מה תפקידם של קרוטנואידים בפוטוסינתזה?

צמחים צמחיים עוזרים לצמחים לספוג אורכי גל שונים של אור גלוי. כאשר האור נלכד, הצמח עובר פוטוסינתזה ויוצר אנרגיה וחמצן מפחמן דו חמצני וממים. הפיגמנט הצמחי הידוע ביותר הוא כלורופיל, המעניק לצמחים את צבעם הירוק. פיגמנטים צמחיים משניים אחרים ידועים פחות, אך משרתים פונקציה בלכידת האור.

האור משתנה ביחס לאורך הגל. צמחים משתמשים באור בחלק הנראה של ספקטרום האור (שנע בין כ -400 ל -700 ננומטר) כדי לעבור פוטוסינתזה. אור נראה מסודר על הספקטרום לפי אורכי גל ולפי סדר אורכי גל יורדים, כולל אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, אינדיגו וסגול. צמחים לוכדים אור על ידי ספיגתו. עד כמה הם סופגים את זה תלוי בפיגמנטים מהצומח.

פיגמנטים צמחיים נוצרים בתוך מבנים המכונים כלורופלסטים. הפיגמנט הדומיננטי והמוכר ביותר שרוב הצמחים מייצרים הוא כלורופיל. כלורופיל (שיש ממנו כמה סוגים) מעניק לעלים את המראה הירוק שלהם. מכיוון שכלורופיל הוא ירוק, כל אורכי הגל הירוקים של האור קופצים מעל פני העלה; בנוכחות כלורופיל בלבד אור ירוק אינו מנוצל. צמחים מייצרים פיגמנטים אחרים (למשל קסנטופילים, קרוטנואידים) כדי להגדיל את האור שנאסף על ידי כלורופיל.

קרוטנואידים מיוצרים גם בכלורופלסטים, אך אינם בצבע ירוק. קרוטנואידים הם בדרך כלל פיגמנטים אדומים, כתומים או צהובים. מכיוון שפיגמנטים אלה אינם משקפים אור ירוק, הם משתמשים באורכי הגל הירוקים של האור שהכלורופיל הדומיננטי יותר אינו יכול.

אנרגיית האור שנאספת על ידי קרוטנואידים אינה עוברת באותו מסלול כמו האור שנאסף על ידי כלורופיל (עליו לעבור דרך הכלורופיל), ולכן קרוטנואידים ידועים כאביזר פיגמנטים.

בסתיו, כאשר הימים מתחילים להתקצר, הכלורופיל מתחיל להתפרק והצבע הירוק נעלם מעלי העץ. קרוטנואידים, לעומת זאת, נשארים ברקמת העלים עוד קצת זמן, וזה מה שנותן לעלי הסתיו את צבעיהם הכתומים, האדומים והצהובים.