Γιατί βλέπετε διάφορες αποχρώσεις του πράσινου σε έναν κήπο;

Τα φυτά έχουν διαφορετικές αποχρώσεις του πράσινου λόγω των διαφορετικών ποσοτήτων χλωροφύλλης στα φύλλα τους καθώς και των διαφορετικών συνδυασμών άλλων χρωστικών.

Κάντε μια περιπέτεια στη φύση και θα βρείτε την παλέτα ενός καλλιτέχνη στα χέρια σας. Οι υπέροχες αποχρώσεις των ροζ και μοβ λουλουδιών, τα σταθερά και αξιόπιστα χρώματα του καφέ στο φλοιό του δέντρου και ο θόλος του πράσινου στα φύλλα που θροΐζουν στον άνεμο. Στον κόσμο των πρασίνων, υπάρχουν τόσες πολλές ποικιλίες, πράσινο της φτέρης, πράσινο της μυρτιάς, πράσινο του πεύκου, για να μην αναφέρουμε το πράσινο της μέντας, το πράσινο λάιμ και το πράσινο του αβοκάντο. Το γαλαζοπράσινο, το λαδί και το σκούρο πράσινο βρύα είναι μόνο μερικά ακόμα.

Μέσα σε αυτή τη θαυμάσια ποικιλία των χόρτων κρύβεται ένα φανταστικό μοριακό μυστικό που διατηρεί όλη τη ζωή στον πλανήτη μας.

Τα φυτά έχουν πολλές χρωματιστές χρωστικές

Στη βιολογία, το χρώμα προέρχεται από πολύπλοκα μακρομόρια οργανικής χρωστικής. Το πράσινο που χρωματίζει τα φύλλα ενός δέντρου είναι το αποτέλεσμα της χλωροφύλλης. Αυτή η λέξη βρίσκει τις ρίζες της στις ελληνικές λέξεις chloros ("πράσινο") και phyllon ("φύλλο"). Μέσα στα κύτταρα των φύλλων κάθεται ένα οργανίδιο που ονομάζεται χλωροπλάστης, με τη δουλειά της συλλογής της ενέργειας του ήλιου. Η ενέργεια που συλλέγει χρησιμοποιείται από τα φυτά για να παράγουν την τροφή τους μέσω μιας διαδικασίας που όλοι γνωρίζουμε:τη φωτοσύνθεση. Παίρνει το πράσινο χρώμα του από το είδος του φωτός από το οποίο παγιδεύει ενέργεια.

Όλες οι χρωστικές παίρνουν το χρώμα τους αντανακλώντας και απορροφώντας ορισμένα μήκη κύματος στο φυσικό φως. Η χλωροφύλλη εμφανίζεται πράσινη, καθώς απορροφά έντονα μήκη κύματος από τις μπλε και κόκκινες περιοχές του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, ενώ αντανακλά μήκη κύματος από το πράσινο, το κίτρινο και το πορτοκαλί φάσμα σε διάφορους βαθμούς.

Το πράσινο χρώμα της χλωροφύλλης μπορεί να εξηγηθεί μέσω της μοριακής της δομής. Η χλωροφύλλη αποτελείται από έναν επίπεδο δακτύλιο πορφυρίνης με ένα μαγνήσιο συνδεδεμένο (συντεταγμένα) με τα τέσσερα άτομα αζώτου στον δακτύλιο πορφυρίνης. Προσαρτημένα στον δακτύλιο πορφυρίνης είναι διαφορετικά οργανικά τμήματα. Αυτή η δομή είναι ο λόγος για την ισχυρή απορρόφηση του φωτός στην ορατή περιοχή. Ο δακτύλιος πορφυρίνης, μαζί με τον δεσμό συντεταγμένων με μεταλλικά ιόντα, κάνει την πορφυρίνη να προσφέρει μια τεράστια γκάμα χρωμάτων, από το κόκκινο της αίμης στην αιμοσφαιρίνη (με σίδηρο στον πυρήνα της, αντί για μαγνήσιο) έως τα πράσινα που βλέπουμε στη χλωροφύλλη. P>

Η δομή της χλωροφύλλης α και β. (Φωτογραφία :chromatos/Shutterstock)

Αυτές οι διαφορές απορρόφησης και ανάκλασης προκύπτουν από δομικές και μοριακές διαφορές στα μόρια της χλωροφύλλης. Αυτές οι διαφορές μας έχουν δώσει μέχρι στιγμής έξι ευρείες κατηγορίες χλωροφύλλης:a, b, c1, c2, d, f. Τα φυτά έχουν ως επί το πλείστον μόνο δύο τύπους χλωροφύλλης:"α" και "β". Η χλωροφύλλη α έχει χρώμα κιτρινοπράσινο, ενώ η χλωροφύλλη β είναι κιτρινοπράσινο. Ένας συνδυασμός αυτών των δύο τύπων χλωροφύλλης τα κάνει σε μια απόχρωση του πράσινου.

Γιατί τα διαφορετικά φυτά έχουν διαφορετικές αποχρώσεις του πράσινου;

Ωστόσο, αυτές δεν είναι οι μόνες χρωστικές που συγκομίζουν το φως που υπάρχουν στα φύλλα. Σε πολύ μικρότερο βαθμό, χρωστικές που χρωματίζουν πορτοκαλί, κόκκινο και κίτρινο υπάρχουν επίσης στα φύλλα, αλλά παίζουν δευτερεύοντα ρόλο στη χλωροφύλλη. Τα καροτενοειδή και η ξανθοφύλλη είναι μόνο δύο άλλες από τις πολυάριθμες χρωστικές μέσα στα φύλλα που αιχμαλωτίζουν την ενέργεια του ήλιου. Τα καροτενοειδή δίνουν ζωηρές πορτοκαλί και κίτρινες αποχρώσεις. Είναι οι χρωστικές που δίνουν στα καρότα το εμβληματικό πορτοκαλί τους. Οι ξανθόφυλλες είναι ο λόγος που οι ηλίανθοι έχουν τόσο ηλιόλουστα κίτρινα πέταλα, καθώς και κόκκινα και πορτοκαλί από διάφορα άλλα φρούτα και λαχανικά.

Οι διαφορετικές συγκεντρώσεις αυτών των χρωστικών θα υπαγορεύσουν το πράσινο χρώμα στα φυτά γύρω μας. Οι διαφορετικοί τύποι και ποσότητες χρωστικής σε διαφορετικά είδη φυτών μπορεί να αντικατοπτρίζουν τις εξελικτικές τους ρίζες και να αποκαλύπτουν πληροφορίες για τον βιότοπο του φυτού, τη διατροφική του κατάσταση και τις ανάγκες του και την ηλικία του.

Ο βιότοπος επηρεάζει το χρώμα ενός φυτού

Όλα είναι θέμα επιβίωσης. Το πού αναπτύσσεται και ευδοκιμεί ένα φυτό μπορεί να δείξει πολλά για τις συγκεντρώσεις φωτοσυνθετικής χρωστικής του. Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που παίζουν ρόλο εδώ.

Το φως, η ένταση και η ποιότητά του, είναι παράγοντες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση διαφορετικών χλωροφύλλων, ιδιαίτερα την αναλογία χλωροφύλλης α προς χλωροφύλλη β.

Τα φυτά που λαμβάνουν άφθονο ηλιακό φως έχουν λιγότερη συνολική συγκέντρωση χλωροφύλλης και υψηλότερες ποσότητες χλωροφύλλης α από τη χλωροφύλλη β. Τα φυτά που αναπτύσσονται κάτω από τη σκιά, όπως εκείνα σε περιοχές με πυκνά δάση, έχουν υψηλή συνολική συγκέντρωση χλωροφύλλης, αλλά έχουν περισσότερη χλωροφύλλη b από τη χλωροφύλλη α.

Οι χλωροφύλλες είναι εξαιρετικοί συγκομιδές φωτός, αλλά το πολύ φως μπορεί να είναι κακό. Στα φυτά του ήλιου, η υπερβολική και έντονη ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να βλάψει τη χλωροφύλλη στα φύλλα του. Με την αφθονία του ηλιακού φωτός, αρκεί λιγότερη χλωροφύλλη και για να προστατεύσουν τη χλωροφύλλη στα φύλλα, αυτά τα φυτά έχουν συχνά κόκκινες χρωματισμένες περιοχές. Αυτές οι κόκκινες χρωστικές χρησιμεύουν για να σκιάζουν τη χλωροφύλλη και τους επιτρέπουν να αναγεννηθούν και να χρησιμοποιήσουν την ενέργεια του ήλιου. (Πηγή)

Πυκνά, χυμώδη φύλλα του φυτού Jade, τα οποία έχουν λιγότερη συγκέντρωση χλωροφύλλης. Εξ ου και η ανοιχτό πράσινο απόχρωση.
Credit:Grobbler du Preez/shutterstock

Για τα σκιερά φυτά, οι ακτίνες του ήλιου είναι ένα πολυπόθητο εμπόρευμα. Για να χρησιμοποιήσουν τα λίγα που παίρνουν όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά, κάνουν τα σύμπλοκα συγκομιδής φωτός - τις πρωτεϊνικές δομές μέσα στις οποίες υπάρχει η χλωροφύλλη - σημαντικά μεγαλύτερα. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να έχουν περισσότερες χρωστικές χλωροφύλλης b για να απορροφούν το φως, ωστόσο η ποσότητα της χλωροφύλλης α αλλάζει πολύ λίγο, καθώς είναι κυρίως παρόντες στο κέντρο των LHC και επειδή ο αριθμός των LHC δεν αλλάζει, η συγκέντρωσή τους δεν αλλάζει. αυξηθεί είτε. Η αύξηση της χλωροφύλλης b είναι σημαντική, καθώς το φως κάτω από σκιασμένες στέγες φιλτράρεται και υπάρχει λιγότερο διαθέσιμο κόκκινο φως, το οποίο είναι το μήκος κύματος στο οποίο η χλωροφύλλη α απορροφάται καλύτερα. Η χλωροφύλλη b, από την άλλη πλευρά, απορροφά το φως σε μπλε μήκη κύματος πιο αποτελεσματικά.

Μερικά φυτά έχουν λεπτά φύλλα, αλλά μερικά έχουν πολύ χοντρά φύλλα. Τα πιο χοντρά φύλλα είναι είτε ζουμερά (ονομάζονται επίσης παχύφυτα ) όπως στον κάκτο, ή μη ζουμερό (ονομάζονται επίσης δικοτυλήδονα ) όπως στα φύλλα του ευκαλύπτου. Τα φύλλα των δικοτυλήδων είναι παχιά και μη ζουμερά, καθώς και πιο σκούρα πράσινα, επειδή έχουν πυκνούς χλωροπλάστες που απορροφούν πολύ το ηλιακό φως, αλλά έχουν χαμηλή ανάκλαση. Τα χυμώδη φύλλα τείνουν να είναι πιο ανοιχτόχρωμα, καθώς τα κύτταρά τους είναι αρκετά υδαρή, επομένως η συγκέντρωση της χλωροφύλλης στην επιφάνεια είναι χαμηλότερη.

Το πάνω μέρος ενός φύλλου είναι πιο σκούρο, λόγω των υψηλών συγκεντρώσεων χλωροπλαστών που υπάρχουν, σε σύγκριση με το ελαφρύτερο κάτω μέρος.

Η ηλικία του φύλλου επηρεάζει το πράσινο χρώμα του

Τα νεαρά φύλλα έχουν μια πιο ανοιχτή απόχρωση του πράσινου από τα ώριμα και τα παλιά φύλλα. Τα νεαρά φύλλα δεν έχουν ακόμη αναπτύξει ένα πλήρως λειτουργικό κυτταρικό τοίχωμα και δεν μπορούν να επιτύχουν τη φωτοσύνθεση τόσο αποτελεσματικά, και τα δύο συμβάλλουν σε μια πιο ανοιχτή απόχρωση. Καθώς τα φύλλα ωριμάζουν, γίνονται πιο σκούρα πράσινα. Πολλά φύλλα γίνονται κίτρινα ή πορτοκαλί πριν πεθάνουν, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται όμορφα φθινοπωρινά φυλλώματα σε διάφορα μέρη του κόσμου.

Οι ελλείψεις στα φυτά επηρεάζουν το πράσινο χρώμα

Ναι, δεν είμαστε μόνοι σε αυτό… ακόμη και τα φυτά έχουν έλλειψη θρεπτικών συστατικών! Ελλείψεις θρεπτικών συστατικών όπως αυτή του αζώτου, του χαμηλού μαγνησίου και του σιδήρου (ονομάζεται επίσης χλωρίωση ) μπορεί να κάνει το φυτό να γίνει κίτρινο ή κιτρινοπράσινο. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτά τα χημικά συστατικά είναι απαραίτητα για την παραγωγή χλωροφύλλης.

Χλώρωση σε φύλλο φράουλας (Φωτογραφία:Alena Brozova/shutterstock)

Τώρα που ξέρουμε για τις διάφορες αποχρώσεις του πράσινου σε έναν κήπο, ας παίξουμε ένα παιχνίδι! Γνωρίζετε ήδη όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε. Κοιτάξτε γύρω σας και παρατηρήστε όσα περισσότερα φύλλα μπορείτε και ξεκινήστε να ταξινομείτε αυτά τα φυτά ανάλογα με την ηλικία τους!