Zdá sa, že máte zablokovanú reklamu

Fungujeme však vďaka príjmom z reklamy a predplatného. Podporte nás povolením reklamy alebo kúpou predplatného.

Ďakujeme, že pozeráte .pod lampou. Chceli by ste na ňu prispieť?

Farby jesene

.peter Szolcsányi .časopis .veda

Pohľad na severoamerické lesy javora červeného (Acer rubrum) počas začínajúcej jesene je fascinujúci. Dominantná zelená farba listov pomaly ustupuje, do popredia sa dostáva žltá, oranžová, červená a purpurová. Príroda hrá v

Pohľad na severoamerické lesy javora červeného (Acer rubrum) počas začínajúcej jesene je fascinujúci. Dominantná zelená farba listov pomaly ustupuje, do popredia sa dostáva žltá, oranžová, červená a purpurová. Príroda hrá v tom čase doslova všetkými farbami. Prečo?


Ešte kým začneme rozprávať o pestrofarebnosti rastlín, bude asi dobré uvedomiť si jednu zásadnú vec: práve v takýchto farbách (a nie iných) ich vizuálne vnímame konkrétne my, ľudia. Lebo u včiel alebo vtákov je to s farebným videním trochu inak. Tie totiž na rozdiel od človeka dokážu vidieť aj v ultrafialovej oblasti, čím sa čiastočne posúva „farebnosť“ nimi registrovaných farieb v porovnaní s našimi.
V každom prípade podstata farebnosti flóry spočíva práve v tom, ktorú časť (vlnovú dĺžku) viditeľného svetla prednostne absorbuje ten-ktorý botanický pigment. Následne odrazené svetlo je o tento „kúsok“ spektra ochudobnené a my tak vidíme svetlo prichádzajúce od rastliny v príslušnom farebnom odtieni.
Vezmime si napríklad notoricky známe chlorofyly (je ich viac druhov) obsiahnuté v listoch. Tie selektívne pohlcujú červenú a modrú časť viditeľného svetla a naše oči tak v konečnom dôsledku vnímajú výslednú odrazenú farbu ako zelenú.

.fytopigmenty
Vo všeobecnosti sú rastlinné farbivá rôznorodé organické zlúčeniny, ktoré sa na základe svojej chemickej štruktúry dajú zhruba rozdeliť do troch hlavných skupín: na porfyríny (chlorofyl), karotenoidy (lykopén) a antokyaníny (flavonoidy). Ich dôležitou spoločnou vlastnosťou je unikátna schopnosť istú konkrétnu časť svetelného žiarenia efektívne pohlcovať a inú, naopak, účinne odrážať. To, ktoré vlnové dĺžky svetla to presne budú, závisí samozrejme od typu a charakteru „farebnej“ molekuly.
Ale prečo rastliny vlastne tieto molekuly syntetizujú? Niektoré fytopigmenty hrajú nesmierne dôležitú úlohu v rastlinnom metabolizme. Zelený chlorofyl a žlté alebo oranžové karotenoidy sú totiž absolútne nevyhutné pri fotosyntéze – bezkonkurenčne najdôležitejšej (bio)chemickej reakcii na Zemi. V rámci nej totiž pomáhajú premieňať a ukladať energiu svetelných kvánt (fotónov) do nových molekúl (cukrov), a to vo forme chemických väzieb.
Dôvodom syntetizovania ďalších fytopigmentov je zrejme tá skutočnosť, že vizuálne atraktívna farebnosť kvetov a plodov rastlín, kontrastujúca so zeleňou ich listov intenzívne priťahuje opeľovačov aj konzumentov. A práve oni svojou horúčkovitou aktivitou (nevedomky) zabezpečia rastlinám nevyhnutnú reprodukciu. Vlčí mak, ohnivo červený vďaka flavonoidu kyanidínu, priam núti včelu pristáť a cucnúť si sladkého nektáru. Rovnako ako len málokto z nás odolá pokušeniu dať si do úst za hrsť voňavých a šťavnatých čiernych ríbezlí s obsahom antokyánu pelargonidínu.


.chemoprevencia
Vcelku zaujímavou zhodou okolností majú niektoré rastlinné pigmenty nachádzajúce sa vo farebnom ovocí a zelenine výrazné chemopreventívne účinky na ľudský organizmus. Inými slovami, ich pravidelnou konzumáciou je možné predísť niektorým (aj vážnym) ochoreniam.
O oranžovom betakaroténe z mrkvy je už pomerne dávno známe, že úspešne lieči šeroslepotu. V pečeni sa totiž premieňa na vitamín A, čo je esenciálny vitamín nevyhnutný na udržanie si dobrého zraku. Betakarotén zároveň funguje aj ako vnútorný ochranný faktor pri opaľovaní, pretože vo vyšších dávkach pomáha chrániť pokožku pred poškodením ultrafialovými lúčmi.
Alebo taký lykopén – červený pigment  z rajčín a zároveň účinný prírodný antioxidant – ten sa dokonca testuje ako potenciálny prípravok na prevenciu a podpornú liečbu niektorých druhov nádorového bujnenia, napríklad rakoviny prostaty. Mimochodom, rastlinné farbivá ako atraktívne organické zlúčeniny boli a stále sú obľúbeným cieľom vedeckého záujmu, o čom svedčí okrem iného aj celá plejáda Nobelových cien udelených za chémiu alebo medicínu práve za výskum fytopigmentov.

.jeseň
No ale vráťme sa k našej pôvodnej otázke, prečo sa vlastne na jeseň mení farba lesov. Nuž, niektoré listnaté stromy reagujú aj takto, okrem iných zmien, na nástup suchšieho a veternejšieho obdobia, na zníženie teploty okolia a skrátenie dĺžky osvitu počas dňa. Počas jari a leta sú ich listy zelené pre nadbytok obsahu chlorofylu, ktorý tak vizuálne maskuje prítomnosť ostatných pigmentov. Presne tak isto, ako červené až modré antokyaníny dokonale prekrývajú jasnú žltú farbu karotenoidov.
Ako sa však leto chýli ku koncu, spomaľuje sa syntéza chlorofylu v listoch v súvislosti so znižovaním sa intenzity slnečného žiarenia. Keďže však rýchlosť jeho prirodzeného rozpadu zostáva stále rovnaká, jasná zelená farba listov sa postupne vytráca. Navyše, ako odpoveď na zmenu koncentráciu cukrov, sa naštartuje produkcia antokyanínov. A listy začínajú nadobúdať nádhernú červenú farbu. V prípade, že obsahujú aj porovnateľné množstvo karotenoidov, však stromy budú žiariť skôr oranžovou. No a nakoniec, ak obsah antokyanínov bude príliš nízky, listy budú krásne žlté.

.načo?
A aký biologický význam vlastne má toto spektakulárne prírodné divadlo? Súčasných teórií je hneď niekoľko, každá má svoje argumenty za a proti, ako aj svojich skalných fanúšikov. Asi najcitovanejšia z nich tvrdí, že antokyaníny slúžia (po spotrebovaní chlorofylu) ako ochrana listov pred slnečným žiarením a nízkymi teplotami, čo údajne napomáha efektívnejšie „uskladnenie“ naakumulovaných živín (obzvlášť dusíka). Na druhej strane však nie je celkom jasné, načo investovať vzácne zdroje a energiu do ochrany čohosi, čo zanedlho zo stromu aj tak odpadne…
Ďalšia, tzv. koevolučná teória, hovorí o tom, že jesenné „odzelenenie“ je vlastne varovným signálom pre hmyz (napríklad cudzopasné vošky), ktorý má v úmysle použiť inkriminovaný strom na prezimovanie. Novonadobudnutá červená farba listov má chrobákovi jasne naznačiť, že ním vytypovaný príbytok obsahuje toxické látky, a preto je lepšie sa mu radšej vyhnúť. Strom však týmto spôsobom pravdepodobne blufuje, pretože sa zatiaľ nepodarilo izolovať z listov akékoľvek chemické obranné zlúčeniny s insekticídnym účinkom. Navyše ešte nie je celkom jasné, či vošky vôbec vnímajú červenú farbu. V každom prípade sa však zistilo, že stromom s takto sfarbenými listami sa zďaleka vyhýbajú…
Nuž a existuje nakoniec ešte aj také vysvetlenie, že molekuly farebných pigmentov sú predsa len jedovaté – nie však pre bylinožravý hmyz, ale pre malé semenáčiky vyrastajúce v okolí dospelých stromov. Javory údajne syntetizujú antokyaníny v listoch cielene (a nezávisle od rozpadu chlorofylu) a používajú ich ako prírodné herbicídy, pretože účinne potláčajú klíčenie semien a navyše spôsobujú zakrpatievanie už zakorenených konkurentov. Chemická botanická vojna par excellence a myslím, že pán Darwin by z nej mal naozaj radosť…
Nuž, tak si vyberte. Čokoľvek to však bude, vôbec nič to nezmení na dych berúcom zážitku pri pohľade na tú nenapodobiteľnú záplavu farieb.

Autor je chemik
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.
.diskusia
.neprehliadnite