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为何植物在进化中选择了绿色?优质

649次浏览| 2022-06-28 23:17:08 更新
来源:互联网
3个回答
满意答案

在这里必须要提到的是:颜色并不是物体本身的属性,颜色是物体的第二性,是感官的感受性参与的。最佳证明就是颜色会在某些条件下发生变色,只要条件足够绿色也会变色。

我们要想清楚叶子为什么是绿的,就不要片面地独断地将绿色解释为跟物体的体积、质量和密度般永恒和绝对客观的存在,这是前几个答案的漏洞。

我个人认为为了说明为什么叶子是绿的要走三步。

第一步是分清楚关于“绿色”带来的心理认知,例如我们人类看绿色带来的舒适感和轻松感,这些都是人脑带来的环境反馈,不是物体本身。是绿叶子让人舒服,不是绿叶子舒服。这是我们最先要排除的事物。

第二步是分清出感官所产生的“绿色”的直观感受。在这里我们需要全面地就感官和物体本身双方面考虑,而不是将双方简单地混到一起。海底的某变态虾能看到256种颜色,我们人类眼中的纯绿色在它们眼里看会是什么颜色?我想它们一定不会把绿色看得那么纯,它们会有更多的“绿色”。不同的物种对同一物体应该会产生不同的颜色感受,但在地球的环境中,所有物种的“基底色”应该是一样的,因为在地球这个宇宙局部环境中所有的物体和生物感官的进化都有着以地球环境为中心的整体性和统一性,但这些整体性和统一性都只是以一颗小小的行星为中心的。例如在宇宙某处一颗被冰层覆盖的行星上的冰层下的不见光的液体中的生物它们看得到绿色呢?他们所生存的环境中有木有能够产生绿色感受性的物体?他们有木有能够感受出绿色的感官?直接把绿色判定为物体本身的属性是否太过人类中心般的狭隘?

第三步是分清是来自物体向上的什么因素使感官感受到绿色,在这里我用了物体向这个词,而不是物体或物体集合,因为在假设感官恒定的情况下,绿色这种感受性的来源也就是物体对感官的刺激因素是非常多元非常复合的,也就是说刺激感官的x是相对于感官是对向的复合物。我们说我们看叶子是绿的,是因为叶子的某些特性比如表面的纹理和材质影响了光的折射才使感官在接受光信息的时候顺便产生颜色感知?(还是为了产生颜色感知而感知光?颜色感知是通过视觉区分事物的好办法)

于是绿叶子被我们强上分成了叶子的某些能让我们感官产生潜在绿色感受的固有属性+光+让我们产生绿色感受的实现感官。绿叶子是最终的结果,绿色的感受不应该与单纯的物体混淆,又不能像物自体般纯粹。至少你不能说“叶子绿是因为光绿”“叶子绿是因为绿光”

 我想这些是解决叶子为什么是绿的这个问题时应抱有的态度和研究精神。我只是在此抛砖引玉,在这先干掉那些“发绿的是叶绿素”“绿光使视觉看叶子是绿的”等不全面的答

257 0

颜色就是电磁波的频率或者波长。

这是最基本的解释!但是为什么是电磁波而不得引力波粒子波呢?那是因为我们的眼睛视椎细胞视感细胞只能吸收可见光感受信息(可见光是电磁波谱中非常狭窄的一部分)。

那么认为什么可以看到这些可见光呢,而且还可以看到比电磁波更狭窄的频段(我们定义的每种颜色并非固定在某个确定的频率上,而是一个频率范围。)那是因为有两种可能和一个基本性质。

可能一,物质自身受激发发射这些我们可以看到或者不能看到的某些频谱范围的光,比如太阳几乎可以发射全频谱的电磁波,但在可见光频谱范围内释放能量最多。闪电,极光,日光灯,霓虹灯,led灯等等。它们都会根据自身原子的能级优势选择放射某些频谱能量多些而其他频谱能量少些的光,而我们通常只能看到这些携带能量高的频谱。

可能二,也是目前题主想要答案的原因-反射。一个不发射我们可觉察可见光的物体要被我们看到,只有一个办法,反射一定强度的可见光。其实这里有个光强度的隐藏问题,实际上无论是发射电磁波还是反射电磁波,都是全频谱性的,但只有那些光强度强到我们能看到的频段才能被发现。如果所有频谱的光强度太弱,不管是什么物质看起来应该是黑色的,如果所有频谱或者某个特定频谱的光强度太强,不管是什么物质看起来应该是白色或者这个频谱的颜色,而不会是物质结构决定的颜色。

但为什么不同的物质会选择不同频谱而吸收和反射呢?前提是在我们可以感受到的光强度下。因为两个原因,组成它们的原子的吸收光谱性质决定,其次是这些原子组成的空间结构决定。

叶绿体是一个细胞,具有一定的空间结构,是在远古时代吸收能量的生存竞赛中因存在极大优势而繁衍下来。它能够最大限度的反射绿色频谱,跟它特有的空间构造有关,具体如何?有相关的科学文献可以查询。

首先你要知道补色的概念,你看见叶子是绿的,说明叶绿素吸收绿色的补色-红光。

对于可见光,就单个光子而言紫光能量最大红光最小,植物为什么不吸收可见光中能量大的紫光而是红光呢?每一种分子结构具有的电子能级是固定的,这样植物合成一种分子只能吸收一定频率(颜色)的光,对于进化来说,地球(宇宙)只会留下效率最高的分子,紫光光子虽然能量高但几乎要超出电子能级(紫外光子的能量达到化学键能数量级会破坏分子),具有这种电子能级的分子少且吸收紫光的风险远大于吸收红光,另外由于大气分子主要吸收蓝、紫光,对于地面植物来说可见光的能量主要集中在红光区,那么红外怎么样?红外属于能量较低的电子转动能级,很容易转化成热貌似挺好,其实植物需要的是化学键能,将红外产生的热再转化成化学键能是效率低下的。

综上,太阳辐射中能量太高的宇宙射线、紫外线会破坏生物分子,紫、蓝光匹配的吸收分子可选择性低且大气对其吸收强烈,红外利于转化为热但不利于进行分子合成所需化学键能级的能量利用。红光在地面光谱能量最多、能量合适(既可以用于化学键也可以用于转化为热),从进化的角度来说植物必然选择最高效的红光。

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