芬兰图尔库大学研究发现,叶绿素并不反射绿光。植物呈现绿色是因细胞壁散射了未被完全吸收的绿光,且人类眼睛对绿色极敏感。

每当提到爱尔兰郁郁葱葱的山丘,或者是窗台上的盆栽,几十年来,我们的教科书一直重复着同一个观点:叶绿素吸收红光和蓝光,反射绿光,所以植物看起来是绿色的。然而,这个被广泛接受的解释可能是一个巨大的误解。

根据发表在《生物教育学报》上的一项研究,由芬兰图尔库大学的分子植物生物学家Olli Virtanen领导的团队指出,叶绿素根本不反射光。相反,叶绿素只是更强力地吸收了蓝光和红光,而绿光因为吸收效率较低,更容易从叶片结构中散射出来。这个过程可能发生在植物的细胞壁等结构中。

叶片并不是像乐高积木那样均匀平整的对象。如果是均匀的物体,它的颜色确实取决于反射的光波长。但叶片是一个由多种结构和材料组成的异质体。Olli Virtanen解释说,叶片呈现绿色是因为叶绿素a和b对绿光的吸收效率低于红光或蓝光。因此,绿光有更高的概率从细胞壁中产生漫反射,而不是被叶绿素直接反射回来。

事实上,绿光对植物并非毫无用处。研究人员发现,叶片对绿光的吸收效率仅比红光或蓝光低约20%到30%。由于绿光的穿透力更强,它可以深入到叶片内部和植物冠层的底层。这有助于驱动那些红光和蓝光难以到达区域的光合作用。

为了验证这一发现,Olli Virtanen及其同事观察了不同颜色的叶片,包括绿色、黄色和不含叶绿素的白色叶片。实验结果令人惊讶:黄色和白色叶片反射的绿光实际上比绿色叶片更多。绿色叶片反射的绿光不足10%,而黄色叶片的反射率是其2倍,白色叶片则反射了约30%的绿光。如果叶绿素真的负责反射绿光,那么叶绿素越少,反射的绿光理应越少。实验数据彻底证伪了这一传统观点,表明散射光的元凶另有其人,很可能是细胞壁中的纤维素。

你可能会好奇,如果白叶反射了更多绿光,为什么它看起来不绿?这涉及光的本质。白色或黄色叶片不仅反射绿光,还反射光谱中的其他颜色。当所有颜色混合在一起时,呈现的是白色或特定颜色。相比之下,绿色叶片吸收了绝大部分光,只剩下极少量的绿光被散射。

人类进化的结果也起到了关键作用。在正常日光条件下,人眼对绿光波段最为敏感。这意味着即使只有一点点绿光被散射出来,在我们的视觉系统中也会显得异常明亮和鲜艳。正是由于这种视觉上的灵敏度,才让我们看到了大自然中那一抹亮丽的翠绿。

本文译自 ScienceAlert,由 BALI 编辑发布。