Ποιος είναι ο ρόλος των καροτενοειδών στη φωτοσύνθεση;

Οι φυτικές χρωστικές βοηθούν τα φυτά να απορροφήσουν διάφορα μήκη κύματος ορατού φωτός. Όταν συλλαμβάνεται φως, το φυτό υφίσταται φωτοσύνθεση, δημιουργώντας ενέργεια και οξυγόνο από διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Η πιο γνωστή φυτική χρωστική είναι η χλωροφύλλη, η οποία δίνει στα φυτά το πράσινο τους χρώμα. Άλλες δευτερεύουσες φυτικές χρωστικές είναι λιγότερο γνωστές, αλλά χρησιμεύουν για τη σύλληψη του φωτός.

Το φως διαφέρει σε σχέση με το μήκος κύματος. Τα φυτά χρησιμοποιούν φως στο ορατό τμήμα του φάσματος φωτός (το οποίο κυμαίνεται από περίπου 400 έως 700 νανόμετρα) για να υποβληθούν σε φωτοσύνθεση. Το ορατό φως είναι διατεταγμένο στο φάσμα σύμφωνα με τα μήκη κύματος και κατά σειρά φθίνουσας μήκους κύματος, συμπεριλαμβανομένων των κόκκινων, πορτοκαλί, κίτρινων, πράσινων, μπλε, ινδικών και βιολετί. Τα φυτά συλλαμβάνουν φως απορροφώντας το. Το πόσο καλά το απορροφούν εξαρτάται από τις χρωστικές των φυτών.

Οι φυτικές χρωστικές ουσίες δημιουργούνται σε δομές γνωστές ως χλωροπλάστες. Η πιο κυρίαρχη και γνωστή χρωστική που παράγουν τα περισσότερα φυτά είναι η χλωροφύλλη. Η χλωροφύλλη (εκ των οποίων υπάρχουν διάφοροι τύποι) αφήνει την πράσινη εμφάνισή τους. Επειδή η χλωροφύλλη είναι πράσινη, όλα τα πράσινα μήκη κύματος φωτός αναπηδούν από την επιφάνεια του φύλλου. παρουσία μόνο χλωροφύλλης το πράσινο φως δεν χρησιμοποιείται. Τα φυτά παράγουν άλλες χρωστικές (π.χ. ξανθοφύλλες, καροτενοειδή) για να αυξήσουν το φως που συλλέγεται από τη χλωροφύλλη.

Τα καροτενοειδή παράγονται επίσης στους χλωροπλάστες, αλλά δεν έχουν πράσινο χρώμα. Τα καροτενοειδή είναι συνήθως κόκκινα, πορτοκαλί ή κίτρινα χρωστικά. Επειδή αυτές οι χρωστικές δεν αντανακλούν το πράσινο φως, χρησιμοποιούν τα πράσινα μήκη κύματος του φωτός που η πιο κυρίαρχη χλωροφύλλη δεν μπορεί.

Η φωτεινή ενέργεια που συλλέγεται από τα καροτενοειδή δεν περνά από την ίδια οδό με το φως που συλλέγεται από χλωροφύλλη (πρέπει να περάσει από την οδό χλωροφύλλης), έτσι τα καροτενοειδή είναι γνωστά ως βοηθητικά χρωστικές.

Το φθινόπωρο, όταν οι μέρες αρχίζουν να συντομεύονται, η χλωροφύλλη αρχίζει να διασπάται και το πράσινο χρώμα εξαφανίζεται από τα φύλλα των δέντρων. Τα καροτενοειδή, ωστόσο, παραμένουν στον ιστό των φύλλων λίγο περισσότερο, κάτι που δίνει στα φύλλα του φθινοπώρου τα λαμπερά πορτοκαλί, κόκκινα και κίτρινα χρώματα τους.