ما هو دور الكاروتينات في التمثيل الضوئي؟

تساعد أصباغ النبات النباتات على امتصاص الأطوال الموجية المختلفة للضوء المرئي. عندما يتم التقاط الضوء ، يخضع النبات لعملية التمثيل الضوئي ، مما ينتج عنه طاقة وأكسجين من ثاني أكسيد الكربون والماء. الصباغ النباتي الأكثر شيوعًا هو الكلوروفيل ، والذي يعطي النباتات لونها الأخضر. أصباغ نباتية ثانوية أخرى أقل شهرة ، لكنها تؤدي وظيفة في التقاط الضوء.

يختلف الضوء فيما يتعلق بطول الموجة. تستخدم النباتات الضوء في الجزء المرئي من طيف الضوء (الذي يتراوح من حوالي 400 إلى 700 نانومتر) للخضوع لعملية التمثيل الضوئي. يتم ترتيب الضوء المرئي على الطيف وفقًا للأطوال الموجية وترتيب الأطوال الموجية التنازلية ، بما في ذلك الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي. تلتقط النباتات الضوء عن طريق امتصاصه. تعتمد جودة امتصاصها على أصباغ النبات.

يتم إنشاء أصباغ النبات داخل الهياكل المعروفة باسم البلاستيدات الخضراء. الصباغ الأكثر شيوعًا والأكثر شيوعًا الذي تنتجه معظم النباتات هو الكلوروفيل. يعطي الكلوروفيل (الذي يوجد منه عدة أنواع) مظهر الأوراق الخضراء. لأن الكلوروفيل أخضر ، فإن كل الأطوال الموجية الخضراء للضوء ترتد عن سطح الورقة ؛ في وجود الكلوروفيل وحده لا يستخدم الضوء الأخضر. تنتج النباتات أصباغ أخرى (مثل الزانثوفيل والكاروتينات) لزيادة الضوء الذي يجمعه الكلوروفيل.

يتم إنتاج الكاروتينات في البلاستيدات الخضراء أيضًا ، ولكنها ليست خضراء اللون. عادة ما تكون الكاروتينات عبارة عن أصباغ حمراء أو برتقالية أو صفراء. نظرًا لأن هذه الأصباغ لا تعكس الضوء الأخضر ، فإنها تستخدم الأطوال الموجية الخضراء للضوء التي لا يستطيع الكلوروفيل السائد استخدامها.

لا تمر الطاقة الضوئية التي تجمعها الكاروتينات في نفس المسار مثل الضوء الذي يجمعه الكلوروفيل (يجب أن يمر عبر مسار الكلوروفيل) ، لذلك تُعرف الكاروتينات بالملحق أصباغ.

في الخريف ، عندما تبدأ الأيام في التقلص ، يبدأ الكلوروفيل بالتحلل ويختفي اللون الأخضر من أوراق الشجر. ومع ذلك ، تظل الكاروتينات في أنسجة الأوراق لفترة أطول قليلاً ، وهو ما يعطي أوراق الخريف ألوانها البرتقالية والحمراء والصفراء اللامعة.