Els científics saben què són els pigments vegetals: verd i morat, groc i vermell. Els pigments vegetals s'anomenen molècules orgàniques que es troben als teixits, cèl·lules d'un organisme vegetal; és gràcies a aquestes inclusions que adquireixen color. A la natura, la clorofil·la es troba més sovint que altres, que està present al cos de qualsevol planta superior. Els carotenoides proporcionen els tons taronges, vermellosos i groguencs.
I més detalls?
Els pigments vegetals es troben als cromo-, cloroplasts. En total, la ciència moderna coneix diversos centenars de varietats de compostos d'aquest tipus. Per a la fotosíntesi es requereix un percentatge impressionant de totes les molècules descobertes. Com han demostrat les proves, els pigments són fonts de retinol. Els tons rosats i vermells, les variacions de colors marrons i blavos són proporcionats per la presència d'antocians. Aquests pigments s'observen a la saba de les cèl·lules vegetals. Quan els dies s'escurcen durant l'estació freda,els pigments reaccionen amb altres compostos presents al cos de la planta, fent que el color de les parts abans verdes canviï. El fullatge dels arbres es torna brillant i colorit, la mateixa tardor a la qual estem acostumats.
El més famós
Potser gairebé tots els estudiants de secundària coneixen la clorofil·la, un pigment vegetal necessari per a la fotosíntesi. A causa d'aquest compost, un representant del món vegetal pot absorbir la llum del sol. Tanmateix, al nostre planeta, no només les plantes no poden existir sense la clorofil·la. Com han demostrat estudis posteriors, aquest compost és absolutament indispensable per a la humanitat, ja que proporciona protecció natural contra els processos de càncer. S'ha comprovat que el pigment inhibeix els carcinògens i garanteix la protecció de l'ADN contra mutacions sota la influència de compostos tòxics.
La clorofil·la és el pigment verd de les plantes, que representa químicament una molècula. Es localitza als cloroplasts. És a causa d'aquesta molècula que aquestes zones es posen de color verd. En la seva estructura, la molècula és un anell de porfirina. A causa d'aquesta especificitat, el pigment s'assembla a l'hemo, que és un element estructural de l'hemoglobina. La diferència clau està en l'àtom central: a l'hem, el ferro ocupa el seu lloc; per a la clorofil·la, el magnesi és el més significatiu. Els científics van descobrir aquest fet per primera vegada l'any 1930. L'esdeveniment va passar 15 anys després que Willstatter descobrís la substància.
Química i biologia
Primer, els científics van descobrir que el pigment verd de les plantes es presenta en dues varietats, a les quals se'ls va donar nom per a dues.les primeres lletres de l'alfabet llatí. La diferència entre les varietats, encara que petita, encara hi és, i es nota més en l'anàlisi de les cadenes laterals. Per a la primera varietat, CH3 juga el seu paper, per al segon tipus: CHO. Les dues formes de clorofil·la pertanyen a la classe dels fotoreceptors actius. A causa d'ells, la planta pot absorbir el component energètic de la radiació solar. Posteriorment, es van identificar tres tipus més de clorofil·la.
En ciència, el pigment verd de les plantes s'anomena clorofil·la. Investigant les diferències entre les dues varietats principals d'aquesta molècula inherent a la vegetació superior, es va trobar que les longituds d'ona que poden ser absorbides pel pigment són una mica diferents per als tipus A i B. De fet, segons els científics, les varietats es complementen efectivament cadascuna. un altre, proporcionant així a la planta la capacitat d'absorbir al màxim la quantitat d'energia necessària. Normalment, el primer tipus de clorofil·la s'observa en una concentració tres vegades superior a la del segon. Junts formen un pigment vegetal verd. Altres tres tipus només es troben a les formes antigues de vegetació.
Característiques de les molècules
Estudiant l'estructura dels pigments vegetals, es va trobar que tots dos tipus de clorofil·la són molècules solubles en greixos. Les varietats sintètiques creades als laboratoris es dissolen en aigua, però la seva absorció al cos només és possible en presència de compostos grassos. Les plantes utilitzen pigments per proporcionar energia per al creixement. A la dieta de les persones, s'utilitza per a la recuperació.
Clorofil·la, comL'hemoglobina pot funcionar amb normalitat i produir hidrats de carboni quan es connecta a cadenes de proteïnes. Visualment, la proteïna sembla ser una formació sense un sistema i una estructura clars, però en realitat és correcta, i per això la clorofil·la pot mantenir de manera estable la seva posició òptima.
Funcions d'activitat
Els científics, estudiant aquest pigment principal de les plantes superiors, van trobar que es troba en tots els verds: la llista inclou verdures, algues, bacteris. La clorofil·la és un compost completament natural. Per naturalesa, té les qualitats de protector i prevé la transformació, mutació de l'ADN sota la influència de compostos tòxics. Es va organitzar un treball de recerca especial al Jardí Botànic Indi de l'Institut de Recerca. Tal com han descobert els científics, la clorofil·la obtinguda a partir d'herbes fresques pot protegir contra compostos tòxics, bacteris patològics i també calma l'activitat de la inflamació.
La clorofil·la és de curta durada. Aquestes molècules són molt fràgils. Els raigs solars provoquen la mort del pigment, però la fulla verda és capaç de generar noves i noves molècules que substitueixen les que han servit als seus companys. A la tardor ja no es produeix clorofil·la, de manera que el fullatge perd el seu color. Altres pigments apareixen en primer lloc, abans amagats als ulls d'un observador extern.
No hi ha límit de varietat
La varietat de pigments vegetals que coneixen els investigadors moderns és excepcionalment gran. Any rere any, els científics descobreixen cada cop més molècules noves. Realitzat relativament recentmentEls estudis han permès afegir tres tipus més a les dues varietats de clorofil·la esmentades anteriorment: C, C1, E. No obstant això, el tipus A encara es considera el més important, però els carotenoides són fins i tot més diversa. Aquesta classe de pigments és ben coneguda per la ciència; és a causa d'ells que les arrels de pastanaga, moltes verdures, cítrics i altres regals del món vegetal adquireixen matisos. Proves addicionals han demostrat que els canaris tenen plomes grogues a causa dels carotenoides. També donen color al rovell de l'ou. A causa de l'abundància de carotenoides, els residents asiàtics tenen un to de pell peculiar.
Ni l'home ni els representants del món animal tenen aquestes característiques de la bioquímica que permetrien la producció de carotenoides. Aquestes substàncies apareixen a partir de la vitamina A. Això ho demostren les observacions sobre pigments vegetals: si el pollastre no va rebre vegetació amb menjar, els rovells d'ou tindran una ombra molt feble. Si un canari s'ha alimentat amb una gran quantitat d'aliments enriquits amb carotenoides vermells, les seves plomes prendran un to vermell brillant.
Característiques curioses: carotenoides
El pigment groc de les plantes s'anomena carotè. Els científics han descobert que les xantofil·les proporcionen un to vermell. El nombre de representants d'aquests dos tipus coneguts per la comunitat científica augmenta constantment. El 1947, els científics sabien unes set dotzenes de carotenoides, i el 1970 ja n'hi havia més de dos-cents. Fins a cert punt, això s'assembla al progrés del coneixement en el camp de la física: primer coneixien els àtoms, després els electrons i els protons, i posteriorment van revelarpartícules encara més petites, per a la designació de les quals només s'utilitzen lletres. Es pot parlar de partícules elementals? Com han demostrat les proves dels físics, és massa aviat per utilitzar aquest terme: la ciència encara no s'ha desenvolupat fins al punt que fos possible trobar-los, si n'hi ha. Una situació semblant s'ha desenvolupat amb els pigments: any rere any es descobreixen noves espècies i tipus, i els biòlegs només es sorprenen, incapaços d'explicar la naturalesa polifacètica.
Quant a les funcions
Els científics implicats en els pigments de les plantes superiors encara no poden explicar per què i per què la natura ha proporcionat una varietat tan àmplia de molècules de pigment. S'ha revelat la funcionalitat d'algunes varietats individuals. S'ha comprovat que el carotè és necessari per garantir la seguretat de les molècules de clorofil·la davant l'oxidació. El mecanisme de protecció es deu a les característiques de l'oxigen singlet, que es forma durant la reacció de fotosíntesi com a producte addicional. Aquest compost és molt agressiu.
Una altra característica del pigment groc de les cèl·lules vegetals és la seva capacitat per augmentar l'interval de longitud d'ona necessari per al procés de fotosíntesi. De moment, aquesta funció no s'ha demostrat amb exactitud, però s'han fet moltes investigacions per suggerir que la demostració final de la hipòtesi no està lluny. Els raigs que el pigment de la planta verda no pot absorbir són absorbits per les molècules de pigment groc. Aleshores, l'energia es dirigeix a la clorofil·la per a una posterior transformació.
Pigments: tan diferents
Excepte algunsvarietats de carotenoides, pigments anomenats aurones, calcones tenen un color groc. La seva estructura química és en molts aspectes similar a les flavones. Aquests pigments no es troben molt sovint a la natura. Es van trobar en fulletons, inflorescències d'oxalis i snapdragons, proporcionen el color de coreopsis. Aquests pigments no toleren el fum del tabac. Si fumigues una planta amb un cigarret, immediatament es tornarà vermella. La síntesi biològica que es produeix a les cèl·lules vegetals amb la participació de calcones condueix a la generació de flavonols, flavones, aurones.
Tant els animals com les plantes tenen melanina. Aquest pigment proporciona un to marró al cabell, és gràcies a això que els rínxols poden tornar-se negres. Si les cèl·lules no contenen melanina, els representants del món animal esdevenen albins. A les plantes, el pigment es troba a la pell del raïm vermell i en algunes inflorescències dels pètals.
Blau i més
La vegetació adquireix el seu to blau gràcies al fitocrom. És un pigment vegetal proteic encarregat de controlar la floració. Regula la germinació de les llavors. Se sap que el fitocrom pot accelerar la floració d'alguns representants del món vegetal, mentre que d' altres tenen el procés contrari d'alentiment. Fins a cert punt, es pot comparar amb un rellotge, però biològic. De moment, els científics encara no coneixen tots els detalls del mecanisme d'acció del pigment. Es va trobar que l'estructura d'aquesta molècula s'ajusta per l'hora del dia i la llum, transmetent informació sobre el nivell de llum de l'entorn a la planta.
Pigment blau dinsplantes - antocianina. No obstant això, hi ha diverses varietats. Les antocianines no només donen un color blau, sinó també rosat, també expliquen els colors vermell i lila, de vegades fosc, morat ric. La generació activa d'antocianines a les cèl·lules vegetals s'observa quan la temperatura ambient baixa, la generació de clorofil·la s'atura. El color del fullatge canvia de verd a vermell, vermell, blau. Gràcies a les antocianines, les roses i les roselles tenen flors escarlata brillants. El mateix pigment explica els tons de les inflorescències de gerani i blat de moro. Gràcies a la varietat blava de l'antocianina, les campanes blaves tenen el seu color delicat. Algunes varietats d'aquest tipus de pigment s'observen en el raïm, la col vermella. Les antocianes donen color a les prunes i les prunes.
Brillant i fosc
Pigment groc conegut, que els científics van anomenar antoclor. Es va trobar a la pell de pètals de prímula. L'antoclor es troba a les prímules, les inflorescències de moltó. Són rics en roselles de varietats grogues i dàlies. Aquest pigment dóna un color agradable a les inflorescències de llimona, fruites de llimona. S'ha identificat en algunes altres plantes.
Anthofein és relativament rar a la natura. Aquest és un pigment fosc. Gràcies a ell apareixen taques específiques a la corol·la d'alguns llegums.
Tots els pigments brillants estan concebuts per la natura per a la coloració específica de representants del món vegetal. Gràcies a aquest color, la planta atrau ocells i animals. Això garanteix la propagació de les llavors.
Sobre les cel·les i l'estructura
S'està intentant determinaramb quina força el color de les plantes depèn dels pigments, com estan disposades aquestes molècules, per què és necessari tot el procés de pigmentació, els científics han descobert que els plastids estan presents al cos de la planta. Aquest és el nom que reben els cossos petits que poden ser acolorits, però també incolors. Aquests cossos petits són només i exclusivament entre els representants del món vegetal. Tots els plastids es van dividir en cloroplasts amb un tint verd, cromoplasts tenyits en diferents variacions de l'espectre vermell (inclosos tons grocs i de transició) i leucoplasts. Aquests últims no tenen cap ombra.
Normalment, una cèl·lula vegetal conté una varietat de plastids. Els experiments han demostrat la capacitat d'aquests cossos per transformar-se d'un tipus a un altre. Els cloroplasts es troben a tots els òrgans vegetals tacats de verd. Els leucoplasts s'observen més sovint en parts amagades dels raigs directes del sol. N'hi ha molts als rizomes, es troben en tubercles, partícules de garbell d'alguns tipus de plantes. Els cromoplasts són típics de pètals, fruits madurs. Les membranes tilacoides estan enriquides en clorofil·la i carotenoides. Els leucoplasts no contenen molècules de pigment, però poden ser un lloc per a processos de síntesi, acumulació de compostos nutritius: proteïnes, midó i, de vegades, greixos.
Reaccions i transformacions
Estudiant els pigments fotosintètics de les plantes superiors, els científics han descobert que els cromoplasts són de color vermell, a causa de la presència de carotenoides. Generalment s'accepta que els cromoplasts són el pas final en el desenvolupament dels plastids. Probablement apareixen durant la transformació dels leuco-, cloroplasts quan envelleixen. En gran partla presència d'aquestes molècules determina el color del fullatge a la tardor, així com flors i fruits brillants i agradables a la vista. Els carotenoides són produïts per les algues, el plàncton vegetal i les plantes. Poden ser generats per alguns bacteris, fongs. Els carotenoides són els responsables del color dels representants vius del món vegetal. Alguns animals tenen sistemes de bioquímica, a causa dels quals els carotenoides es transformen en altres molècules. La matèria primera per a aquesta reacció s'obté dels aliments.
Segons observacions de flamencs rosats, aquests ocells recullen i filtren l'espirulina i algunes altres algues per obtenir un pigment groc, del qual després apareixen cantaxantina i astaxantina. Són aquestes molècules les que donen al plomatge dels ocells un color tan bonic. Molts peixos i ocells, escamarlans i insectes tenen un color brillant a causa dels carotenoides, que s'obtenen de la dieta. El betacarotè es transforma en algunes vitamines que s'utilitzen per al benefici humà: protegeixen els ulls de la radiació ultraviolada.
Vermell i verd
Parlant dels pigments fotosintètics de les plantes superiors, cal tenir en compte que poden absorbir fotons de les ones de llum. Cal assenyalar que això només s'aplica a la part de l'espectre visible per l'ull humà, és a dir, per a una longitud d'ona en el rang de 400-700 nm. Les partícules vegetals només poden absorbir quants que tenen reserves d'energia suficients per a la reacció de fotosíntesi. L'absorció és responsabilitat exclusiva dels pigments. Els científics han estudiat les formes de vida més antigues del món vegetal: bacteris, algues. S'ha establert que contenen diferents compostos que poden acceptar llum en l'espectre visible. Algunes varietats poden rebre ones lluminoses de radiació que l'ull humà no perceben, des d'un bloc proper a l'infraroig. A més de les clorofil·les, aquesta funcionalitat s'assigna per naturalesa a la bacteriorrodopsina, les bacterioclorofil·les. Els estudis han demostrat la importància per a les reaccions de síntesi de ficobilines, carotenoides.
La diversitat de pigments fotosintètics de les plantes difereix d'un grup a un altre. Molt està determinat per les condicions en què viu la forma de vida. Els representants del món vegetal superior tenen una varietat de pigments més petita que les varietats evolutivament antigues.
De què es tracta?
Estudiant els pigments fotosintètics de les plantes, vam trobar que les formes vegetals superiors només tenen dues varietats de clorofil·la (esmentades anteriorment A, B). Tots dos tipus són porfirines que tenen un àtom de magnesi. S'inclouen principalment en complexos captadors de llum que absorbeixen l'energia lluminosa i la dirigeixen als centres de reacció. Els centres contenen un percentatge relativament petit de la clorofil·la total de tipus 1 present a la planta. Aquí tenen lloc les interaccions primàries característiques de la fotosíntesi. La clorofil·la va acompanyada de carotenoides: com han trobat els científics, normalment n'hi ha cinc varietats, no més. Aquests elements també recullen llum.
En estar dissolts, les clorofil·les, els carotenoides són pigments vegetals que tenen bandes estretes d'absorció de llum que estan força allunyades entre si. La clorofil·la té la capacitat més eficaçabsorbeixen ones blaves, poden treballar amb les vermelles, però capten la llum verda molt feblement. L'expansió i la superposició de l'espectre és proporcionada pels cloroplasts aïllats de les fulles de la planta sense gaire dificultat. Les membranes de cloroplast es diferencien de les solucions, ja que els components colorants es combinen amb proteïnes, greixos, reaccionen entre ells i l'energia migra entre els col·lectors i els centres d'acumulació. Si tenim en compte l'espectre d'absorció de llum d'una fulla, resultarà encara més complex, suavitzat que un sol cloroplast.
Reflexió i absorció
Estudiant els pigments d'una fulla de planta, els científics han descobert que un cert percentatge de la llum que arriba a la fulla es reflecteix. Aquest fenomen es va dividir en dues varietats: mirall, difús. Diuen sobre el primer si la superfície és brillant, llisa. El reflex de la làmina està format principalment pel segon tipus. La llum s'infiltra en el gruix, es dispersa, canvia de direcció, ja que tant a la capa exterior com a l'interior de la làmina hi ha superfícies separadores amb diferents índexs de refracció. S'observen efectes similars quan la llum travessa les cèl·lules. No hi ha una forta absorció, el camí òptic és molt més gran que el gruix de la làmina, mesurat geomètricament, i la làmina és capaç d'absorbir més llum que el pigment que se n'extreu. Les fulles també absorbeixen molta més energia que els cloroplasts estudiats per separat.
Com que hi ha diferents pigments vegetals (vermell, verd i així successivament), respectivament, el fenomen d'absorció és desigual. La làmina és capaç de percebre llum de diferents longituds d'ona, però l'eficiència del procés és excel·lent. La capacitat d'absorció més alta del fullatge verd és inherent al bloc violeta de l'espectre, vermell, blau i blau. La força d'absorció pràcticament no està determinada per la concentració de les clorofil·les. Això es deu al fet que el medi té un alt poder de dispersió. Si s'observen pigments en alta concentració, l'absorció es produeix a prop de la superfície.
