為什麼葉子是綠色的？

葉綠素光合作用的複雜機制如何起作用。盧卡·隆戈（Luca Longo）的深入分析

我們知道，大氣中過量的二氧化碳（CO ₂ ）是氣候變化的主要原因。我們了解地球在變暖，因為在上一兩個世紀中，我們燃燒了許多化石燃料，這些化石燃料花費了數億年的時間形成並積聚在我們星球的腸中。

值得慶幸的是，地球表面上存在著成群的兇猛的CO ₂獵人，他們一生無情地捕獲二氧化碳。像羅賓漢一樣，它們將其分解，釋放出一些氧氣，然後重新組裝剩下的東西，少量的水和少量其他物質，從而產生種子，果實，葉子和其他好東西。

植物（我們的CO ₂捕獵者）已經使用了大約兩年半的時間來完成地球上所有動物尚未學會做的事情。包括我們在內的自稱的智人，最近（地質）時代一直統治著這個星球。

訣竅在於光合作用，這是一種相當複雜的機制，可以使葉片上的微小特殊細胞器（葉綠體）將陽光轉化為能量。能夠克服大氣層障礙的來自太陽的光子的波長在380至750納米（nm；納米是十億分之一米）之間。植物能夠用於光合作用的太陽光譜範圍從400 nm（藍色）到700 nm（紅色）。

與動物不同，植物利用適當波長的太陽光激發特殊分子中的一些電子。被轉換為這些電子的激發能的太陽能還經歷了許多其他的鍊式轉換，最終產生了碳水化合物。這些碳水化合物可以是糖，澱粉，纖維素，木質素和糖原。

實際上，植物利用太陽來建立無序的秩序。它們將無序物質（散佈在大氣中的二氧化碳，水和散佈在土壤中的少量其他基本物質）轉變為能夠在其化學鍵內存儲大量能量的高度有序的結構。由於植物方面的這種好意，當我們需要它時，我們可以燃燒糖和澱粉中包含的能量來製造甜食和意大利面，或者燃燒纖維素和木質素來製造木製物體或在火爐前取暖。當然，當我們渴望吃牛排，雞蛋或牛奶時，我們也可以利用這些集中的能量來飼養動物。而且不要忘了，所有這些植物工作的副產品正是使我們呼吸的氧氣！

從三葉草到橡樹，所有植物都使用兩個能夠與光相互作用以完成光合作用的特殊分子：葉綠素A和葉綠素B。綠藻的工作原理幾乎相同，而紅藻的使用與“無所不在的A”一起使用，也替代了葉綠素D。最後，褐藻更喜歡葉綠素C。

這些不同的分子被構造成在受到精確顏色的光線（即特定波長范圍的電磁波）照射時效果最佳。

特別是，A吸收435 nm（藍紫色）和670-680 nm（紅色）附近的光。相反，B傾向於使用480 nm（藍色）和650 nm（橙色）的波長。除了葉綠素，類胡蘿蔔素和番茄紅素也有助於吸收可見光-特別是在綠色區域-前者負責胡蘿蔔的橘子，而後者使西紅柿變成紅色。