Kakšna je vloga karotenoidov v fotosintezi?

Rastlinski pigmenti pomagajo rastlinam absorbirati različne valovne dolžine vidne svetlobe. Ko svetloba zajame, rastlina podvrže fotosintezi, ki ustvarja energijo in kisik iz ogljikovega dioksida in vode. Najbolj znan rastlinski pigment je klorofil, ki daje rastlinam zeleno barvo. Drugi sekundarni rastlinski pigmenti so manj znani, vendar imajo funkcijo pri zajemanju svetlobe.

Svetloba se spreminja glede na valovno dolžino. Rastline uporabljajo svetlobo v vidnem delu svetlobnega spektra (ki se giblje od približno 400 do 700 nanometrov) za fotosintezo. Vidna svetloba je razporejena na spektru glede na valovne dolžine in po padajočih valovnih dolžinah, vključno z rdečo, oranžno, rumeno, zeleno, modro, indigo in vijolično. Rastline zajemajo svetlobo tako, da jo absorbirajo. Kako dobro jo absorbirajo, je odvisno od rastlinskih pigmentov.

Rastlinski pigmenti nastajajo znotraj struktur, znanih kot kloroplasti. Najbolj dominanten in poznan pigment, ki ga proizvaja večina rastlin, je klorofil. Klorofil (teh je več vrst) daje listi zeleni videz. Ker je klorofil zelen, se vse zelene valovne dolžine odbijajo od površine lista; v prisotnosti samo klorofila zelena svetloba ostane neuporabljena. Rastline proizvajajo druge pigmente (npr. Ksantofile, karotenoide), da povečajo svetlobo, ki jo zbira klorofil.

Karotenoidi se tvorijo tudi v kloroplastih, vendar niso zelene barve. Karotenoidi so običajno rdeči, oranžni ali rumeni pigmenti. Ker ti pigmenti ne odbijajo zelene svetlobe, uporabljajo zelene valovne dolžine svetlobe, ki jih prevladujoči klorofil ne more.

Svetlobna energija, ki jo zbirajo karotenoidi, ne gre po isti poti kot svetloba, ki jo zbira klorofil (mora iti skozi pot klorofila), zato so karotenoidi znani kot dodatki pigmenti.

Jeseni, ko se dnevi začnejo krajšati, se klorofil začne razpadati in zelena barva izgine z drevesnih listov. Karotenoidi pa ostanejo v listnem tkivu nekoliko dlje, kar daje jesenskim listjem briljantno oranžno, rdečo in rumeno barvo.