- Внимание! В конце будет забавный эксперимент на кухне))
Итак, немногочисленные отважные друзья и коллеги, продолжаем наше безнадёжное неблагодарное занятие по изучению растений.
В предыдущих сериях нашего захватывающего (некоторых) сериала мы узнали про основные пигменты растений - хлорофилл и каротиноиды. Эти пигменты нужны не для красоты, а для дела - для самого главного дела всей жизни растений - для фотосинтеза.
Но, как повсюду в природе бывает, нечто, однажды изобретённое, используется в куче разных мест. И каротиноиды, эти неизменные помощники хлорофилла, тоже на полставки подрабатывают в клеточных спецслужбах антиоксидантами. И ещё на 0,1 ставки лепестки окрашивают.
Но понятное дело, что одной добровольной народной дружиной поддержание порядка и спокойствия внутри и снаружи растения не обеспечить. И для этого есть еще всякие разные вещества. Они называются общим обидным словом "вторичные метаболиты".
Ну, например, хлорофилл и разные белки - они первичные, а эти - вторичные, вроде как осетрина второго сорта. Но это, конечно, не так. Они всё равно очень важные. Растения без них, конечно, жить будут - но недолго и плохо.
Вторичные метаболиты растений
Среди вторичных метаболитов растений есть самые разные вещества. Это, например, средства химической защиты и нападения - всякие яды, смолы, воска и эфирные масла. Ими растения защищаются прежде всего от травоядных животных (включая насекомых и слизней).
- Пиретроиды, например - это вещества из пиретрума, ромашки. Она ими травит насекомых-вредителей. А теперь и мы тоже - подсмотрели у нее и научились их делать.
А ещё многие из вторичных метаболитов могут использоваться как антибиотики - защищать от болезнетворных микроорганизмов. Причем вырабатываются они в ответ на инфицирование, а не просто так. Всем известный аспирин - это производное салицилатов, которые впервые выделили из коры ивы.
И сами салицилаты, и полученный из него аспирин (ацетилсалициловая кислота), действуют как яд на микробов, а на человека - как противовоспалительное и болеутоляющее средство.
Но, как мы уже знаем, почти все вещества "подрабатывают". Эфирные масла, например, врагов отгоняют (в листве отпугивают листогрызущих насекомых), а друзей - привлекают (в цветках привлекают насекомых-опылителей).
В эволюционном ряду растения их друг другу передают по наследству. А "наследники" немного переделают - и вот у нас уже другое вещество, пахнет по-другому и цветом другим. Посмотрите на картинку внизу. Тут ментол - ну вы знаете, им пахнет мята. Чуть-чуть переделанный ментол превращается в гераниол, эфирное масло - думаете, герани? Не-а, это основной компонент розового масла)) У герани правда он тоже он есть. А если его немного переделать, то будет линалоол, эфирное масло, которое содержится в лепестках сложноцветных.
Тут можно было бы много рассказывать, потому что есть еще более сложные и удивительные вещества, например, смолы. Они всякие разные, и многие из них отпугивают вредителей, а другие противостоят болезням. И бабушкины средства типа хвойного настоя не совсем уж бесполезная фигня. Но и полагаться на него особо не стоит. Там, конечно, есть полезное - но непонятно в каких формах и в каких дозах.
Я знаете, к чему всё это вам рассказываю? Чтобы вы видели, что растения всё могут. Они могут сделать такие вещества, какие мы даже и не умеем. А мы потом за ними повторяем, синтезируем их, делая проще, доступнее, дешевле. Но такие синтезированные аналоги почему-то начинаем пренебрежительно называть "химией". Вдумайтесь, где логика, друзья? Эта "химия" подсмотрена у растений! Она чистая, дозированная и доступная. Что в ней плохого?
Или другая крайность, например. Мы считаем, что "травки" - это безвредно. И опять - где логика? Самые ужасные яды, наркотики и прочее - они из "травок".
Травки не безобидны. От них можно заболеть и умереть. В то время как "химия" из аптеки стандартизована, снабжена инструкцией и действует предсказуемо. Поэтому думайте, пожалуйста, головой, а не ведитесь на ярлыки и "общепринятые" глупости. Читайте, например, прекрасного доктора Сапего!
А что же синие пигменты?
Ну вот, возвращаемся с небес на землю... Хотя скорее, наоборот, в небеса. Мы же про синие пигменты с вами сейчас поговорим. Про антоцианы.
Синие пигменты, выделенные из лепестков цветов, ещё в 19 веке назвали антоцианами. В переводе с греческого - "цветки синие". Неожиданно, правда? )) Но что на самом деле неожиданно, так что то, что эти пигменты дают синюю, фиолетовую - и красную (!) окраску.
Но это не тот красный, что прямо кумачово красный. Прямо кумачово-красных цветков очень-очень мало. Это тот более холодный красный, например, у пеларгонии, или у роз и флоксов. В нём как будто примесь синего. Ну потому что его антоцианы делают, а они по природе синие. Ниже не лучшая по качеству, но показательная фотография красной пеларгонии и синей лобелии. Цвет им дают антоцианы.
Вы же помните, что настоящий тёплый красный цвет дают каротиноиды, и дают они его красным плодам, чтобы их видели и ели птицы.
Птицы очень хорошо видят и любят "помидорный" красный цвет. Их этому эволюция научила. Некоторые цветки тоже используют теплый красный пигмент каротиноидов для окраски лепестков. Особенно всякие тропические товарищи. А знаете, почему? Потому что их птицы опыляют.
А наши красные цветки опыляют насекомые. Например, пчёлы. И этот красный они должны видеть и любить. Потому что им мы будем красить лепестки цветов. А пчелы так себе видят красный и желтый. Они хорошо видят синий и фиолетовый, даже ультрафиолетовый, который мы не видим. Поэтому и цветки для них делают указатели в этих цветах.
Копаем глубже!
В химической основе антоцианов лежит общий "скелет". А к нему в нужных местах прикрепляются разные группы. В зависимости от этого получаются пигменты с разными свойствами и с разными цветами. Вот, например, табличка из статьи на Элементах: Обратите внимание на последние 4 вещества. Спорим, вы с первого раза угадаете, где их нашли)) напишу тут. Вы как формулу увидите, так и картинку смотреть не будете.
Пеларгонидин
Мальвидин
Дельфинидин
Петунидин
Оказалось, что многие антоцианы изменяют цвет в разном химическом окружении. Например, красный пеларгонидин в присутствии ионов железа и алюминия становится голубым.
Как и очень многое, антоцианы используются не только, чтобы окрашивать лепестки (а также листья, клубни, стебли и все такое прочее) в соответствующие цвета. Они тоже, как и каротиноиды, мощные антиоксиданты.
Посинеть от холода
Замечали же, что в тяжелых условиях растения "синеют"? При недостатке фосфора, например, или похолоданиях. У меня нынче просто полигон антоциановый был в мае. Холодина стояла, бррр! У лобелии листья стали лиловыми.
У виолы, кстати, не только листья, но и цветки голубеют в холодных условиях выращивания. Эта, например, была чисто белой в тепле.
Вспомним мою несчастную пеларгонию, которая замерзла да еще и обгорела на солнце в мае? Сперва она стала вся с ног до головы розовой. Я же говоила, она старалась. Наделала антоцианов, может того самого пеларгодина... Но не смогла.
А почему, скажем, холод, недостаток фосфора и слишком яркий свет проявляются одинаково? Потому что растения, которые умеют делать антоцианы, используют их как антиоксиданты. Чтобы усмирять черезчур активные молекулы. Потому что все эти неблагоприятные для метаболизма растений факторы приводят как раз к их избыточному образованию.
Вы помните, где сидят каротиноиды? Они сидят в хлоропластах. По своей химической сущности, это нейтральные молекулы, они жирорастворимые и закреплены в мембранах тилакоидов (Помните - это такие мешочки в хлоропластах). Прямо там же они и скручивают всяких хулиганов, вроде кислородных радикалов.
В отличие от каротиноидов, антоцианы водорастворимые. Они находятся в вакуолях с клеточным соком.
Вакуоли занимают большую часть растительной клетки. И если в них налить антоциана, то они создадут такую окрашенную завесу. И лишнее солнышко не будет попадать в клетку. Как если бы растение надело синие солнечные очки. Теперь хлорофилл не возбуждается так сильно и производит меньше опасных радикалов.
Хотя листья становятся красновато-лиловыми, хлорофилл в таких листьях есть. Это можно доказать очень простым опытом. К сожалению, сейчас зима, и я вам не могу показать его вживую. Но охотно расскажу совсем скоро (вернусь на машине времени и положу сюда ссылку на ненаписанную пока статью про изучение пигментов).
Такой же механизм работает в осенних листьях. Некоторые из них, желтые и оранжевые, окрашены каротиноидами, которые стали заметными при осеннем разрушении хлорофилла, а другие, особенно яркие красные, окрашиваются с участием антоцианов по тому же принципу, как я вам только что рассказала про листья.
Помните прекрасный Сад под Петербургом Ольги Михайловны? Она часто сетует, что у неё, под сенью сосен, многие растения не проявляют такую яркую осеннюю окраску, которая свойственна им в более солнечных местах. Тут тоже дело в антоцианах. На ярком солнце им надо работать антиоксидантами, растение делает их с запасом - а если такого солнца нет, то и запаса много не надо. И осенняя окраска выходит не очень яркой.
Ты такой... изменчивый!
А помните, я говорила, что антоцианы могут менять цвет в разном химическом окружении? Это свойство использует наша медуница, прекрасный весенний цветок. Молодые ее цветочки распускаются розовыми, потом голубеют, а потом синеют. Вроде бы это зависит от количества нектара и пыльцы в цветке, этакий сигнал пчёлам. Но точно не знаю, врать не буду.
Ну тут уже не удержусь и покажу вам простой антоциановый опыт. С обычным смородиновым соком. Который тоже по природе красителя антоциановый.
Замороженную смородину просто залила водой и раздавила. Процедила полученную жидкость. Смородина кислая, и цвет её сока ярко розовый.
Добавим соды. Начинается реакция, среда становится щелочной. Краситель синеет.
А теперь снова давайте вернём кислую среду. Добавим в синий пигмент кислоты. У меня обычная лимонная кислота. И о чудо! Грязно-синяя жидкость снова розовая!
Вот такие они забавники, эти антоциановые пигменты!
Оставайтесь. Мы потом ещё хлорофилл выделим и от каротиноидов отделим! Будет познавательно.
Ваша Лл.
