植物は、葉に含まれるクロロフィルの量が異なり、他の色素の組み合わせが異なるため、緑色の色合いが異なります.
自然の中で冒険に出かけると、アーティストのパレットが手元にあることに気付くでしょう。ピンクや紫の花の華やかな色合い、樹皮のしっかりとしたしっかりとした色合いの茶色、風にそよぐ葉の緑の樹冠。緑の世界には、ミントグリーン、ライムグリーン、アボカドグリーンはもちろん、シダグリーン、マートルグリーン、パイングリーンなど、たくさんの種類があります。ティール、オリーブ、ダーク モス グリーンはあとわずかです。
緑のこの驚異的な多様性の中に、地球上のすべての生命を維持する素晴らしい分子の秘密があります。
植物には多くの色の顔料があります
生物学では、色は複雑な有機色素高分子に由来します。木の葉を彩る緑色はクロロフィルによるものです。その語源はギリシャ語の chloros です (「緑」) とフィロン （"葉"）。葉の細胞内には葉緑体と呼ばれるオルガネラがあり、太陽のエネルギーを集める役割を果たしています。それが集めたエネルギーは、私たちがよく知っているプロセスである光合成を通じて植物が食物を作るために使用されます.エネルギーを閉じ込める光の種類から緑色になります。
すべての顔料は、自然光の特定の波長を反射および吸収することによって色を取得します。クロロフィルは、電磁スペクトルの青と赤の領域の波長を強く吸収し、緑、黄、オレンジのスペクトルの波長をさまざまな程度で反射するため、緑色に見えます。
クロロフィルの緑色は、その分子構造によって説明できます。クロロフィルは、ポルフィリン環の 4 つの窒素原子に (配位的に) 結合したマグネシウムを含む平面ポルフィリン環でできています。ポルフィリン環には、さまざまな有機部分が結合しています。この構造が、可視領域の光を強く吸収する理由です。ポルフィリン環は、金属イオンとの配位結合とともに、ヘモグロビンのヘムの赤 (マグネシウムではなく鉄をコアに持つ) からクロロフィルに見られる緑まで、幅広い色を提供します.
クロロフィルaとbの構造。 (写真提供:クロマトス/シャッターストック)
これらの吸収と反射の違いは、クロロフィル分子の構造と分子の違いから生じます。これらの違いにより、これまでのところ、クロロフィルの 6 つの広いカテゴリー、a、b、c1、c2、d、f が得られました。植物には、ほとんどの場合、「a」と「b」の 2 種類のクロロフィルしかありません。クロロフィルaは青緑色、クロロフィルbは黄緑色です。これら 2 種類のクロロフィルが組み合わさることで、緑色の色合いになります。
植物によって緑の色合いが異なるのはなぜですか?
しかし、これらは葉に存在する唯一の集光色素ではありません.オレンジ、赤、黄色に着色する色素も葉に存在しますが、それらはクロロフィルの二次的な役割を果たします.カロテノイドとキサントフィルは、太陽のエネルギーを捉える葉に含まれる多数の色素のうちの 2 つにすぎません。カロテノイドは、鮮やかなオレンジと黄色の色合いを与えます。それらはニンジンに象徴的なオレンジ色を与える顔料です.キサントフィルは、ヒマワリがそのような日当たりの良い黄色の花びらを持つ理由であり、他のさまざまな果物や野菜の赤やオレンジと同様です.
これらの色素の異なる濃度は、私たちの周りの植物の緑の色を決定します.さまざまな種類の植物のさまざまな種類と量の色素は、それらの進化のルーツを反映し、植物の生息地、栄養状態と必要性、および年齢に関する情報を明らかにすることができます.
生息地は植物の色に影響を与える
それはすべて生存に関するものです。植物が成長し繁栄する場所は、その光合成色素濃度について多くのことを示すことができます.ここで役割を果たすいくつかの要因があります。
光、その強度と質は、さまざまなクロロフィルの濃度、特にクロロフィル a とクロロフィル b の比率に影響を与える要因です。
豊富な日光を浴びる植物は、全体的なクロロフィル濃度が低く、クロロフィルbよりもクロロフィルaの量が多い.密集した森林地帯にあるような日陰で育つ植物は、全体的なクロロフィル濃度が高くなりますが、クロロフィル a よりもクロロフィル b の方が多くなります。
クロロフィルは優れた集光器ですが、光が多すぎると問題が発生する可能性があります.太陽の植物では、過度の強烈な日光が葉のクロロフィルを傷つける可能性があります.日光が豊富にあるため、クロロフィルが少なくても十分であり、葉のクロロフィルを保護するために、これらの植物はしばしば赤い色素領域を持っています.これらの赤い色素は、クロロフィルを覆い、太陽のエネルギーを再生して利用できるようにします. (出典)
クロロフィルの濃度が低いヒスイの厚くてジューシーな葉。したがって、ライトグリーンの色合いです。
クレジット:Grobbler du Preez/shutterstock
日陰の植物にとって、太陽光線は切望されている商品です。彼らが得たわずかなものを可能な限り効率的に使用するために、彼らは集光複合体 (クロロフィルが存在するタンパク質構造) を大幅に大きくします。これは、光を吸収するためにより多くのクロロフィル b 色素を持つことができることを意味しますが、クロロフィル a の量はほとんど変化しません。これは、それらが主に LHC の中心に存在し、LHC の数が変化しないため、それらの濃度が変化しないためです。どちらかを増やします。日陰のキャノピーの下の光はフィルタリングされ、クロロフィルaが最もよく吸収する波長である赤色光が少なくなるため、クロロフィルbを増やすことが重要です.一方、クロロフィル b は青色の波長の光をより効率的に吸収します。
葉が薄い植物もあれば、非常に厚い葉を持つ植物もあります。厚い葉はジューシー (多肉植物とも呼ばれます) ）サボテンのように、またはジューシーではない（双子葉植物とも呼ばれる） ) ユーカリの葉のように。双子葉植物の葉は、日光を高度に吸収するが反射率が低い密な葉緑体を持っているため、厚くてジューシーではなく、濃い緑色です.多肉植物の葉は、細胞がかなり水っぽいため、表面のクロロフィルの濃度が低いため、色が薄くなる傾向があります。
葉の上部は葉緑体の濃度が高いため、明るい下部に比べて暗いです。
葉の年齢は緑色に影響します
若い葉は、成熟した古い葉よりも緑の色合いが薄いです。若い葉はまだ十分に機能する細胞壁を発達させておらず、効率的に光合成を行うことができません。葉が成熟すると、より濃い緑色になります。枯れる前に黄色やオレンジ色に変わる葉も多く、世界各地で美しい紅葉が見られます。
植物の欠乏は緑色に影響を与える
はい、これは私たちだけではありません…植物でさえ栄養不足になります!窒素、低マグネシウム、鉄などの栄養不足 (クロロシスとも呼ばれます) ) 植物を黄色または黄緑色にすることができます。これは、クロロフィルを作るためにこれらの化学成分が必要なためです.
イチゴの葉のクロロシス (写真提供者:Alena Brozova/shutterstock)
庭のさまざまな緑の色合いがわかったところで、ゲームをしてみましょう。あなたはすでに知るべきことをすべて知っています。周りを見回して、できるだけ多くの葉を観察し、それらの植物を年齢別に分類してみましょう!
