Proč jsou listy rostlin zelené?

Kdo z nás neviděl listy? Není těžké si představit takového obyvatele naší planety? No, jak by to mohlo být jinak, když od časného jara do pozdního podzimu naše oči potěší zelená vegetace v podobě travin, keřů a stromů. Kolik lidí se divilo, proč je barva listů taková, jaká je? Pravděpodobně je jich mnohem méně, i když na tuto otázku budou schopni odpovědět mnozí. Nejprve se tedy podíváme na vědecká východiska této problematiky a pak se zkusme o tomto tématu trochu zasnít.

Vědecký aspekt.

Pokud se nyní zeptáte, jakou barvu mají listy, odpověď bude okamžitě následovat – zelená, žlutá, červená a možná i hnědá. Proč dostávají tuto barvu? Jdeme popořadě.

Když se objeví listy, mají zelenou barvu. Vše je o chlorofylu, který vlivem slunečního záření z oxidu uhličitého a vody produkuje živiny pro rostliny, které využívají pro svůj růst. A je zelený, protože chlorofyl nejaktivněji absorbuje v červené a fialové části spektra a v důsledku toho odražené světlo obsahuje převážně zelené spektrum. Listy tedy vidíme jako zelené.

co bude dál? Přichází podzim, je méně slunečního světla a chlorofyl už není schopen vyživovat rostliny. Zmizí a listy zežloutnou. Proč žlutá? Díky přítomnosti karotenoidů mají oranžovou a žlutou barvu. Tyto látky se neobjevují na podzim, ale jsou přítomny neustále, ale když je v listech přítomen chlorofyl, jeho zeleň zastíní žlutost karotenoidů. A když se chlorofyl přestane syntetizovat, začnou tyto látky hrát roli v barvě listů.

Jak tedy můžeme vysvětlit červenou barvu? V tomto ohledu existuje zajímavý odhad, který opět dokazuje racionalitu přírody. Hypotézou je, že červená barva listů je dána anthokyanovým pigmentem. Tento pigment však není přítomen v listech neustále, jako karotenoidy, ale začíná se syntetizovat až na podzim. A kde je tady ta racionalita, ptáte se? Faktem ale je, že červená barva listu umožňuje, aby byl lépe chráněn před slunečními paprsky a vydržel na větvi co nejdéle. A během této doby si strom bude moci z listu vzít více užitečných látek, než kdyby byl list žlutý!

Hnědá barva listu je způsobena barvou mezibuněčných stěn v nepřítomnosti jiných barvících pigmentů.

Obrázek 1 Spektrum slunečního záření

Hypotéza.

Tak jsme přišli na to, co způsobuje tu či onu barvu listů. Nejzajímavější otázkou však zůstává – proč je barva listu právě taková? Pokud je s červenou a žlutou barvou vše víceméně jasné, zůstává řada otázek ohledně zeleně listů. A sice proč, zatímco ve slunečním spektru je maximum v zelené barvě (obrázek 1), maximální absorpce chlorofylu (obrázek 2) se nachází právě na okrajích zelené – v červené a fialové části? Proč listy využívají sluneční energii tak iracionálně?

Narazil jsem na domněnku, že se jedná o ochranu před Sluncem. Že listy konkrétně odrážejí zelenou část spektra, aby se „nepopálily“. Toto vysvětlení mi ale připadá pochybné, jelikož z hlediska přírody je to podobné, jako když se voda na praní ohřeje na 80 stupňů a pak se čeká, až vychladne na 36! To je v rozporu s axiomem racionality.

Obrázek 2 Absorpční spektrum chlorofylu. Rostliny obsahují chlorofyl a.

Dá se předpokládat, že barva listů je taková, aby byly lépe vidět, protože. Zelená část spektra na slunci je energičtější, takže abyste odráželi maximum energie, musíte odrážet zelenou část.

Nebo možná odpověď leží jinde? Všichni přece nejsme ve vesmíru, ale v zemské atmosféře a sluneční světlo, procházející vrstvou atmosféry, je částečně rozptýleno, a to tak, že přímé světlo ze slunce vidíme při západu slunce žluté nebo dokonce červené, a rozptýlené světlo – modrá – barva oblohy. Ukazuje se, že příroda myslela na všechno a absorpce sluneční energie nastává maximálně racionálně – ve žluto-červené oblasti přímého slunečního světla po rozptylu a v modré oblasti rozptýleného světla, protože rostliny jsou část času na přímém slunci a část času jsou před ním ve stínu kvůli vyšším rostlinám nebo před východem a po západu slunce.