Les scientifiques savent ce que sont les pigments végétaux: le vert et le violet, le jaune et le rouge. Les pigments végétaux sont appelés molécules organiques que l'on trouve dans les tissus, les cellules d'un organisme végétal - c'est grâce à de telles inclusions qu'ils acquièrent de la couleur. Dans la nature, la chlorophylle se trouve plus souvent que d'autres, qui est présente dans le corps de toute plante supérieure. Orange, ton rougeâtre, les nuances jaunâtres sont fournies par les caroténoïdes.
Et plus de détails ?
Les pigments végétaux se trouvent dans les chromo-, chloroplastes. Au total, la science moderne connaît plusieurs centaines de variétés de composés de ce type. Un pourcentage impressionnant de toutes les molécules découvertes est nécessaire à la photosynthèse. Comme les tests l'ont montré, les pigments sont des sources de rétinol. Des nuances roses et rouges, des variations de couleurs brunes et bleutées sont apportées par la présence d'anthocyanes. De tels pigments sont observés dans la sève des cellules végétales. Quand les jours raccourcissent pendant la saison froide,les pigments réagissent avec d'autres composés présents dans le corps de la plante, provoquant un changement de couleur des parties auparavant vertes. Le feuillage des arbres devient lumineux et coloré - le même automne auquel nous sommes habitués.
Le plus célèbre
Peut-être que presque tous les lycéens connaissent la chlorophylle, un pigment végétal nécessaire à la photosynthèse. Grâce à ce composé, un représentant du monde végétal peut absorber la lumière du soleil. Cependant, sur notre planète, il n'y a pas que les plantes qui ne peuvent exister sans chlorophylle. Comme d'autres études l'ont montré, ce composé est absolument indispensable pour l'humanité, car il offre une protection naturelle contre les processus cancéreux. Il a été prouvé que le pigment inhibe les agents cancérigènes et garantit la protection de l'ADN contre les mutations sous l'influence de composés toxiques.
La chlorophylle est le pigment vert des plantes, représentant chimiquement une molécule. Il est localisé dans les chloroplastes. C'est grâce à une telle molécule que ces zones sont colorées en vert. Dans sa structure, la molécule est un cycle de porphyrine. En raison de cette spécificité, le pigment ressemble à l'hème, qui est un élément structurel de l'hémoglobine. La principale différence réside dans l'atome central: dans l'hème, le fer prend sa place; pour la chlorophylle, le magnésium est le plus important. Les scientifiques ont découvert ce fait pour la première fois en 1930. L'événement s'est produit 15 ans après que Willstatter a découvert la substance.
Chimie et Biologie
Premièrement, les scientifiques ont découvert que le pigment vert des plantes se décline en deux variétés, qui ont reçu des noms pour deuxles premières lettres de l'alphabet latin. La différence entre les variétés, bien que petite, est toujours là, et est plus perceptible dans l'analyse des chaînes latérales. Pour la première variété, CH3 joue leur rôle, pour le second type - CHO. Les deux formes de chlorophylle appartiennent à la classe des photorécepteurs actifs. Grâce à eux, la plante peut absorber la composante énergétique du rayonnement solaire. Par la suite, trois autres types de chlorophylle ont été identifiés.
En science, le pigment vert des plantes s'appelle la chlorophylle. En étudiant les différences entre les deux principales variétés de cette molécule inhérente à la végétation supérieure, il a été constaté que les longueurs d'onde pouvant être absorbées par le pigment sont quelque peu différentes pour les types A et B. En fait, selon les scientifiques, les variétés se complètent efficacement l'autre, fournissant ainsi à la plante la capacité de maximiser l'absorption de la quantité d'énergie requise. Normalement, le premier type de chlorophylle est généralement observé à une concentration trois fois plus élevée que le second. Ensemble, ils forment un pigment végétal vert. Trois autres types ne se trouvent que dans les anciennes formes de végétation.
Caractéristiques des molécules
En étudiant la structure des pigments végétaux, il a été découvert que les deux types de chlorophylle sont des molécules liposolubles. Les variétés synthétiques créées en laboratoire se dissolvent dans l'eau, mais leur absorption dans le corps n'est possible qu'en présence de composés gras. Les plantes utilisent des pigments pour fournir de l'énergie pour leur croissance. Dans l'alimentation des gens, il est utilisé à des fins de récupération.
Chlorophylle, commel'hémoglobine peut fonctionner normalement et produire des glucides lorsqu'elle est connectée à des chaînes protéiques. Visuellement, la protéine semble être une formation sans système ni structure clairs, mais elle est en fait correcte, et c'est pourquoi la chlorophylle peut maintenir de manière stable sa position optimale.
Caractéristiques de l'activité
Les scientifiques, étudiant ce pigment principal des plantes supérieures, ont découvert qu'il se trouve dans tous les verts: la liste comprend les légumes, les algues, les bactéries. La chlorophylle est un composé entièrement naturel. Par nature, il a les qualités d'un protecteur et empêche la transformation, la mutation de l'ADN sous l'influence de composés toxiques. Des travaux de recherche spéciaux ont été organisés au Jardin botanique indien de l'Institut de recherche. Comme les scientifiques l'ont découvert, la chlorophylle obtenue à partir d'herbes fraîches peut protéger contre les composés toxiques, les bactéries pathologiques et calme également l'activité de l'inflammation.
La chlorophylle est de courte durée. Ces molécules sont très fragiles. Les rayons du soleil entraînent la mort du pigment, mais la feuille verte est capable de générer de nouvelles et nouvelles molécules qui remplacent celles qui ont servi leurs camarades. En automne, la chlorophylle n'est plus produite, le feuillage perd donc sa couleur. D'autres pigments apparaissent, auparavant cachés aux yeux d'un observateur extérieur.
Il n'y a pas de limite à la variété
La variété de pigments végétaux connus des chercheurs modernes est exceptionnellement grande. D'année en année, les scientifiques découvrent de plus en plus de nouvelles molécules. Réalisé relativement récemmentdes études ont permis d'ajouter trois types supplémentaires aux deux variétés de chlorophylle mentionnées ci-dessus: C, C1, E. Cependant, le type A est toujours considéré comme le plus important. plus diversifiée. Cette classe de pigments est bien connue de la science - c'est grâce à eux que les racines de carotte, de nombreux légumes, agrumes et autres dons du monde végétal acquièrent des nuances. Des tests supplémentaires ont montré que les canaris ont des plumes jaunes dues aux caroténoïdes. Ils donnent également de la couleur au jaune d'œuf. En raison de l'abondance de caroténoïdes, les résidents asiatiques ont un teint de peau particulier.
Ni l'homme ni les représentants du monde animal n'ont de telles caractéristiques biochimiques qui permettraient la production de caroténoïdes. Ces substances apparaissent à base de vitamine A. Ceci est prouvé par des observations sur les pigments végétaux: si la poule n'a pas reçu de végétation avec de la nourriture, les jaunes d'œufs seront d'une teinte très faible. Si un canari a été nourri avec une grande quantité d'aliments enrichis en caroténoïdes rouges, ses plumes prendront une teinte rouge vif.
Caractéristiques curieuses: les caroténoïdes
Le pigment jaune des plantes s'appelle le carotène. Les scientifiques ont découvert que les xanthophylles donnent une teinte rouge. Le nombre de représentants de ces deux types connus de la communauté scientifique ne cesse d'augmenter. En 1947, les scientifiques connaissaient environ sept douzaines de caroténoïdes, et en 1970, il y en avait déjà plus de deux cents. Dans une certaine mesure, cela s'apparente au progrès des connaissances dans le domaine de la physique: ils connaissaient d'abord les atomes, puis les électrons et les protons, et ont ensuite révélédes particules encore plus petites, pour la désignation desquelles seules des lettres sont utilisées. Peut-on parler de particules élémentaires ? Comme l'ont montré les tests des physiciens, il est trop tôt pour utiliser un tel terme - la science n'a pas encore été développée au point qu'il était possible de les trouver, le cas échéant. Une situation similaire s'est développée avec les pigments - d'année en année, de nouvelles espèces et de nouveaux types sont découverts, et les biologistes ne sont que surpris, incapables d'expliquer la nature multiforme.
À propos des fonctions
Les scientifiques impliqués dans les pigments des plantes supérieures ne peuvent pas encore expliquer pourquoi et pourquoi la nature a fourni une si grande variété de molécules pigmentaires. La fonctionnalité de certaines variétés individuelles a été révélée. Il a été prouvé que le carotène est nécessaire pour assurer la sécurité des molécules de chlorophylle contre l'oxydation. Le mécanisme de protection est dû aux caractéristiques de l'oxygène singulet, qui se forme lors de la réaction de photosynthèse en tant que produit supplémentaire. Ce composé est très agressif.
Une autre caractéristique du pigment jaune dans les cellules végétales est sa capacité à augmenter l'intervalle de longueur d'onde nécessaire au processus de photosynthèse. Pour le moment, une telle fonction n'a pas été prouvée exactement, mais de nombreuses recherches ont été menées pour suggérer que la preuve finale de l'hypothèse n'est pas loin. Les rayons que le pigment végétal vert ne peut pas absorber sont absorbés par les molécules de pigment jaune. L'énergie est ensuite dirigée vers la chlorophylle pour une transformation ultérieure.
Pigments: si différents
Sauf pour certainsvariétés de caroténoïdes, pigments appelés aurones, les chalcones ont une couleur jaune. Leur structure chimique est à bien des égards similaire aux flavones. De tels pigments ne se produisent pas très souvent dans la nature. On les retrouve dans les folioles, les inflorescences des oxalis et des mufliers, elles donnent la couleur des coréopsis. De tels pigments ne tolèrent pas la fumée de tabac. Si vous fumigez une plante avec une cigarette, elle deviendra immédiatement rouge. La synthèse biologique se produisant dans les cellules végétales avec la participation de chalcones conduit à la génération de flavonols, flavones, aurones.
Les animaux et les plantes ont de la mélanine. Ce pigment donne une teinte brune aux cheveux, c'est grâce à lui que les boucles peuvent noircir. Si les cellules ne contiennent pas de mélanine, les représentants du monde animal deviennent albinos. Chez les plantes, le pigment se trouve dans la peau des raisins rouges et dans certaines inflorescences des pétales.
Bleu et plus
La végétation obtient sa teinte bleue grâce au phytochrome. C'est un pigment protéique végétal responsable du contrôle de la floraison. Il régule la germination des graines. On sait que le phytochrome peut accélérer la floraison de certains représentants du monde végétal, tandis que d'autres ont le processus inverse de ralentissement. Dans une certaine mesure, il peut être comparé à une horloge, mais biologique. À l'heure actuelle, les scientifiques ne connaissent pas encore toutes les spécificités du mécanisme d'action du pigment. Il a été constaté que la structure de cette molécule est ajustée en fonction de l'heure du jour et de la lumière, transmettant à la plante des informations sur le niveau de lumière dans l'environnement.
Pigment bleu dansplantes - anthocyanes. Cependant, il existe plusieurs variétés. Les anthocyanes donnent non seulement une couleur bleue, mais aussi rose, elles expliquent aussi les couleurs rouge et lilas, parfois foncées, riches en violet. La génération active d'anthocyanes dans les cellules végétales est observée lorsque la température ambiante baisse, la génération de chlorophylle s'arrête. La couleur du feuillage passe du vert au rouge, rouge, bleu. Grâce aux anthocyanes, les roses et les coquelicots ont des fleurs écarlates brillantes. Le même pigment explique les nuances des inflorescences de géranium et de bleuet. Grâce à la variété bleue des anthocyanes, les campanules ont leur couleur délicate. Certaines variétés de ce type de pigment sont observées dans le raisin, le chou rouge. Les anthocyanes fournissent la coloration des prunelles, des prunes.
Lumineux et sombre
Pigment jaune connu, que les scientifiques ont appelé anthochlore. Il a été trouvé dans la peau des pétales de primevère. L'anthochlore se trouve dans les primevères, les inflorescences de bélier. Elles sont riches en coquelicots de variétés jaunes et en dahlias. Ce pigment donne une couleur agréable aux inflorescences de la linaire, aux citrons. Il a été identifié dans d'autres plantes.
Anthofein est relativement rare dans la nature. C'est un pigment foncé. Grâce à lui, des taches spécifiques apparaissent sur la corolle de certaines légumineuses.
Tous les pigments brillants sont conçus par la nature pour la coloration spécifique des représentants du monde végétal. Grâce à cette coloration, la plante attire les oiseaux et les animaux. Cela garantit la propagation des graines.
À propos des cellules et de la structure
Essayer de déterminerà quel point la couleur des plantes dépend des pigments, comment ces molécules sont disposées, pourquoi tout le processus de pigmentation est nécessaire, les scientifiques ont découvert que les plastes sont présents dans le corps de la plante. C'est le nom donné aux petits corps qui peuvent être colorés, mais qui sont aussi incolores. Ces petits corps sont uniquement et exclusivement parmi les représentants du monde végétal. Tous les plastes ont été divisés en chloroplastes avec une teinte verte, en chromoplastes colorés dans différentes variations du spectre rouge (y compris les nuances jaunes et de transition) et en leucoplastes. Ces derniers n'ont pas de nuances.
Normalement, une cellule végétale contient une variété de plastes. Des expériences ont montré la capacité de ces corps à se transformer d'un type à l'autre. Les chloroplastes se trouvent dans tous les organes végétaux colorés en vert. Les leucoplastes sont plus souvent observés dans des parties cachées des rayons directs du soleil. Il y en a beaucoup dans les rhizomes, on les trouve dans les tubercules, particules de tamis de certains types de plantes. Les chromoplastes sont typiques des pétales, des fruits mûrs. Les membranes thylakoïdes sont enrichies en chlorophylle et en caroténoïdes. Les leucoplastes ne contiennent pas de molécules de pigment, mais peuvent être le siège de processus de synthèse, d'accumulation de composés nutritifs - protéines, amidon, parfois graisses.
Réactions et transformations
En étudiant les pigments photosynthétiques des plantes supérieures, les scientifiques ont découvert que les chromoplastes sont colorés en rouge, en raison de la présence de caroténoïdes. Il est généralement admis que les chromoplastes sont la dernière étape du développement des plastes. Ils apparaissent probablement lors de la transformation des leuco-, chloroplastes lorsqu'ils vieillissent. En grande partiela présence de telles molécules détermine la couleur du feuillage en automne, ainsi que des fleurs et des fruits brillants et agréables à regarder. Les caroténoïdes sont produits par les algues, le plancton végétal et les plantes. Ils peuvent être générés par certaines bactéries, champignons. Les caroténoïdes sont responsables de la couleur des représentants vivants du monde végétal. Certains animaux ont des systèmes de biochimie grâce auxquels les caroténoïdes sont transformés en d'autres molécules. La matière première pour une telle réaction est obtenue à partir d'aliments.
D'après les observations de flamants roses, ces oiseaux récoltent et filtrent la spiruline et quelques autres algues pour obtenir un pigment jaune, à partir duquel apparaissent ensuite la canthaxanthine, l'astaxanthine. Ce sont ces molécules qui donnent au plumage des oiseaux une si belle couleur. De nombreux poissons et oiseaux, écrevisses et insectes ont une couleur vive due aux caroténoïdes, qui sont obtenus à partir de l'alimentation. Le bêta-carotène est transformé en certaines vitamines qui sont utilisées pour le bénéfice humain - elles protègent les yeux des rayons ultraviolets.
Rouge et vert
En parlant des pigments photosynthétiques des plantes supérieures, il convient de noter qu'ils peuvent absorber les photons des ondes lumineuses. On note que cela ne s'applique qu'à la partie du spectre visible à l'oeil humain, c'est-à-dire pour une longueur d'onde comprise entre 400 et 700 nm. Les particules végétales ne peuvent absorber que les quanta qui ont des réserves d'énergie suffisantes pour la réaction de photosynthèse. L'absorption est uniquement du ressort des pigments. Les scientifiques ont étudié les formes de vie les plus anciennes du monde végétal - bactéries, algues. Il a été établi qu'ils contiennent différents composés qui peuvent accepter la lumière dans le spectre visible. Certaines variétés peuvent recevoir des ondes lumineuses de rayonnement qui ne sont pas perçues par l'œil humain - à partir d'un bloc proche de l'infrarouge. En plus des chlorophylles, une telle fonctionnalité est attribuée par nature à la bactériorhodopsine, les bactériochlorophylles. Des études ont montré l'importance pour les réactions de synthèse des phycobilines, des caroténoïdes.
La diversité des pigments photosynthétiques des plantes diffère d'un groupe à l'autre. Beaucoup est déterminé par les conditions dans lesquelles vit la forme de vie. Les représentants du monde végétal supérieur ont une plus petite variété de pigments que les variétés évolutivement anciennes.
De quoi s'agit-il ?
En étudiant les pigments photosynthétiques des plantes, nous avons constaté que les formes végétales supérieures n'ont que deux variétés de chlorophylle (mentionnées précédemment A, B). Ces deux types sont des porphyrines qui ont un atome de magnésium. Ils sont principalement inclus dans des complexes collecteurs de lumière qui absorbent l'énergie lumineuse et la dirigent vers les centres de réaction. Les centres contiennent un pourcentage relativement faible de la chlorophylle totale de type 1 présente dans la plante. C'est ici que se déroulent les principales interactions caractéristiques de la photosynthèse. La chlorophylle est accompagnée de caroténoïdes: comme l'ont découvert les scientifiques, il en existe généralement cinq variétés, pas plus. Ces éléments collectent également la lumière.
Étant dissous, les chlorophylles, les caroténoïdes sont des pigments végétaux qui possèdent des bandes étroites d'absorption de la lumière assez éloignées les unes des autres. La chlorophylle a la capacité deabsorbent les ondes bleues, ils peuvent fonctionner avec les rouges, mais ils captent très faiblement la lumière verte. L'expansion et le chevauchement du spectre sont assurés par des chloroplastes isolés des feuilles de la plante sans trop de difficulté. Les membranes chloroplastiques diffèrent des solutions, car les composants colorants sont combinés avec des protéines, des graisses, réagissent les uns avec les autres et l'énergie migre entre les collecteurs et les centres d'accumulation. Si l'on considère le spectre d'absorption lumineuse d'une feuille, il se révélera encore plus complexe, lissé qu'un seul chloroplaste.
Réflexion et absorption
En étudiant les pigments d'une feuille de plante, les scientifiques ont découvert qu'un certain pourcentage de la lumière qui frappe la feuille est réfléchie. Ce phénomène a été divisé en deux variétés: miroir, diffus. Ils disent à propos du premier si la surface est brillante, lisse. La réflexion de la feuille est majoritairement formée par le second type. La lumière s'infiltre dans l'épaisseur, se disperse, change de direction, car à la fois dans la couche externe et à l'intérieur de la feuille, il existe des surfaces de séparation avec des indices de réfraction différents. Des effets similaires sont observés lorsque la lumière traverse les cellules. Il n'y a pas de forte absorption, le chemin optique est bien supérieur à l'épaisseur de la feuille, mesurée géométriquement, et la feuille est capable d'absorber plus de lumière que le pigment qui en est extrait. Les feuilles absorbent également beaucoup plus d'énergie que les chloroplastes étudiés séparément.
Parce qu'il existe différents pigments végétaux - rouge, vert et ainsi de suite - respectivement, le phénomène d'absorption est inégal. La feuille est capable de percevoir la lumière de différentes longueurs d'onde, mais l'efficacité du processus est excellente. La capacité d'absorption la plus élevée du feuillage vert est inhérente au bloc violet du spectre, rouge, bleu et bleu. La force d'absorption n'est pratiquement pas déterminée par la concentration des chlorophylles. Ceci est dû au fait que le milieu a un pouvoir diffusant élevé. Si des pigments sont observés en concentration élevée, l'absorption se produit près de la surface.
