ทำไมใบไม้จึงมีสีเขียวและเกี่ยวข้องกับแสงอย่างไร

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

ลองหยิบใบไม้ที่อยู่ใกล้ตัวขึ้นมาส่องกับแสงแดดดู เราอาจเห็นทั้งเส้นใบและสีเขียวที่เข้มอ่อนต่างกันไป ใบบางใบเขียวเข้มจนเกือบดำ ขณะที่บางใบออกเขียวอ่อน แต่เคยสงสัยไหมว่าทำไมใบไม้จำนวนมากจึงมีสีเขียว ทั้งที่แสงแดดมีหลายสีรวมกันอยู่?

คำตอบอยู่ในสารสีที่เรียกว่า คลอโรฟิลล์ ซึ่งพบอยู่ในส่วนที่เรียกว่าคลอโรพลาสต์ภายในเซลล์พืช สารนี้ช่วยดูดกลืนพลังงานแสงเพื่อนำไปใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง และเป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้ใบไม้ส่วนใหญ่ดูเป็นสีเขียว

แสงแดดที่เรามองเห็นเป็นแสงสีขาวประกอบด้วยแสงหลายช่วงความยาวคลื่น ซึ่งสายตาของเรารับรู้เป็นสีต่าง ๆ คลอโรฟิลล์ดูดกลืนแสงได้ไม่เท่ากันทุกช่วง โดยดูดกลืนแสงสีน้ำเงินและสีแดงได้ดี ส่วนแสงสีเขียวถูกสะท้อนหรือส่งผ่านออกมาค่อนข้างมาก เมื่อแสงนั้นเข้าตา เราจึงมองเห็นใบไม้เป็นสีเขียว

ไม่ได้หมายความว่าใบไม้ใช้แสงสีเขียวไม่ได้เลย ใบไม้ยังดูดกลืนแสงสีเขียวได้บางส่วน เพียงแต่คลอโรฟิลล์ดูดกลืนช่วงสีน้ำเงินและสีแดงได้เด่นกว่า และในใบไม้ก็ไม่ได้มีสารสีชนิดเดียว

แล้วพืชเอาพลังงานแสงไปทำอะไร?

เมื่อคลอโรฟิลล์และสารสีอื่นดูดกลืนแสง พลังงานจะถูกส่งต่อเข้าสู่กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ช่วงที่ต้องใช้แสงจะเปลี่ยนพลังงานนั้นเป็นพลังงานเคมี จากนั้นพืชนำพลังงานไปใช้ในขั้นตอนที่ช่วยสร้างน้ำตาลจากคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำตาลเหล่านี้เป็นวัตถุดิบและแหล่งพลังงานสำหรับการเจริญเติบโตของพืช

น้ำก็มีส่วนในกระบวนการนี้เช่นกัน โดยพืชใช้น้ำในปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับแสง และมีออกซิเจนถูกปล่อยออกมา ทั้งหมดเป็นกระบวนการหลายขั้นตอนที่ทำงานร่วมกัน ไม่ใช่แค่ใบไม้รับแดดแล้วกลายเป็นน้ำตาลทันที

หากมองลึกเข้าไปในเซลล์ คลอโรฟิลล์จะอยู่ในเยื่อหุ้มของโครงสร้างภายในคลอโรพลาสต์ พืชมีคลอโรฟิลล์หลายชนิด โดยชนิดเอและบีช่วยดูดกลืนแสงคนละช่วงกันเล็กน้อย จึงช่วยให้พืชรับพลังงานจากแสงได้ครอบคลุมขึ้น

นอกจากนั้นยังมีสารสีอื่น เช่น แคโรทีนอยด์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับสีเหลืองและสีส้ม สารสีเหล่านี้ช่วยรับแสงและช่วยจัดการพลังงานส่วนเกินเมื่อพืชได้รับแสงมาก ใบที่ดูเขียวจึงไม่ได้มีแต่สารสีเขียว เพียงแต่สีของคลอโรฟิลล์มักเด่นจนกลบสีอื่นไว้

ส่วนใบไม้สีแดงหรือสีม่วงที่เห็นตามสวน ก็ไม่ได้แปลว่าข้างในไม่มีคลอโรฟิลล์เสมอไป ใบบางชนิดมีสารสีอื่นอยู่มากจนสีเขียวถูกบดบัง และยังสังเคราะห์ด้วยแสงได้ ขณะที่ใบแก่บางใบเปลี่ยนเป็นสีเหลืองเมื่อคลอโรฟิลล์สลายตัว ทำให้สีอื่นที่มีอยู่เดิมมองเห็นชัดขึ้น

ครั้งต่อไปที่เห็นใบไม้รับแดด สีเขียวที่คุ้นตาจึงบอกเราได้สองเรื่องพร้อมกัน คือใบสะท้อนหรือส่งผ่านแสงสีเขียวมาถึงตาเรา และภายในใบก็มีสารสีที่กำลังช่วยรับพลังงานแสงสำหรับกระบวนการสร้างอาหารของพืช