کارتنوئيدها و رنگ نارنجي برگ درختان

هميشه از ديرباز اين سؤال مطرح بوده که چرا رنگ برگ بعضي از درختان از سبز به رنگ هاي مختلف تغيير مي کند. در اين باره تصورات زيادي در قديم مطرح بوده است. به طور مثال، هندي ها تصور مي کردند صورت فلکي شکارچي (Orion) در فصل پايير با شکار صورت فلکي خرس بزرگ (Ursa Major) خون او را در شب روي شاخ و برگ درختان مي پاشد و اين چنين برگ ها به رنگ قرمز، زرد و نارنجي درمي آيند! بعضي ها هم فصل سرما را علت آن مي دانستند.
با کشف ميکروسکوپ و تحقيقات بيوشيميايي روي ساختار و اجزاي تشکيل دهنده ي برگ، پرده از راز تغيير رنگ برگ ها برداشته شد و ثابت گرديد فرآيندهاي شيميايي که به هنگام آماده شدن گياه در فصل زمستان در آن به وقوع مي پيوندد، باعث تغيير رنگ برگ ها مي شود.
در پاييز هنگامي که هواي سرد موجب کاهش فرآيندهاي حياتي گياهي مي شود، فعاليت برگ به پايان مي رسد و مواد رنگي موجود در آن به مواد متنوعي که از آنها ترکيب يافته، تجزيه و مواد غذايي قابل دسترس به تنه ي درخت منتقل مي شود.
البته با توجه به اينکه در پاييز ميزان قند در برگ ها بيش از آن است که بتواند به سرعت به درون تنه ي درخت انتقال يابد، در اين حالت ترکيبات شيميايي آن با ساير مواد، رنگ هاي متنوعي را به وجود مي آورند که بين قرمز روشن و قرمز مايل به قهوه اي در نوسان است. در مخروط داران (مانند کاج و سرو) که برگ هاي خود را در پاييز نمي ريزند، برگ ها به رنگ قهوه اي روشن تبديل مي شوند.
به اين مواد رنگي، رنگدانه (Pigmant) گفته مي شود. پيگمان ها شامل سه دسته هستند: کلروفيل ها (Chlorophills)، کاروتنوئيدها (Carotenoids) و فيکوبيلين ها (phycobillins)
دو دسته اول جزء مواد غيرقابل حل در آب هستند و در گياهان و جلبک ها يافت مي شوند و موجب پيدايش رنگ زرد مي شوند. دسته سوم جزء مواد قابل حل در آب بوده و در جلبک هاي آبي - سبز و جلبک هاي دريايي قرمز يافت شده و داراي رنگي به نام آنتوسيانين هستند که باعث به وجود آمدن رنگ هاي قرمز و بلوطي مي شوند.
کار کلروفيل، جذب انرژي از نور خورشيد و انجام عمل فتوسنتز و در نهايت توليد اکسيژن است و کاروتنوئيدها نيز به طور غيرمستقيم دراين عمل دخالت داشته و در کلروپلاست گياهان وهمچنين در گياهاني که فاقد کلروفيل هستند (در قسمت پلاستيدها) جمع مي شوند.
کاروتنوئيدها همچنين در تيغه هاي فتوسنتزي (Lamella) جلبک هاي سبز-آبي و برخي از باکتري ها و قارچ وجود دارند و تراکم آنها در بسياري از ميوه هاي رسيده (مانند گوجه فرنگي) افزايش مي يابد.
کاروتنوئيدها همچنين در جذب نور و انتقال انرژي به کلروفيل دخالت دارند و در بعضي از گونه ها، سلول را از تخريب فتوشيميايي حفظ مي کنند. اين مواد به علت داشتن زنجيره ي بلند (اکسيژن، هيدروژن و کربن) به تتراترپن (Tetraterpens) معروف هستند و شامل کاروتن هاي نوع آلفا و بتا، گزانتوفيل ها، فلاووگزانتين ها، فوکوگزانتين ها و زآگزانتين ها مي شوند.
منبع: ماهنامه ي نوآور، شماره ي 67.