L'energia luminosa del sole avvia una reazione a catena nelle piante che si traduce in fotosintesi di molecole di glucosio (zucchero) ricche di energia da composti inorganici. Questa straordinaria impresa avviene tramite il riarrangiamento delle molecole nel cloroplasti di piante e nel citoplasma di alcuni protisti.
Clorofilla a è il pigmento centrale che assorbe la luce solare per la fotosintesi dipendente dalla luce. Pigmenti accessori come: clorofillab, carotenoidi, xantofille e antociani dare una mano alle molecole di clorofilla assorbendo uno spettro più ampio di onde luminose.
Funzione dei pigmenti fotosintetici
La fotosintesi avviene all'interno di pile di dischi piatti chiamati grana situato nel stroma degli organelli delle cellule vegetali. I pigmenti fotosintetici accessori intrappolano i fotoni persi dalla clorofilla a.
I pigmenti fotosintetici possono anche inibire la fotosintesi quando i livelli di energia all'interno della cellula sono troppo alti. La concentrazione di pigmenti fotosintetici e antenne nelle cellule vegetali varia a seconda delle esigenze di luce della pianta e dell'accesso alla luce solare durante il
ciclo dipendente dalla luce della fotosintesi.Perché la fotosintesi è importante?
La maggior parte delle catene alimentari che compongono la rete alimentare dipendono dall'energia alimentare prodotta da autotrofi attraverso la fotosintesi. Le cellule vegetali eucariotiche sintetizzano il glucosio nei cloroplasti contenenti pigmenti che assorbono la luce come clorofilla a e b.
L'ossigeno è un sottoprodotto della fotosintesi che viene rilasciato nell'acqua o nell'aria che circonda la pianta. Gli organismi aerobici come uccelli, pesci, animali ed esseri umani hanno bisogno di cibo per mangiare e ossigeno per respirare.
Ruolo dei pigmenti alla clorofilla 'a'
La clorofilla a trasmette la luce verde e assorbe la luce blu e rossa, che è ottimale per la fotosintesi. Per questo motivo, la clorofilla a è il pigmento più efficiente e importante coinvolto nella fotosintesi.
La clorofilla a assorbe i protoni e facilita il trasferimento di energia luminosa in energia alimentare con l'aiuto di pigmenti accessori, come la clorofilla b, una molecola con molte caratteristiche simili.
Cosa sono i pigmenti accessori?
I pigmenti accessori hanno una struttura molecolare leggermente diversa rispetto alla clorofilla a che facilita assorbimento di diversi colori sullo spettro luminoso. La clorofilla b e c riflettono diverse tonalità di luce verde, motivo per cui foglie e piante non sono tutte della stessa tonalità di verde.
La clorofilla a maschera i pigmenti accessori meno abbondanti nelle foglie fino all'autunno quando la produzione si ferma. In assenza di clorofilla si svelano i colori smaglianti dei pigmenti accessori nascosti nelle foglie.
Tipi di pigmenti accessori
Esempio:
- clorofilla b trasmette la luce verde e assorbe principalmente la luce blu e rossa. L'energia solare catturata viene trasferita alla clorofilla a, che è una molecola più piccola ma più abbondante nel cloroplasto.
- Carotenoidi riflettono le onde luminose arancioni, gialle e rosse. In una foglia, i pigmenti carotenoidi si raggruppano accanto alle molecole di clorofilla per trasmettere in modo efficiente i fotoni assorbiti. I carotenoidi sono molecole liposolubili, che si ritiene svolgano anche un ruolo nella dissipazione di quantità eccessive di energia radiante.
- xantofilla i pigmenti trasmettono energia luminosa alla clorofilla a e agiscono come antiossidanti. La struttura molecolare conferisce alla xantofilla la capacità di accettare o donare elettroni. I pigmenti di xantofilla producono il colore giallo nelle foglie autunnali.
-
antociani i pigmenti assorbono la luce blu-verde e aiutano la clorofilla a. Le mele e le foglie autunnali devono la loro vivacità ai composti di antocianine rossastre e viola. L'antocianina è una molecola idrosolubile che può essere immagazzinata nel vacuolo della cellula vegetale.
Cosa sono i pigmenti dell'antenna?
I pigmenti fotosintetici come la clorofilla be i carotenoidi si legano alle proteine per formare una struttura simile ad un'antenna strettamente compatta per catturare i fotoni in arrivo. Pigmenti per antenne assorbire energia radiante, un po' come i pannelli solari di una casa.
I pigmenti dell'antenna pompano fotoni nei centri di reazione come parte del processo fotosintetico. I fotoni eccitano un elettrone nella cellula che viene poi passato a una vicina molecola accettore e infine utilizzato per produrre Molecole di ATP.
