Pigmente verstehen

Es gibt verschiedene Arten von Pigmenten, von denen jedes entwickelt wurde, um nur bestimmte Wellenlängen oder Farben des sichtbaren Lichts zu absorbieren. Pigmente reflektieren oder übertragen die Wellenlängen, die sie nicht absorbieren können, wodurch sie in der entsprechenden Farbe erscheinen.

Chlorophylle und Carotinoide sind die beiden Hauptklassen photosynthetischer Pigmente, die in Pflanzen und Algen vorkommen; Jede Klasse hat mehrere Arten von Pigmentmolekülen. Es gibt fünf große Chlorophylle: a, b, c und d, zusammen mit einem verwandten Molekül in Prokaryoten genannt Bakteriochlorophyll gefunden.

Mit Dutzenden von verschiedenen Formen sind Carotinoide eine viel größere Gruppe von Pigmenten. Die in Früchten vorkommenden Carotinoide, wie das Rot der Tomate (Lycopin), das Gelb der Maissamen (Zeaxanthin) oder das Orange einer Orangenschale (β-Carotin), werden verwendet, um samenverteilende Organismen anzuziehen. Bei der Photosynthese fungieren Carotinoide als photosynthetische Pigmente, die sehr effiziente Moleküle zur Entsorgung überschüssiger Energie sind. Wenn ein Blatt der vollen Sonne ausgesetzt wird, sind die lichtabhängigen Reaktionen erforderlich, um eine enorme Menge an Energie zu verarbeiten; Wenn diese Energie nicht richtig gehandhabt wird, kann sie erheblichen Schaden anrichten. Daher werden viele Carotinoide in der Thylakoidmembran gespeichert, um überschüssige Energie aufzunehmen und diese Energie sicher als Wärme freizusetzen.Jede Art von Pigment kann durch das spezifische Muster der Wellenlängen identifiziert werden, die es aus sichtbarem Licht absorbiert, das das Absorptionsspektrum ist. Chlorophyll a absorbiert Licht im blau-violetten Bereich, während Chlorophyll b rot-blaues Licht absorbiert. Weder a noch b absorbieren grünes Licht; Da Grün reflektiert oder übertragen wird, erscheint Chlorophyll grün. Carotinoide absorbieren Licht im blaugrünen und violetten Bereich und reflektieren die längeren gelben, roten und orangefarbenen Wellenlängen.

Viele photosynthetische Organismen haben eine Mischung von Pigmenten. Auf diese Weise können Organismen Energie aus einem breiteren Wellenlängenbereich absorbieren. Nicht alle photosynthetischen Organismen haben vollen Zugang zum Sonnenlicht. Einige Organismen wachsen unter Wasser, wo Lichtintensität und -qualität abnehmen und sich mit der Tiefe ändern. Andere Organismen wachsen im Wettbewerb um Licht. Pflanzen auf dem Regenwaldboden müssen in der Lage sein, jedes Licht zu absorbieren, das durchkommt, da die höheren Bäume den größten Teil des Sonnenlichts absorbieren und die verbleibende Sonnenstrahlung streuen

Bei der Untersuchung eines photosynthetischen Organismus können Wissenschaftler die Arten der vorhandenen Pigmente mit einem Spektralphotometer bestimmen. Diese Instrumente können unterscheiden, welche Wellenlängen des Lichts eine Substanz absorbieren kann. Spektralphotometer messen Durchlicht und berechnen dessen Absorption. Indem sie Pigmente aus Blättern extrahieren und diese Proben in ein Spektrophotometer geben, können Wissenschaftler identifizieren, welche Wellenlängen des Lichts ein Organismus absorbieren kann.