Comprendere i pigmenti

Esistono diversi tipi di pigmenti, ognuno dei quali si è evoluto per assorbire solo determinate lunghezze d’onda o colori della luce visibile. I pigmenti riflettono o trasmettono le lunghezze d’onda che non possono assorbire, facendoli apparire nel colore corrispondente.

Le clorofille e i carotenoidi sono le due principali classi di pigmenti fotosintetici presenti nelle piante e nelle alghe; ogni classe ha più tipi di molecole di pigmento. Ci sono cinque principali clorofille: a, b, c e d, insieme a una molecola correlata trovata nei procarioti chiamata batterioclorofilla.

Con dozzine di forme diverse, i carotenoidi sono un gruppo molto più grande di pigmenti. I carotenoidi presenti nella frutta, come il rosso del pomodoro (licopene), il giallo dei semi di mais (zeaxantina) o l’arancia di una buccia d’arancia (β-carotene), sono usati per attirare gli organismi che disperdono i semi. Nella fotosintesi, i carotenoidi funzionano come pigmenti fotosintetici che sono molecole molto efficienti per lo smaltimento dell’energia in eccesso. Quando una foglia è esposta al sole pieno, le reazioni dipendenti dalla luce sono necessarie per elaborare un’enorme quantità di energia; se tale energia non viene gestita correttamente, può causare danni significativi. Pertanto, molti carotenoidi sono immagazzinati nella membrana tilacoide per assorbire l’energia in eccesso e rilasciare in modo sicuro quell’energia come calore.

Ogni tipo di pigmento può essere identificato dal modello specifico di lunghezze d’onda che assorbe dalla luce visibile, che è lo spettro di assorbimento. La clorofilla a assorbe la luce nella regione blu-viola, mentre la clorofilla b assorbe la luce rosso-blu. Né a né b assorbono la luce verde; poiché il verde viene riflesso o trasmesso, la clorofilla appare verde. I carotenoidi assorbono la luce nella regione blu-verde e viola e riflettono le lunghezze d’onda gialle, rosse e arancioni più lunghe.

Molti organismi fotosintetici hanno una miscela di pigmenti. In questo modo gli organismi possono assorbire energia da una gamma più ampia di lunghezze d’onda. Non tutti gli organismi fotosintetici hanno pieno accesso alla luce solare. Alcuni organismi crescono sott’acqua dove l’intensità e la qualità della luce diminuiscono e cambiano con la profondità. Altri organismi crescono in competizione per la luce. Piante sul suolo della foresta deve essere in grado di assorbire tutta la luce che passa attraverso, perché gli alti alberi assorbono la maggior parte della luce solare e di spargimento il residuo della radiazione solare

Quando si studia un organismo fotosintetico, gli scienziati possono determinare i tipi di pigmenti presenti utilizzando uno spettrofotometro. Questi strumenti possono differenziare le lunghezze d’onda della luce che una sostanza può assorbire. Gli spettrofotometri misurano la luce trasmessa e calcolano il suo assorbimento. Estraendo i pigmenti dalle foglie e mettendo questi campioni in uno spettrofotometro, gli scienziati possono identificare quali lunghezze d’onda della luce un organismo può assorbire.