inzicht in pigmenten

Er bestaan verschillende soorten pigmenten, die elk zijn geëvolueerd om slechts bepaalde golflengten of kleuren zichtbaar licht te absorberen. Pigmenten reflecteren of verzenden de golflengten die ze niet kunnen absorberen, waardoor ze in de overeenkomstige kleur verschijnen.

Chlorofyllen en carotenoïden zijn de twee belangrijkste klassen van fotosynthetische pigmenten in planten en algen; elke klasse heeft meerdere soorten pigmentmoleculen. Er zijn vijf belangrijke chlorofyllen: a, b, c en d, samen met een verwante molecule die in prokaryotes wordt gevonden genoemd bacteriochlorophyll.

met tientallen verschillende vormen vormen carotenoïden een veel grotere groep pigmenten. De carotenoïden in fruit, zoals het rood van tomaat (lycopeen), het geel van maïszaad (zeaxanthine), of de sinaasappel van een sinaasappelschil (β-caroteen), worden gebruikt om zaad-verspreidende organismen aan te trekken. In de fotosynthese functioneren carotenoïden als fotosynthetische pigmenten die zeer efficiënte moleculen zijn voor de verwijdering van overtollige energie. Wanneer een blad wordt blootgesteld aan de volle zon, zijn de lichtafhankelijke reacties nodig om een enorme hoeveelheid energie te verwerken; als die energie niet goed wordt behandeld, kan het aanzienlijke schade aanrichten. Daarom worden veel carotenoïden opgeslagen in het thylakoïdmembraan om overtollige energie te absorberen en die energie veilig vrij te geven als warmte.

elk type pigment kan worden geïdentificeerd aan de hand van het specifieke golflengtepatroon dat het absorbeert uit zichtbaar licht, het absorptiespectrum. Chlorofyl A absorbeert licht in het blauwviolette gebied, terwijl chlorofyl b rood-blauw licht absorbeert. Noch A noch b absorberen groen licht; omdat groen wordt gereflecteerd of overgedragen, lijkt chlorofyl groen. Carotenoïden absorberen licht in het blauwgroene en violette gebied en reflecteren de langere gele, rode en oranje golflengten.

veel fotosynthetische organismen hebben een mengsel van pigmenten. Op deze manier kunnen organismen energie absorberen uit een breder scala van golflengten. Niet alle fotosynthetische organismen hebben volledige toegang tot zonlicht. Sommige organismen groeien onder water waar lichtintensiteit en kwaliteit afnemen en veranderen met de diepte. Andere organismen groeien in competitie voor licht. Planten op de bodem van het regenwoud moeten licht kunnen absorberen omdat de grotere bomen het grootste deel van het zonlicht absorberen en de resterende zonnestraling verspreiden

bij het bestuderen van een fotosynthetisch organisme kunnen wetenschappers de aanwezige pigmenten bepalen met behulp van een spectrofotometer. Deze instrumenten kunnen onderscheiden welke golflengten van licht een stof kan absorberen. Spectrofotometers meten uitgezonden licht en berekenen de absorptie ervan. Door pigmenten uit bladeren te halen en deze monsters in een spectrofotometer te plaatsen, kunnen wetenschappers bepalen welke golflengten van licht een organisme kan absorberen.