作者 张文亮 2013.04.07

叶子如果是黑色，
将吸收更多的阳光，
让光合作用更旺盛。
幸好事情不是这样，
否则，真不晓得该用什么颜色去衬托大地？

有一天，我以前的一位学生，带着她两岁的小女儿来找我。我带着这个小女儿到学校的草地上，本来想教她一点点植物的辨认，没想到那个小女孩一看到草地，大声欢呼，跳到草地上，弯下身，亲起小草。这一幕实在让我难忘，我对植物学有不少的知识，但我从来没有这么兴奋地，去亲吻地上的一棵小草。不过，我经常于星期五的中午，买一杯拿铁咖啡，坐在学校的大树下，静静喝着咖啡，看阳光照在树叶上，我知道有千、万个化学反应在那裏进行，所有的生命要能存活，全赖叶子所进行的光合作用。这也让我想到，生物学的课本上有一堆光合作用的反应式，但是学生的欢呼与跳跃在那里？起初光合作用的发现者有欢呼与跳跃，否则他无法持续三十年以上的研究。但是为什么没有一本教材可以给学生听到一点他起初的欢呼？

「光合作用」是世界上最重要的化学作用之一，所有生物都直接或间接地依赖光合作用，所提供的有机物做食物，而空气中氧气与二氧化碳浓度的稳定，也有赖植物光合作用的进行。没有光合作用，地球将是一片死寂；光合作用愈多的地方，各样的生物将欣欣向荣。

小草的荣耀

迄今，人类的科技与所有的化学实验，都无法复制光合作用。所有高科技所做的、正进行的、生产的，都没有路边一株小草的一片叶子，所进行光合作用来得复杂。况且科技后来排出许多废水、废气，光合作用末了的成品却是单纯的水与干净的氧气。除此之外，光合作用还能产生许多有机物，有的成为食物、有的成为药用、有的供人饮用、有的成为香料，有的悦人眼目。

非常奇特的，植物的叶子能产生这么多物质，却只需用到一部份的可见光。例如绿色的光自叶子表面反射，没用来进行光合作用，因此，人看到叶子大都是绿色。如果植物追求最大的光合作用量，叶子将吸收所有的光，叶子将变成黑色，哇！那会成为什么样的世界？幸好植物呈现的是，最佳的光合作用量，给大地一片绿。

研究的艺术

植物的光合作用虽然长期为人效力，人类知道光合作用却是近代的事。最早发现光合作用的人，是瑞士的科学家塞内比尔（Jean Senebier, 1742-1808）。他认为叶子的存在一定有其价值与功用，在1765年开始研究叶子的化学作用，他将叶子放在置水玻璃瓶中。他发现在黑暗中，瓶中的水没有什么改变；在阳光下，水的氧气却增加。经过十年持续反覆的实验，他才确定是叶子利用所进行的光合作用产生了氧气。这对日后的实验带来深远的影响，在当时被称为「将大自然的观察艺术化」。

从事叶子的研究，并非塞内比尔的正职，他是个牧师，同时是日内瓦图书馆的馆员。实在很难想像，这么重要的发现，竟出自一位身兼数职的业余科学家。

叶绿素的发现

发现光合作用后，他继续研究，光合作用是在叶子的哪一个部位发生？他用两片玻璃夹住叶子，只留下叶子极小的方格，他分析是在哪个方格内生产氧气。又经过二十多年漫长的研究，他发现是在叶子表面绿色的部位都可以进行光合作用，他称叶子的绿颜色，是叶子内进行光合作用的所在，这就是「叶绿素」发现的经过。由于叶子的颜色，是来自叶绿素对阳光的反射，他首先提出叶子只用到一部份的太阳光。

其实，太阳照到地球后，30％反射回去，让人可以看见大自然；46％转变为热量，温暖了地球；23.2％让水蒸发成云，让风流动、让浪翻涌、让洋流运行；只有0.8％被植物吸收，进行光合作用。比例虽小，却足够维系无数生物的存活。

一片片绿色的叶子，除了进行光合作用，是否还引发你更多的思考与感恩？

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