دلیل سبز بودن گیاهان
🌿 گیاهان به دلیل داشتن رنگدانه‌های خاصی سبز دیده می‌شوند. در اصل، رنگدانه به معنای ماده رنگی است؛ یعنی یک رنگ یا رنگ‌آمیزه. اما در زیست‌شناسی، رنگدانه به ماده رنگی‌ای که به طور طبیعی توسط یک موجود زنده تولید می‌شود، اطلاق می‌گردد. یکی از مهم‌ترین رنگدانه‌های موجود در گیاهان، کلروفیل است.
کلروپلاست‌ها و کلروفیل
🌿 درون سلول گیاهی، اندامک‌های کوچکی به نام کلروپلاست وجود دارد که انرژی نور خورشید را ذخیره می‌کنند. در غشاهای تیلاکوئیدی کلروپلاست، یک رنگدانه نورگیر به نام کلروفیل وجود دارد. داروسازان فرانسوی، ژوزف بینامه کائونتو و پیر ژوزف پلتیر، در سال ۱۸۱۷ اصطلاح “کلروفیل” را ابداع کردند (از واژه یونانی “کلوروس” به معنای “سبز” و “فیلون” به معنای “برگ”).
🌿 کلروفیل مسئول ایجاد رنگ سبز در گیاه است. رنگدانه‌های کلروفیل طول موج سبز نور مرئی را به خوبی جذب نمی‌کنند، اما نور آبی و قرمز را به خوبی جذب می‌کنند. در طول فرآیند فتوسنتز، کلروفیل امواج نور سبز را منعکس می‌کند که به چشم‌های ما می‌رسد و بنابراین گیاهان را سبز می‌بینیم.
انواع کلروفیل کشف شده توسط دانشمندان
ℹ️ مولکول کلروفیل یک رنگدانه کلورین است که در مرکز حلقه کلورین آن، منیزیم قرار دارد. تاکنون پژوهشگران ۵ نوع کلروفیل نزدیک به هم شناسایی کرده‌اند:
-
کلروفیل a:
رنگدانه اصلی جذب‌کننده نور است که در تمام موجودات فتوسنتزی (گیاهان عالی، جلبک‌های قرمز، جلبک‌های سبز) وجود دارد. فرمول مولکولی آن: C55H72O5N4Mg است. این نوع کلروفیل بهترین جذب فوتون‌ها را در طول موج‌های ۴۰۰-۴۵۰ نانومتر و ۶۵۰-۷۰۰ نانومتر دارد.
-
کلروفیل b:
در گیاهان عالی و جلبک‌های سبز وجود دارد و به عنوان رنگدانه جذب‌کننده نور عمل می‌کند که تحریک نور را به کلروفیل a منتقل می‌کند. فرمول مولکولی آن C55H70O6N4Mg است. بهترین جذب فوتون‌ها را در طول موج‌های ۴۵۰-۵۰۰ نانومتر و ۶۰۰-۶۵۰ نانومتر دارد.
-
کلروفیل c:
یک رنگدانه جانبی است که در برخی از جلبک‌های دریایی (دیاتوم‌ها، دینوفلاژله‌ها، جلبک‌های قهوه‌ای) یافت می‌شود. فرمول مولکولی آن C35H28O5N4Mg است. بهترین جذب فوتون‌ها را در طول موج ۴۴۷-۴۵۲ نانومتر دارد.
-
کلروفیل d:
در موجودات فتوسنتزی که در آب‌های متوسط عمق زندگی می‌کنند (جلبک‌های قرمز، سیانوباکتری‌ها – جلبک‌های آبی-سبز) یافت می‌شود. فرمول مولکولی آن C54H70O6N4Mg است. این نوع کلروفیل بهترین جذب نور مادون قرمز را دارد.
-
کلروفیل e:
یک رنگدانه جانبی و نوع نادر است که از تعداد بسیار کمی از گونه‌های جلبکی، مانند برخی از جلبک‌های طلایی، جدا شده است. اطلاعات کافی درباره این نوع کلروفیل، از جمله ساختار شیمیایی و فرمول مولکولی آن در دسترس نیست.
-
کلروفیل f:
در موجودات آبی (سیانوباکتری‌ها) وجود دارد که امکان جذب نور نزدیک به مادون قرمز را فراهم می‌کند. فرمول مولکولی آن C55H70O6N4Mg است.
همه این انواع کلروفیل نور سبز را منعکس می‌کنند، اما تفاوت‌های کمی در ساختارشان وجود دارد که باعث می‌شود به رنگ‌های مختلف سبز دیده شوند. برای گیاهان خشکی، رنگدانه‌های اصلی کلروفیل a و b هستند. با این حال، کلروفیل a نوعی از کلروفیل است که می‌تواند انرژی نور را تبدیل کند و بنابراین مستقیماً در واکنش نوری فتوسنتز شرکت می‌کند. کلروفیل b انرژی نور را جذب می‌کند اما در نهایت انرژی را به کلروفیل a منتقل می‌کند. به همین دلیل، کلروفیل a به عنوان نوع غالب کلروفیل شناخته می‌شود و به عنوان کلروفیل جهانی در نظر گرفته می‌شود، به این معنا که در تمام موجودات فتوسنتزی وجود دارد. کلروفیل b نیز در افزایش کارایی فتوسنتز ضروری است.
🌿 گیاهان به دلیل وجود رنگدانه کلروفیل که نور سبز را منعکس می‌کند، سبز دیده می‌شوند. انواع مختلف کلروفیل که تاکنون شناسایی شده‌اند، در جذب نور در طول موج‌های مختلف نقش دارند و به گیاهان کمک می‌کنند تا بهینه‌تر فتوسنتز کنند. کلروفیل a و b در گیاهان خشکی نقش اصلی را ایفا می‌کنند و وجودشان برای فتوسنتز ضروری است.
