大自然中植物都是以绿色为主,为何不是其它颜色?

作者&投稿:宗政疫 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

在地球上我们看到的大多数植物都是绿色的叶子,很少能看见其他稀奇古怪的颜色,其实这个问题跟太阳自身的光谱分布有关系,也与植物在适应环境中的选择进化有关系。

我们知道,生物在进化的过程中所发生的基因突变是向随机方向发展的,而基因又决定了生物的性状,所以说植物的叶子可以是太阳光谱中任意的一种颜色,但是基因突变导致的叶子所有颜色中,那个更加有利于植物生存的颜色会在大自然的选择中被保留下来,而那些竞争力不强的颜色就会被淘汰,这就是自然选择。

很显然,绿色的叶子更加有利于植物的生存,也就被保留了下来。但为什么是绿色呢?而不是其他颜色?

首先说下,为什么我们看到的叶子是绿色的

在地球上绝大多数的物体不能自然发光,我们能看到它们只是它们反射了太阳光。人类对光的认识可以追溯到古希腊时期,但真正对光进行科学的分析是在17世纪,在此之前我们一直认为太阳光是白色的,牛顿通过三棱镜为我们证明了太阳光是一种复合光,由多种不同的颜色组成。

之所以白色的复合光进入三棱镜以后能被分解成多种不同的颜色,是因为这些不同颜色的光所具有的波长不同,能量也不同,波长不同的光从一种介质进入另外一种介质的时候就会所具有的折射率也不同,其中波长最长的红色光折射率最小,波长最短的紫色光折射率最大,因此当光通过三棱镜后就被分解成由各种不同颜色组成的光谱。

太阳光由不同的颜色组成就解释了我们在生活中所看到的花花绿绿的世界,我们之所以能看到绿色的树叶简单来说是因为树叶吸收了太阳光中其他波长的光子,而不吸收或反射出了绿色波长的光子,这些光子被反射进入我们的眼睛,我们就看到了绿色的树叶。

上图可以看到植物的吸收光谱基本处在蓝光和红光,基本不吸收绿光,很少吸收黄光。因此我们平时所看到的树叶的颜色基本就出来绿色和黄色之间变化。

当然生活着看到的所有事物的颜色都是这个原理,它们不吸收某种波长的光子,我们就看到了相应波长的颜色。我们看的黑色和白色这两种情况是物体将照射到它身上所有可见光几乎全部吸收和反射的结果。下面的问题就是解释为何植物会选择这样的吸收光谱,绿光和黄光为什么不被植物喜欢?

太阳光谱

上文说了生物的进化会被自然环境所选择,而地球上能量的主要来源正是太阳光,因此太阳光的光谱分布直接就影响到了地球上所有生物的进化方向。我们知道太阳发光发热的原因是因为其核心的剧烈核聚变,在轻元素聚变为重元素的过程中所释放的能量会通过高能伽马射线和中微子的方式释放出来。

其中中微子可以不受阻碍的携带能量从太阳核心迅速的逃逸,而光子却不能!高能伽马射线会通过随机漫步的方式从核心花费数万年的时间传播到太阳表面,在这个过程中,伽马射线会通过与太阳中带电粒子的碰撞而损失能量,损失的能量会加热太阳的各个层。

例如:辐射层、光球层、对流层,这些层温度各不相同,但都会以黑体辐射的方式向外辐射能量,还有就是损失了能量的大量伽马射线也会分散到不同波长的光谱中。

因此,我们说太阳的光谱是连续的近似于黑体辐射的光谱,波长范围从X射线一直延续到了无线电波段,但是在可见光波段达到了峰值。也就是说,太阳光光谱的范围虽说很广,但是其可见光中的光子数量是最多的。

这就解释了为什么地球上的生物在进化的过程中大多以接收可见光的方式来观察外界或者利用太阳光能量,因为这个范围的光子数量和能量最多。这就是生物进化和环境的一种相互协调和融合,如果在宇宙中的其他地方,母恒星的质量更大的话,它所发出的蓝光和紫外线就越多,那么的生物也许会进化出利用紫外线的能力。

如果母恒星的质量更小,发出的光就会越红,因此那里的生物就会进化出能够利用红外线的能力。

以上就是太阳正整体光谱对生物进化的影响。接下来我们再看一下太阳光在可见光谱中的分布情况。

上图就是太阳光在可见光波段的光谱分布,大家可以看到在可见光谱中,绿光达到了峰值,而且绿光的波段范围也比较广,这说明在绿光区域拥有非常大的能量,如果植物选择吸收所有的可见光谱,夏天的暴晒,能量就会高到灼伤植物,最好的选择就是放弃中间的峰值绿光,而选择的两端数量较较少,能量最高的蓝光和能量最低的红光来进行光合作用,这样更加稳妥。

所以地球上的植物大多就以这样的策略进行进化,不仅保护了自己在太阳光下不被灼伤,而且也保障了光合作用所需的能量需求。

如果在星球,母恒星可见光谱峰值的变化,也会导致那里的植物选择性地吸收恒星光,以达到最优的光合作用效果。如果母恒星光谱整体都偏移到了红光,那么那里的植物就会吸收所有的光子来为自己提供能量,那么这些植物看起来就是黑色的。



个人认为,要想解释大自然中绝大多数植物是绿色的原因,需要用到我们初高中所学到的知识哦,快来和我一起回想一下吧。绝大多数植物中含有叶绿素,而叶绿素的颜色就是绿色,它主要吸收红蓝色波长,但反射出来的确实绿色,所以我们看到的便是绿色。叶片内含有植物进行光合作用的叶绿素。

因为只有绿色的植物才能够进行光合作用,为地球提供氧气吸收空气中的二氧化碳,所以说即使其他的植物是存在的,也会被淘汰的。

因为植物中有叶绿素,叶绿素又分为叶绿素a和叶绿素b,叶绿素可以吸收红黄光,还可以吸收部分蓝紫光,反射绿光,所以我们看到的是绿色。

因为大自然中植物需要进行光合作用,而光合作用离不开叶绿素,所以大自然中植物都是以绿色为主,不是其它颜色。

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为什么植物绝大多数都是绿色的 大多数植物颜色是绿色的原因
答:1、绿色植物都要靠叶绿素进行光合作用制造有机物养分,而叶绿素进行光合作用时是吸收红黄光和蓝紫光的能量,绿光完全不吸收并且几乎全部反射,在自然界中,绝大多数植物叶子含叶绿素最多,所以在我们的眼睛看来,植物的叶子一般都是呈现绿色的。2、原来植物进行光合作用的“工厂”是叶子中的叶绿体。叶绿体中...

为什么大多数植物都是绿色的?
答:1. 植物之所以呈现绿色,是因为它们的茎干和叶片中含有叶绿素。2. 叶绿素在光合作用过程中,吸收蓝紫光和红黄光,同时反射绿光。3. 绿色植物主要通过光合作用从太阳光中获取能量,而光合作用需要温度、湿度、充足的光线和淡水等基本条件。4. 绿色植物通过光合作用,利用光能、叶绿素和酶的催化作用,将水...

为什么大部分的植物都是绿色的?
答:1. 绿色植物含有叶绿素,这种色素能吸收红光和紫光,同时反射绿光,因此呈现出绿色。2. 叶绿素在光合作用中扮演着核心角色,它负责吸收光能,将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。3. 动物需要消耗氧气并呼出二氧化碳,这一过程依赖于绿色植物的光合作用来维持大气中氧气与二氧化碳的平衡。4. 人类的食物链很大...

为什么大部分的植物都是绿色的?
答:因为绿色的植物都含有叶绿素,而叶绿素吸收大部分的红光和紫光但反射绿光,所以叶绿素呈现绿色,叶绿素在光合作用的光吸收中起核心作用。动物要消耗氧气呼出二氧化碳,必须靠绿色植物进行光合作用维持地球大气中的氧气与二氧化碳的平衡。人类的食物绝大多数直接(粮食蔬菜水果)或间接(肉类)都来自绿色植物。

为什么地球上大部分的植物是绿色的?
答:三、自然界为什么选择绿色?理论上来讲,最完美的树叶应该是黑色的,这样就可以吸收所有的光用以光合作用。但是自然界中并不存在黑色的树叶,这还要从遥远的古代说起,所有的植物都起源于海洋,在海洋中起到光合作用的是一古老的细菌,由于海洋中的光线大部分被海水阻挡,所以投入海底的光非常少。由于光线...

为什么植物大多都是绿色的
答:植物的绿色是光合作用的结果。植物之所以呈现绿色,是因为有光的存在。任何物体表现出的颜色,就是它反射出来的那部分光线的颜色。植物之所以是绿色的,是依赖于它们细胞内含有能捕获能量的色素,叫做 叶绿素,(在化学结构上,它由4个连在一起的卟啉环组成,中央络合一个镁原子),两部分构成完整的叶绿素...

为什么大多数植物是绿色的呢
答:1. 植物无法像动物那样通过捕食来获取能量和有机物。2. 它们依赖于叶绿体来制造有机物,而叶绿体是绿色的。3. 叶绿体数量的增加对植物的生存有利,因此大部分植物都呈现绿色。4. 然而,也有一些例外,比如捕蝇草等植物。

为何自然界中的植物以绿色为主?有何科学原理?
答:一、植物大多数是绿色的原因自然界中颜色那么多,为什么大多数植物都是绿色的?主要是因为自然界植物都有一个共同的特点, 它们需要通过光合作用来制作一些有机物以供自己的生存和其他生物生存的需要。然而我们知道植物要想进行光合作用,首先就是具有叶绿体这一个细胞器。经过生物学家的认真观察发现,食...

为什么自然界中的植物以绿色为主要色彩,而不是其他的颜色?
答:而自然界的各种植物在生长过程中就吸收了,太阳光中,除了绿色之外的其他光子,由于植物并不吸收绿色波长的光子,所以导致我们人类从植物上主要看到绿色。而且对于大多数植物而言,它们在生长过程中也并不喜欢绿色和黄色这两种颜色。所以太阳的光谱分布是导致植物以绿色为主的主要原因,也正是这一原因是我们...

为什么世界上的植物 或菜或草都是绿色为主?而不是五颜六色
答:因为植物为了合成碳水化合物必须进行光合作用,光合作用离不开一种酶,那就是叶绿素,叶绿素通过吸收日光中的红光部分并将光能转化为化学能,而剩下的光波由于没有红色部分,就呈现红色的互补色——绿色。