Rodica Răcășanu, profesoară de chimie la Liceul „I. L. Caragiale din Moreni”, obișnuiește să le arate atragă atenția elevilor că, sub aparenta nemișcare a copacilor se ascunde o activitate extrem de intensă, extrem de răspândită în natură? Care este aceasta? Așa începe discuția despre fotosinteză, din care fac parte alte și alte întrebări care stârnesc curiozitatea copiilor. De ce devin frunzele copacilor ruginii toamna? De ce cad? De ce coniferele au cetina mereu verde?
Lumina este elementul de baza al tuturor proceselor importante din natură. Pentru plante și o parte din bacterii, lumina face posibilă fotosinteza, în urma careia din dioxid de carbon, săruri minerale si apă se degajă oxigen si se produce glucoză, principala sursă de energie pentru propriile funcții.
Pentru a putea trăi, a se putea hrăni și a face rost de energie, copacii au nevoie de niște structuri numite cloroplaste, care se găsesc în general în celulele plantelor. Cloroplastele conțin clorofilă, una din substantele organice fundamentale din natură, un pigment de culoare verde care poate fi de mai multe tipuri de la o specie la alta, care are rol de a ajuta în fotosinteză. Practic, prin fotosinteză, planta absoarbe energia luminoasă (adică lumina) de la Soare și o transformă în energie chimică prin intermediul clorofilei, Datorită clorofilei planta absoarbe doar lungimile de unda roşie si albastră care compun lumina, reflectând lumina verde.
Mai sunt și alți pigmenți în frunze, cum ar fi carotenoidele (galben, portocaliu, roșu) dar în cantități mai mici. Combinarea pigmenților cu clorofila face ca verdele frunzelor să aibă diferite nuanțe. Și tot datorită acestor pigmenți, toamna, frunzele devin ruginii.
Odată cu scurtarea zilelor și sosirea frigului, copacii reabsorb substanțele nutritive din frunze și le stochează pentru o utilizare ulterioară. Clorofila este una din primele molecule care sunt reabsorbite și stocate, iși încetează activitatea prima, dar ceilalți pigmenți rezistă mai mult, și frunzele se fac galbene, portocalii sau roșii. Aceasta este cauza schimbării culorii frunzelor în timp.
Există multe reacţii redox care au loc în natură. Fotosinteza este un proces de oxido-reducere în care apa se oxidează şi dioxidul de carbon se reduce:
Importante în restul anului, pe timp de iarnă, frunzele ar pierde o cantitate mare de căldură prin suprafața mare pe care o au, iar in procesul de fotosinteză ar pierde o anumită cantitate de apă, care apoi ar fi reabsorbită. Iarna, copacul nu ar putea face rost de atâta apă încât să o înlocuiască pe cea pierdută prin frunze. Dacă frunzele ar rămâne pe copac, ele ar continua să încerce să facă fotosinteză, dar ar îngheța.
Există și excepții. Una dintre acestea sunt coniferele (precum bradul, pinul și molidul) care au frunzele în formă de ace. Ele nu sunt la fel de eficiente ca frunzele de foioase când vine vorba de captarea luminii Soarelui, dar pot să facă fotosinteză tot anul. Fiind foarte subțiri, frunzele de conifer sunt etanșe și nu permit apei să iasă. Pe de altă parte, sunt destul de groase si în plus, au și un strat de rășină încât să supraviețuiască gerului de peste iarnă. Datorită acestor caracteristici, frunzele coniferelor pot sta pe copaci timp de câțiva ani fără să cadă.
