Pflanzen haben unterschiedliche Grüntöne aufgrund unterschiedlicher Chlorophyllmengen in ihren Blättern und unterschiedlicher Kombinationen anderer Pigmente.
Wenn Sie sich in die Natur wagen, werden Sie eine Palette eines Malers direkt an Ihren Fingerspitzen entdecken. Wunderschöne Nuancen von rosa und lila Blumen, das kräftige und zuverlässige Braun der Baumrinde und das Meer von Grün in den im Wind raschelnden Blättern. Innerhalb des Bereichs der Grüntöne gibt es unzählige Varianten wie Farngrün, Myrthengrün und Tannengrün, ganz zu schweigen von Minzgrün, Limettengrün und Avocadogrün. Teal, Olive und Dunkelmoosgrün sind nur einige weitere Beispiele.
In dieser unglaublichen Vielfalt von Grüntönen verbirgt sich ein faszinierendes molekulares Geheimnis, das allen Leben auf unserem Planeten zugrunde liegt.
Pflanzen haben eine Vielzahl von farbigen Pigmenten
In der Biologie wird Farbe durch komplexe organische Pigmentmakromoleküle erzeugt. Die grüne Farbe, die die Blätter eines Baumes schmückt, ist das Ergebnis von Chlorophyll. Dieses Wort stammt aus den griechischen Wörtern chloros („grün“) und phyllon („Blatt“). Innerhalb der Zellen der Blätter gibt es eine spezialisierte Struktur namens Chloroplast, die für die Aufnahme der Sonnenenergie verantwortlich ist. Pflanzen nutzen diese Energie, um Nahrung durch einen Prozess zu produzieren, den wir alle kennen: Photosynthese. Die grüne Farbe des Chlorophylls wird durch die Art des Lichts bestimmt, aus dem es Energie aufnimmt.
Alle Pigmente erhalten ihre Farbe, indem sie bestimmte Wellenlängen des natürlichen Lichts absorbieren und reflektieren. Chlorophyll erscheint grün, weil es stark Wellenlängen aus dem blauen und roten Bereich des elektromagnetischen Spektrums absorbiert und Wellenlängen aus dem grünen, gelben und orangen Bereich in unterschiedlichem Maße reflektiert.
Die grüne Farbe des Chlorophylls lässt sich durch seine molekulare Struktur erklären. Chlorophyll besteht aus einem flachen Porphyrinring, an den ein Magnesiumatom an die vier Stickstoffatome im Ring gebunden ist. Verschiedene organische Teile sind an den Porphyrinring angehängt. Diese Struktur ist für die starke Absorption von sichtbarem Licht verantwortlich. Der Porphyrinring ermöglicht es Porphyrin, zusammen mit der Koordinationsbindung mit Metallionen, eine breite Palette von Farben zu zeigen, vom Rot des Häm in Hämoglobin (das Eisen anstelle von Magnesium enthält) bis zu den Grüntönen, die wir in Chlorophyll beobachten.
Die Struktur von Chlorophyll a und b. (Foto: chromatos/Shutterstock)
Diese Unterschiede in der Absorption und Reflexion entstehen aus den strukturellen und molekularen Unterscheidungen in den Chlorophyllmolekülen. Diese Unterscheidungen haben uns sechs Hauptkategorien von Chlorophyll gegeben: a, b, c1, c2, d, f. Die meisten Pflanzen enthalten nur zwei Arten von Chlorophyll: „a“ und „b“. Chlorophyll a ist türkisgrün, während Chlorophyll b gelbgrün ist. Die Kombination dieser beiden Chlorophylltypen erzeugt die verschiedenen Grüntöne, die wir bei Pflanzen sehen.
Warum gibt es verschiedene Grüntöne in verschiedenen Pflanzen?
Jedoch enthalten Blätter nicht nur Chlorophyll, sondern auch andere Pigmente, die Licht absorbieren. Diese Pigmente, wie Carotinoide und Xanthophylle, verleihen Blättern orange, rote und gelbe Farben. Während Chlorophyll das Hauptpigment ist, tragen diese sekundären Pigmente zur Gesamtfarbe der Blätter bei. Zum Beispiel verleihen Carotinoide Karotten ihre orangene Farbe und Xanthophylle Sonnenblumen ihre gelben Blütenblätter.
Die Konzentration dieser Pigmente bestimmt den Grünton der Pflanzen. Verschiedene Pflanzenarten haben verschiedene Arten und Mengen an Pigmenten, die Informationen über ihre evolutionären Wurzeln, ihren Lebensraum, ihren Nährstoffbedarf und ihr Alter liefern können.
Der Einfluss des Lebensraums auf die Pflanzenfarbe
Die Farbe einer Pflanze wird von ihrem Lebensraum beeinflusst, da er eine Rolle für ihr Überleben spielt. Die Konzentration der photosynthetischen Pigmente in einer Pflanze kann auf die Bedingungen ihrer Umgebung hinweisen. Mehrere Faktoren tragen dazu bei.
Licht, sowohl seine Intensität als auch seine Qualität, beeinflusst die Konzentration verschiedener Chlorophylle, insbesondere das Verhältnis von Chlorophyll a zu Chlorophyll b. Pflanzen, die reichlich Sonnenlicht erhalten, haben eine insgesamt niedrigere Chlorophyllkonzentration und einen höheren Anteil an Chlorophyll a im Vergleich zu Chlorophyll b. Pflanzen, die hingegen in schattigen Bereichen wachsen, wie dichte Wälder, haben eine insgesamt höhere Chlorophyllkonzentration und mehr Chlorophyll b als Chlorophyll a.
Obwohl Chlorophyll für die Lichternte unerlässlich ist, kann übermäßiges Sonnenlicht schädlich sein. Pflanzen in sonnigen Umgebungen haben oft rot gefärbte Regionen, um ihr Chlorophyll vor der intensiven Sonne zu schützen. Diese Pigmente beschatten das Chlorophyll und ermöglichen es ihm, sich zu regenerieren und die Energie der Sonne zu nutzen.
Die Jade-Pflanze mit ihren dickblättrigen und saftigen Blättern hat eine geringere Chlorophyllkonzentration, was zu einem hellgrünen Farbton führt.
Schattenpflanzen hingegen maximieren die Nutzung des begrenzten Sonnenlichts, das sie erhalten. Sie haben größere Lichtsammelkomplexe, die mehr Chlorophyll b Pigmente enthalten, um Licht zu absorbieren. Die Konzentration von Chlorophyll a bleibt relativ unverändert, da es hauptsächlich in der Mitte der Komplexe liegt. Da schattige Kronendächer rotes Licht herausfiltern, das Chlorophyll a am besten absorbiert, ist es wichtig, die Menge an Chlorophyll b zu erhöhen. Chlorophyll b absorbiert Licht effizienter bei blauen Wellenlängen.
Einige Pflanzen haben dünne Blätter, andere haben dicke Blätter. Dicke Blätter können entweder saftig sein (wie ein Kaktus) oder nicht-saftig (wie Eukalyptusblätter). Nicht-saftige Blätter, wie Zweikeimblättrige, sind dunkler grün und haben dichte Chloroplasten, die Sonnenlicht effektiv absorbieren. Saftige Blätter hingegen sind aufgrund ihrer wässrigen Zellen heller in der Farbe, was zu einer geringeren Chlorophyllkonzentration an der Oberfläche führt.
Der obere Teil eines Blattes erscheint dunkler aufgrund einer höheren Konzentration von Chloroplasten im Vergleich zur helleren Unterseite.
Die Farbe eines Blattes wird von seinem Alter beeinflusst. Junge Blätter haben einen helleren Grünton, da sie noch keine Zellwand vollständig entwickelt haben oder eine effiziente Photosynthese erreicht haben. Mit zunehmendem Alter werden die Blätter dunkler grün. Einige Blätter können sogar vor dem Absterben gelb oder orange werden und so eine schöne Herbstfärbung erzeugen.
Mangelerscheinungen bei Pflanzen können auch ihre grüne Farbe beeinflussen. Nährstoffmangel wie Stickstoff, Magnesium und Eisen (bekannt als Chlorose) können dazu führen, dass die Pflanze gelb oder gelblich-grün wird. Dies liegt daran, dass diese Nährstoffe für die Produktion von Chlorophyll notwendig sind.
Jetzt, da wir die verschiedenen Grüntöne in einem Garten verstehen, wollen wir ein Spiel spielen! Schau dich um und kategorisiere Pflanzen basierend auf ihrem Alter.