Odpověď na otázku proč jsou rostliny zelené je celkem jednoznačná. Obsahují chlorofyl, který jim dodává zelenou barvu. Proč jsou ale jejich květy fialové, rudé, či žluté? Proč září bohatými barvami na podzim? Na tyto otázky společně budeme hledat odpovědi.
V listech rostlin najdeme i jiná fotosyntetizující barviva, jako karotenoidy, či xantofyl, ovšem v daleko menších množstvích než základní chlorofyl. I když tato barviva hrají při fotosyntéze také svoji nezaměnitelnou úlohu a přímo fotosyntézu neumožňují, dodávají svoji energii chlorofylu a působí jako druhotná barviva. Kombinace různých rostlinných barviv pak vytvářejí různé odstíny zelené. Rostliny navíc obsahují speciální barviva, zvaná antokyany, ale o těch později.
Různobarevnost rostlin
Rostliny vnímají světlo jinak než člověk. Receptorem světla v rostlinách je chlorofyl, který poskytuje rostlinám energii potřebnou pro fotosyntézu. Nejlépe se vytváří v červené a modré oblasti spektra, zelená až žlutá barva zůstává kvůli zelené barvě chlorofylu nevyužita. To je důvodem, proč mnoho rostlin obsahuje další barviva k pohlcování světelné energie pro fotosyntézu i k růstu.
Pokud se rostlina nachází ve stínu jiné rostliny, dopadá na ni minimum záření červeného, ale dostatek infračerveného, a rostlina se začne natahovat za světlem, znásobí svůj růst. Barva často závisí na prostředí, v němž rostlina žije. Mnohé mořské řasy jsou červené nebo dokonce hnědé, protože červené vlnové délky nepronikají příliš dobře vodou. V mělkých vodách jsou řasy ještě zelené, ale s hloubkou získávají tmavší zbarvení, aby lépe pohlcovaly světlo.
Další takovou výjimkou jsou například chytré begonie. Často mají listy na svrchní straně zelené a vespod červené. To proto, že v přírodě žijí v tmavých částech lesů. Svrchní část listu tak zachycuje sporé paprsky světla pronikající korunami stromů a spodní červená barva zase pohlcuje hnědé a červené spektrum, odražené od povrchu země. Posbírala tak více energie. A co onu červenou barvu způsobuje? Vedle již zmíněných látek karotenu a xantofylu, jsou to již zmíněné antokyany. Tato červená barviva patří do skupiny flavonoidů, látek, které dobře známe například z červeného vína a o kterých už dnes víme, že jsou jedněmi z nejúčinnějších antioxidantů, tedy látek schopných odbourávat nebezpečné volné radikály kolem nás.
Pestré barvy podzimu
Chloroplasty jsou sice malé a výkonné „stroječky“ na přeměnu sluneční energie, ale jako každý mechanismus se opotřebovávají. Rostliny pak mají na výběr. Buď nahradit opotřebované chloroplasty novými, nebo skončit s výrobou chlorofylu v listu a začít znovu. Právě druhý případ je typický pro listnaté stromy. Ty na podzim ukončí v listech výrobu chlorofylu a nastartují absorbci nových živin. Při dalším vývoji a tvorbě nových listů budou nejvíce potřebovat chlorofyl, který se stáhne z listů do zásoby. V listech začnou převládat další barviva, jako xantofyl (žlutá), nebo karotenoid (červená). To je důvod proč na podzim, kdy chlorofyl z listů zmizí, vidíme všechny listnaté stromy v krásně oslnivých barvách.
To ovšem není všechno. Velkou roli zde hrají právě antokyany, vznikající v buněčné cytoplasmě. Jejich funkce není dodnes plně objasněna. Jedním z důvodů jejich tvorby může být ochrana proti škodlivému ultrafialovému záření, či ochrana proti volným radikálům. Největší produkce antokyanů začíná na konci vegetačního období, kdy slouží především k ochraně buněk, jejichž funkce jsou oslabeny nedostatkem chlorofylu.
Antokyany jako sluneční deštník
Jednou z funkcí antokyanů může být i ochrana rostlin před prudkými slunečními paprsky, Proto také můžeme v některých oblastech tropů a subtropů pozorovat stromy s červenými listy po celý rok. Červený pigment je tak ochraňuje. Tuto teorii podporuje i skutečnost, že nejvíce antokyanů a tedy nejvíce jsou zbarveny do červena mladé vrcholové listy a čím jsou starší a rostou v nižších polohách, tím jsou zelenější.
Geny, které se podílejí na tvorbě antokyanů už dnes umíme identifikovat a dokonce jejich aktivitu uměle podpořit. Toho bohatě využívají genetická pracoviště, zabývající se šlechtěním rostlin. Květy rostlin, jimž byly implantovány geny pro tvorbu antokyanů mají mnohem sytější zabarvení a někdy antokyany barví i listy těchto rostlin. Vědci například využili izolovaných květů z gerber, aby dosáhli cihlově červené barvy u petúnií.
Co nevíte o barvách rostlin
Zásadní změny v listové chemii nezpůsobuje ochlazení, či přímo mráz, ale úbytek denního světla
Výrobu barviv zvaných antokyany mají na svědomí cukry, obsažené v listech rostlin, jako produkt fotosyntézy
Nejoslnivější podzimní barvy mají na svědomí: teplé a vlhké jaro, příznivé letní počasí, teplé a slunné podzimní dny se studenými nocemi, velkou roli hraje i vlhkost půdy
Listy vydrží déle na stromech a později se barví v městském prostředí v blízkosti pouličních lamp, kde mají více světla.
Využití rostlinných barviv
Lidstvo užívá barviva obsažená v rostlinách až celé tisíce let. V posledních letech ovšem jejich využití klesá, protože většina barviv je vyráběna syntetickou cestou. Jsou však výjimky, jako napříkald indigo, či henna.
Indigo je rostlinné barvivo známé v Egyptě již kolem roku 2000 př. n. l. V Orientu bylo získáváno z rostlin obsahujících indigo., v Evropě. od 9. st. z borytu barvířského.
Henna je známá také pod názvem Lawsonia inermis. Získává se z afroasijského keře z čeledi kyprejovité (Lythraceae) s malými listy a s drobnými žlutými květy v latách. Je to velmi stará kulturní rostlina., její stonky a listy poskytují oranžové až červené barvivo henna (hennah), užívané k barvení vlasů, nehtů a pokožky. Dodnes se henna těší zejména v arabských zemích nesmírné oblibě.
