Если хлорофилл - основной светособирающий пигмент - зелёного цвета, то почему тогда диатомовые водоросли – желтые? А фотосинтезирующие циано-бактерии – сине-зелёные? А красные водоросли, как вы уже догадались – красные? Есть ещё бурые водоросли, которые бурые…
Дело в том, что основным пигментом кислородного фотосинтеза является зелёный хлорофилл «а». Он не только собирает энергию фотонов, но и может конвертировать её в другую форму и передавать дальше, но уже в виде электрона! Это самый важный момент, ведь, как мы уже с вами обсуждали, энергия, которую ты не можешь перевести в доступную для использования форму - бесполезна. И это может делать только хлорофилл "а".
Помимо хлорофилла "а", без которого каша не сварится, есть ещё несколько типов дополнительных хлорофиллов, отличающихся от основного строением молекулы и оттенком зелёного цвета. Они только собирают энергию и передают её на хлорофилл "а". И чтобы окончательно всех запутать: есть вспомогательные фотосинтезирующие пигменты совсем другого рода и цвета. Например, у диатомовых водорослей это каротиноиды. Пигменты каротиноиды - жёлто-оранжевые, они-то и придают водорослям-стекляшкам золотистый цвет.
Но это совсем не значит, что в клетках диатомей нет зелёного хлорофилла «а», главного участника процесса фотосинтеза! Просто он маскируется жёлто-оранжевыми каротиноидами. Без хлорофилла "а" все вспомогательные пигменты фотосинтеза будут попросту бесполезны - собранная энергия света не сможет преобразоваться в другую, доступную для живых клеток форму.
У циано-бактерий вспомогательный пигмент – фикоцианин. Он синего цвета. У красных водорослей помощником в фотосинтезе является красный фикоэритрин. И т.д.
А зачем все эти сложности? Почему нельзя обойтись только хлорофиллом «а» ? Подсказка находится в самом цвете дополнительных пигментов!
Молекулы хлорофилла так устроены, что хорошо улавливают световые волны сине-фиолетового и красного диапазона, а вот желто-зелёный спектр хлорофиллом почти не захватывается - он отражается и просто радует наш глаз сочным зелёным цветом. Но это же энергия, которая пропадает даром! А вот если к хлорофиллу добавить пигменты, которые работают с зелёным и желтым диапазоном...
Световые ловушки из каротиноидов отражают оранжевый спектр, но захватывают зелёный – который не использует хлорофилл. Синий фикоцианин цианобактерий захватывает и желтый, и зелёный. Как и красный фикоэритрин водорослей.
Дополнительные пигменты помогают использовать весь спектр видимого света без остатка. Особо они полезны там, где есть дефицит световой энергии. Например, под водой. Дело в том, что вода плохо пропускает свет и волны разного спектра проникают на разную глубину: например, красный диапазон сдаётся первым уже на десятке метров, а зелёный исчезает на сотне. Глубже проникает синий и особенно фиолетовый свет. По этой причине красный спектр света в воде является самым неэффективным, и водоросли, которые живут на глубине более 10 м, обычно бурые или красные – так как они активно пользуются дополнительными пигментами, улавливающими весь свет кроме бесполезного красного и оранжевого спектра. Благодаря вспомогательному пигменту эритрину, красные водоросли являются самыми глубоководными фотосинтетическими организмами. Они забрались на глубину до 200 м, туда, куда остальные фотосинтетики не дотянули – и тем самым избавились от надоедливых конкурентов. Вот такую супер-способность дают вспомогательные пигменты для фотосинтеза.
Очень красивое и познавательное видео про диатомовых тут: https://dzen.ru/video/watch/647c6f6fa3f6b41a2e1c1d62?share_to=link
А про зелёный хлорофилл тут: https://dzen.ru/video/watch/649fb5ecada9ca54d215ebce?share_to=link
Благодарю за любопытство и любознательность:)
#фотосинтез #хлорофилл #каротиноиды #водоросли #цианобактерии #цвет #свет #микромир #микроскопия
