwa kijani kibichi.
- Carotene ni rangi inayoakisi rangi ya manjano na nyekundu. Majani na mimea, ambayo kiasi cha carotene ni kikubwa zaidi kuliko klorofili, ni nyekundu au njano.
- Xanthosine ni dutu ambayo inachukua palette nzima ya rangi, isipokuwa njano. Ipasavyo, yenye majanixanthosine - njano.
Sasa itakuwa wazi kwa watu wazima na watoto kwa nini mimea ni ya kijani. Kila mtu ataelewa umuhimu wa mchakato wa photosynthesis, jinsi mimea hupata virutubisho na kukua, na kwa nini hugeuka njano na kukauka katika vuli. Gundua ulimwengu, inavutia sana!
