Вопрос в заголовке задан правильно. Почему растения зеленые – вопрос несложный, но зачем они зеленые – это тема намного более интересная.
Краткая сводка: цвет – это способность предметов поглощать или излучать световые волны определенной длины. Более короткие световые волны (400–600 нанометров) отвечают за сине-зеленый спектр, а более длинные – за красный. Если мы видим зеленое растение, значит оно поглотило световые волны всех длин, кроме зеленого спектра, которые отразило. Эти волны попали нам в глаза и мы увидели растение зеленым. Да, цвет – понятие субъективное.
Проще говоря, какого цвета световые волны предмет отражает, таким мы его и видим. Отражает зеленый спектр – значит зеленый, отражает красный спектр – значит красный. Молекулы хлорофилла в растениях, участвующие в процессе фотосинтеза (превращении воды и углекислого газа в глюкозу и энергию) отражают зеленый спектр, поэтому растения мы видим зелеными.
Теперь перейдем к главному вопросу: зачем они зеленые? Дело в том, что это совершенно невыгодно растениям. Фотосинтез хорошо работает в синем и красном диапазоне спектра, но эти волны составляют только 45% от всех волн видимого света. КПД фотосинтеза при использовании этих волн всего 11% (но учитывая, что они не весь свет преобразуют в биомассу, часть тратится на дыхание и еще часть нужного света отражается от хлоропластов, то КПД фотосинтеза всего от 3 до 6%). Крайне неэффективно.
Вы еще со мной? Проще говоря, растению не выгодно с энергетической точки зрения быть зеленым. Но почему тогда это так? Потому что зеленый хлорофилл появился раньше всех. А так как естественный отбор не работает на перспективу, а работает здесь и сейчас, именно такая структура хлорофилла закрепилась в популяции. Но она закрепилась настолько, что теперь ее оттуда не уберешь – без фотосинтеза растение функционировать не сможет. Зеленый хлорофилл стал основой жизни растений.
Из этого получается, что для того, чтобы сделать более качественно работающий хлорофилл, поглощающий зеленый и желтый спектры, нужно что-то сделать с тем хлорофиллом, который уже есть, но сделать это уже не получится, ибо тогда растение умрет, а значит механизмы естественного отбора в данном случае работать не будут.
Некоторые из растений осознали свою ошибку и придумали надстройку в виде пигментов другого цвета, окружающих хлорофилл, которые задерживали бы больше сине-зеленого спектра, например, каротиноиды и фикобилины.
С точки зрения энергетической эффективности растениям следовало бы быть красными, а в идеале вообще черными, чтобы поглощать весь свет, но к сожалению, эволюция часто использует костыли для решения каких-либо проблем.
Спасибо, что дочитали! Подпишитесь на профиль, тут каждый день выходит что-нибудь интересное по разным темам.
А еще можно заглянуть на мою страничку в инстаграме. До встречи завтра!