Τι κάνει τα λουλούδια τόσο πολύχρωμα;

Το χρώμα ενός λουλουδιού καθορίζεται από το κληρονομικό γονιδίωμα του φυτού στο οποίο ανήκει.

Κάνοντας μια βόλτα σε ένα πάρκο ή έναν κήπο, το μόνο πράγμα που δεν σταματά ποτέ να μας εκπλήσσει είναι η εντυπωσιακή σειρά από πολύχρωμα λουλούδια παραταγμένα σε τέλειες σειρές, με τα αστραφτερά τους χρώματα να μας μαγεύουν, σαν να ήταν σε μια χαρούμενη γιορτή. Τώρα, κατά τη διάρκεια οποιουδήποτε από τα μακρά, ικανοποιητικά βλέμματά σας στην ομορφιά των λουλουδιών, έχετε αναρωτηθεί ποτέ πού παίρνουν το χρώμα τους τα λουλούδια; Ή γιατί είναι αρχικά χρωματισμένα;

Πού παίρνουν το χρώμα τους τα λουλούδια;

Τα φυτά παίρνουν τα χρώματά τους από τις χρωστικές που παράγει. Αυτές οι χρωστικές είναι μόρια που απορροφούν επιλεκτικά ή αντανακλούν ορισμένα μήκη κύματος φωτός. Το μήκος κύματος που αντανακλά είναι το χρώμα που αντιλαμβανόμαστε. Υπάρχουν μυριάδες φυτικές χρωστικές ουσίες, αλλά μπορούμε σε μεγάλο βαθμό να τις κατηγοριοποιήσουμε σε τέσσερις διαφορετικούς τύπους.

Η πιο δημοφιλής και η πιο κοινή χρωστική ουσία στα φυτά μπορεί να είναι η χλωροφύλλη, η οποία δίνει στα φυτά το πράσινο χρώμα τους. Οι περισσότερες χλωροφύλλες απορροφούν το κόκκινο και το μπλε φως μήκους κύματος, αντανακλώντας κυρίως τα πράσινα μήκη κύματος. Και αυτό είναι που βλέπουμε. Οι χλωροφύλλες, αν και αποτελούν φυτική χρωστική ουσία, δεν βρίσκονται συνήθως στα λουλούδια. Η θέση τους βρίσκεται σε φύλλα και μίσχους.

Η δεύτερη ομάδα διευρύνει την παλέτα χρωστικών φυτών μας, εισάγοντας κίτρινα, πορτοκαλί και κόκκινο σε αυτήν. Καροτενοειδή είναι οι ίδιες χρωστικές που δίνουν χρώμα στα καρότα (εξ ου και το όνομα), τις ντομάτες και τους ηλίανθους. Ένα κοινό καροτενοειδές, το β-καροτένιο δίνει στους ηλίανθους το αισιόδοξο κίτρινο χρώμα του. Απορροφά κυρίως φως στην μπλε περιοχή του ορατού φάσματος, δίνοντάς μας ένα ηλιόλουστο κίτρινο.

Η ένωση β-καροτένιο δίνει στον ηλίανθο την ηλιόλουστη διάθεσή του. (Συντελεστές:Lukiyanova Natalia / frenta / Shutterstock)

Τα συναρπαστικά κόκκινα, μωβ, μπλε και ροζ είναι το αποτέλεσμα των ανθοκυανινών . Αυτές οι χρωστικές ανήκουν σε μια κατηγορία φλαβονοειδών , και είναι οι πιο σημαντικές φυτικές χρωστικές για τον χρωματισμό των λουλουδιών. Τα φλαβονοειδή είναι μια μεγάλη ομάδα ενώσεων, οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει περισσότερα από 9000 διαφορετικά φλαβονοειδή, τα οποία είναι υπεύθυνα για μια σειρά χρωμάτων.

Μια μωβ πετούνια (Φωτογραφία :Zirguezi/Wikimedia Commons)

Οι ανθοκυανίνες είναι τα μόρια που δίνουν στις πετούνιες και τις ορχιδέες τα σαγηνευτικά ροζ τους, προσδίδουν το λιλά χρώμα των κοινών πασχαλινών, δίνουν στα τριαντάφυλλα τα παθιασμένα κόκκινα τους και χρωματίζουν το μπλε αραβοσίτου, καλά, μπλε. Ένα είδος φλαβονοειδούς, οι τανίνες, δίνουν επίσης στο τσάι το καφέ του χρώμα.

Betalains χρώμα πέταλα λουλουδιών κόκκινο έως κόκκινο-ιώδες χρώματα. Αυτές οι χρωστικές δίνουν στην οπούντια (ή στο αχλάδι κάκτου) το κόκκινο χρώμα και στα παντζάρια την κοκκινωπή-μωβ απόχρωση. Αντικαθιστούν τις δημοφιλείς χρωστικές της φύσης, τις ανθοκυανίνες, στις Caryophyllales που περιλαμβάνουν γαρίφαλα, παντζάρια, κάκτους, αμάρανθους και ακόμη και μερικά σαρκοφάγα φυτά.

Ο Αμάρανθος, με τα κοκκινωπά-μωβ άνθη του (Προστασία φωτογραφίας :Wildfeuer/Wikimedia Commons)

Ακριβώς όπως οι ζωγράφοι αναμιγνύουν χρώματα για να δημιουργήσουν μια μοναδική απόχρωση, το χρώμα πολλών λουλουδιών είναι αποτέλεσμα ενός συνδυασμού χρωστικών σε διαφορετικές αναλογίες. Αυτό δημιουργεί διαβαθμίσεις και μοτίβα μέσα στο λουλούδι.

Αυτές οι χρωστικές είναι χημικές ουσίες και η ικανότητά τους να εμποτίζει το χρώμα μπορεί να αλλάξει από το pH, τη σχέση με ορισμένα μέταλλα όπως ο σίδηρος ή το μαγνήσιο και η θερμοκρασία. Ένα ενδιαφέρον παράδειγμα αυτού είναι ο χρωματισμός των τριαντάφυλλων και του μπλε αραβοσίτου. Τα χρώματα και των δύο λουλουδιών προκαλούνται από την ίδια ανθοκυανίνη, το κόκκινο και το μπλε. Μια εργασία του 2005 που δημοσιεύτηκε στο Nature διαπίστωσε ότι το μπλε είναι το αποτέλεσμα μιας «υπερδομής» 6 μορίων χρωστικής που σχετίζονται με ιόντα μαγνησίου, σιδήρου και ασβεστίου. Αυτό είναι συναρπαστικός χειρισμός χρωμάτων!

Η ίδια χρωστική ουσία δίνει το κόκκινο των τριαντάφυλλων και το μπλε του μπλε αραβοσίτου. (Πίστωση φωτογραφίας:δημόσιος τομέας &Kiran Jonnalagadda/Wikimedia Commons)

Το χρώμα ενός λουλουδιού καθορίζεται από το κληρονομικό γονιδίωμα του φυτού στο οποίο ανήκει. Επομένως, το χρώμα των λουλουδιών ενός φυτού αποφασίζεται πολύ πριν γεννηθούν τα λουλούδια. Το φυτικό DNA έχει πληροφορίες για τη δημιουργία συγκεκριμένων μηχανών ή ενζύμων που καταλύουν αλλαγές στα διάφορα οργανικά μόρια, δημιουργώντας τον πλήθος χρωστικών που έχουμε σήμερα. Μπορείτε να το σκεφτείτε ως ένα εργαστήριο χημείας σε κάθε λουλούδι, με το DNA ως το εγχειρίδιο οδηγιών!

Γιατί είναι χρωματιστά τα λουλούδια;

Τα χρώματα των λουλουδιών δεν είναι μόνο για να τα απολαμβάνουν οι άνθρωποι, αλλά στην πραγματικότητα εξυπηρετούν πολύ πιο σημαντικούς σκοπούς. Τα φυτά πρέπει να αναπαράγονται και γι' αυτό εξαρτώνται από την αναπαραγωγή μέσω της επικονίασης. Και για αυτό, πρέπει να δελεάσουν τους επικονιαστές όπως τα έντομα και τα πουλιά να τους επισκεφτούν. Η εξέλιξη οδήγησε τα λουλούδια σε έντονα χρώματα ως στρατηγική για το

Τα έντονα χρώματα λουλούδια προσελκύουν τα έντομα, ιδιαίτερα τις μέλισσες, οι οποίες συμβάλλουν περισσότερο στην αναπαραγωγή των φυτών, καθώς μπορούν να μεταφέρουν τη γύρη σε άλλα φυτά. Τα χρωματιστά λουλούδια είναι διαφημίσεις τροφίμων. Είναι το αντίστοιχο της φύσης των McDonalds που μας λένε ότι τα μπιφτέκια τους «γλείφουν τα δάχτυλά τους καλά». Η τροφή που προσφέρουν τα λουλούδια είναι νέκταρ και γύρη.

Ενώ αυτά τα έντομα είναι απασχολημένα με το νέκταρ ή τη συλλογή γύρης, κάποια από τη γύρη του λουλουδιού θα κολλήσει στα πόδια τους. Όταν τα ίδια έντομα κάθονται σε κάποιο άλλο λουλούδι του ίδιου είδους, η γύρη που είχαν μαζέψει (εντελώς άθελά τους) από το πρώτο θα εξαπλωθεί σε αυτά τα νέα λουλούδια. Ιδού, η επικονίαση γίνεται και ο κύκλος της ανθοφορίας ζωής συνεχίζεται! Δεδομένου ότι οι επικονιαστές είναι το κοινό-στόχος, όχι οι άνθρωποι, υπάρχουν ορισμένοι χρωματισμοί που τα μάτια μας δεν μπορούν να αντιληφθούν.

Σκεφτείτε τη μαυρομάτικη Σούζαν. Μοιάζει με μια μικρότερη, πιο λεπτή εκδοχή του ηλίανθου, με γλυκά κίτρινα πέταλα που περιβάλλουν ένα μαύρο κέντρο. Αλλά, κοιτάξτε μέσα από τα μάτια μιας μέλισσας και θα δείτε τις άκρες των λουλουδιών ως ανοιχτό κίτρινο και τη βάση ως ένα πιο σκούρο κίτρινο. Αυτό δημιουργεί ένα είδος μοτίβου βλεφαρίδων που δείχνει στη μέλισσα ακριβώς πού βρίσκονται τα αγαθά.

Ένας άλλος εγκέφαλος της επικονίασης είναι οι ορχιδέες. Τα έντονα χρωματιστά πέταλά τους και το περίεργο σχήμα του λουλουδιού συχνά χειραγωγούν τα έντομα μιμούμενοι είτε τους συντρόφους τους, όπως στην περίπτωση ορχιδέες μελισσών που μιμούνται το ταίρι μιας μέλισσας ή μιμούμενοι άλλα λουλούδια που συχνάζουν οι μέλισσες, όπως τα πέταλα της κόκκινης ορχιδέας ελλεβορίνης μιμείται τα μωβ πέταλα του λουλουδιού.

Η παραπάνω εικόνα είναι της ορχιδέας μέλισσας που μεταμφιέζεται σε σύντροφο μέλισσας. Το κάτω στην εικόνα δείχνει την κόκκινη ορχιδέα ελλεβορίνι (αριστερά) που μιμείται το καμπαναριό (δεξιά). (Φωτογραφία:Bernard DUPONT &Wilson44691 &Björn /Wikimedia Commons)

Τα φυτά δεν χρησιμοποιούν μόνο επικονιαστές για να διασκορπίσουν τη γύρη τους. Σε ορισμένες περιπτώσεις εξωτερικοί παράγοντες όπως ο αέρας θα κάνουν το κόλπο. Αυτά τα φυτά δεν σπαταλούν ενέργεια για να δημιουργήσουν χρωστικές ουσίες ή οποιοδήποτε νόστιμο νέκταρ για τους επικονιαστές. Μάλλον η δομή των πετάλων και η γύρη τους αντικατοπτρίζουν τον τρόπο επικονίασης. Η φόρμα υπαγορεύει τη λειτουργία.

Από το κόκκινο των τριαντάφυλλων μέχρι το μπλε του αραβοσίτου, το κίτρινο των ηλίανθων και το κρυμμένο μάτι του ταύρου που κρύβεται στις μαυρομάτικες Σούζαν, τα φυτά έχουν γίνει ευρηματικά και πανούργα. Η ομορφιά τους μπορεί να προσφέρει ηρεμία σε κάποιους ή να ενισχύσει την πίστη κάποιου σε κάτι μεγαλύτερο από τον εαυτό τους. Για τους επιστήμονες, αυτά τα λουλούδια αντιπροσωπεύουν όλα τα μυστήρια της φύσης.