бензине. Этого можно достигнуть с по­мощью щелочи. В пробирку, где произошло

отделение ксан­тофилла, добавим кусочек ще­лочи (КОН или NаОН). Про­бирку

закроем пробкой и тщательно взболтаем ее со­держимое. После расслоения

жидкостей можно увидеть, что картина распределения пиг­ментов изменилась:

нижний спиртовой слои окрасился в зе­леный цвет, а верхний — бен­зиновый — в

желто-оранжевый, характерный для каротина.

Эти опыты наглядно свиде­тельствуют о том, что в зеленом листе одновременно с

хлоро­филлом присутствуют желтые пигменты — каротиноиды.

При наступлении холодов образования новых молекул хлорофилла не происходит, а

старые быстро разрушаются. Каротиноиды же устойчивы к низким температурам,

по­этому осенью эти пигменты становятся хорошо заметными. Они и придают

листьям мно­гих растений золотисто-жел­тый и оранжевый оттенок.

Каково же значение каро­тиноидов в жизни растений? Установлено, что эти

пигменты защищают хлорофилл от раз­рушения светом. Кроме того, поглощая

энергию синих лу­чей солнечного спектра, они передают ее на хлорофилл. Это

позволяет зеленым расте­ниям более эффективно ис­пользовать солнечную энергию

для синтеза органического ве­щества.

Осенний лес окрашен, одна­ко, не только в желтые тона. С чем связана лиловая

и багряная окраска листьев? Наряду с хлорофиллом и каротиноидами в листьях

рас­тений имеются пигменты, ко­торые носят название антоцианов. Они хорошо

раствори­мы в воде и содержатся не в цитоплазме, а в клеточном соке вакуолей.

Эти пигменты очень разнообразны по ок­раске, которая зависит в ос­новном от

кислотности клеточ­ного сока. В этом легко убе­диться на опыте.

Прежде всего приготовьте вытяжку антоцианов. С этой целью листья бересклета

или какого-то другого растения, окрашенные осенью в красные или фиолетовые

тона, измель­чите ножницами, поместите в колбочку, прилейте воды и нагрейте

на спиртовке Вскоре раствор станет красновато-си­ним от присутствия

антоциа­нов. Полученную вытяжку пиг­ментов налейте в две пробирки. В одну

добавьте слабой соля­ной или уксусной кислоты, а в другую — раствор аммиака.

Под действием кислоты раст­вор станет розовым, тогда как в присутствии щелочи

— в за­висимости от количества и концентрации этой щелочи — зеленым, синим и

желтым.

Антоцианы, как и каротиноиды, более устойчивы к низ­ким температурам, чем

хлоро­филл. Поэтому они и обна­руживаются в листьях осенью. Исследователи

установили, что образованию антоцианов способствуют высокое содер­жание

Сахаров в раститель­ных тканях, сравнительно низ­кая температура и

интенсив­ное освещение.

Увеличение содержания сахаров в осенних листьях про­исходит за счет гидролиза

крахмала. Это имеет важное значение для транспортировки ценных питательных

веществ из отмирающих листьев во внутренние части растений. Ведь сам крахмал

нетранспор­табелен в растении. Однако скорость оттока образующихся в

результате его гидролиза Сахаров из листьев при низких температурах невелика.

Кро­ме того, при падении темпе­ратуры ослабляется дыхание растений и,

следовательно, лишь незначительное количе­ство Сахаров подвергается

окислению. Все эти факторы благоприятствуют накоплению в растительных тканях

Саха­ров, которые начинают исполь­зоваться в синтезе других веществ, в

частности антоци­анов.

О превращении избытка сахаров в антоцианы свидетель­ствуют и другие факты.

Ес­ли у виноградной лозы путем кольцевания (удаление части коры в виде

кольца) затруд­нить отток продуктов фотосин­теза, то листья, расположен­ные

выше кольца, через две-три недели приобретают крас­ный цвет из-за накопления

антоцианов. При этом их об­разуется так много, что зеле­ная окраска

хлорофилла ста­новится незаметной.

То же самое наблюдается не только при понижении температуры или кольцевании,

но и при недостатке фосфора. Если, например, томаты вы­ращивать на

питательном рас­творе, лишенном этого элемен­та, то нижняя часть листьев, а

также стебли приобретают синий цвет. Дело в том, что при отсутствии фосфора в

рас­тениях не может осущест­вляться процесс окисления Сахаров без соединения

с остатком фосфорной кислоты молекула сахара остается не­активной. Поэтому в

расти­тельных тканях происходит на­копление избыточных коли­честв Сахаров,

которые исполь­зуются на синтез антоцианов. Увеличение содержания этих

веществ ведет к посинению стеблей и листьев растений, испытывающих нехватку

фос­фора.

Образование антоцианов за­висит также от интенсивнос­ти света. Если осенью

вни­мательно приглядеться к яр­кой окраске деревьев и кустар­ников, то можно

заметить, что багряный цвет имеют в основ­ном те листья, которые лучше всего

освещены. Раздвиньте пылающий огненными красками куст бересклета, и вы

увидите внутри желтые, бледно-желтые и даже зеленые листья. Во время

дождливой и облачной осени листва дольше сохраняется на деревьях, од­нако она

не так ярка из-за недостатка солнца. Преобла­дают желтые тона, обусловлен­ные

присутствием каротиноидов, а не антоцианов.

Низкая температура также способствует образованию ан­тоцианов. Если стоит

теплая погода, то лес изменяет свою окраску медленно, но едва ударит морозец,

как сразу запылают осины и клены.

М. М. Пришвин в миниатю­ре «Светильники осени» писал: «В темных лесах

загорелись светильники осени, иной лист на темном фоне так ярко го­рит, что

даже больно смот­реть. Липа стоит уже вся черная, но один яркий лист ее

остался, висит, как фонарь, на невидимой нити и светит».

11. Радуга флоры

Уж коли мы заговорили о пиг­ментах растений, следует рас­сказать и о причинах

разно­образия окраски цветков.

Зачем цветкам их яркая, сочная окраска? В конечном счете для того, чтобы

привлечь к себе насекомых-опылителей. Многие растения опыляются лишь

определенными видами насекомых, поэтому окраска цветков часто зависит от

того, для каких именно насе­комых предназначены цвето­вые сигналы. Дело в

том, что в отношении цвета насекомые бывают довольно капризны. Скажем, пчелы,

шмели, осы предпочитают розовые, фиоле­товые и синие цветки, а около . желтых

обычно толкутся мухи. Красный же цвет многие насе­комые, наделенные не

слишком совершенным зрением, путают с темно-серым. Поэтому в наших широтах

чисто-крас­ные цветки довольно редки. Исключение — мак, но и его лепестки

имеют примесь жел­того цвета; обычно именно этот оттенок и замечают пче­лы.

Лучше других насекомых красный цвет различают ба­бочки — они-то, как правило,

и опыляют красные цветки наших широт, например гвоз­дики. А вот среди

тропиче­ских растений красный цвет более распространен, и от­части это

связано с тем, что опыляют их цветки не насе­комые, а птицы: колибри или

нектарницы, у которых зре­ние более развито.

Бывает, что у одного и того же растения окраска цветков с возрастом

изменяется. Это хорошо заметно у ранневесеннего растения медуницы: розо­вый

цвет ее молодых цветков сменяется по мере старения синим. Старые цветки

меду­ницы пчелы уже не посеща­ют: они, как правило, опылены и нектара не

содержат. И в этом случае смена окраски служит сигналом для насеко­мых — не

теряйте времени даром!

А вот у гилии (США) — красивого растения из семей­ства синюховых,

родственни­цы флоксов, произрастающей в горах штата Аризона (США), цветки

первоначально имеют алый цвет, который, как уже отметили, привлекает птиц.

Но когда колибри поки­дают горы, гилия меняет окрас­ку вновь появляющихся

цвет­ков: они становятся бледно-красными или даже белыми.

Окраска большинства цвет­ков определяется присутствием различных пигментов.

Самые распространенные — каротиноиды, растворимые в жирах соединения:

каротин, его изо­меры и производные. В раство­ре все они имеют бледно-

жел­тую, оранжевую или светло-красную окраску. Названия каротиноидов,

содержащихся только в цветках, столь же кра­сивы, как и придаваемая ими

окраска: эшшольксантин, пе-талоксантин, газанияксантин, ауроксантин,

хризантемаксантин, рубихром...

Наряду с каротиноидами ок­раску цветков определяют и антоцианы. Оттенки этих

пиг­ментов очень разнообразны — от розового до черно-фиолето­вого. Несмотря

на такое цве­товое многообразие, все анто­цианы устроены по одному ти­пу —

они представляют собой гликозиды, то есть соединения сахара с неуглеводной

частью, так называемым агликоном. Примером может служить кра­сящее вещество,

содержащее­ся в цветках василька,— антоцианин. Его агликон — цианидин — один

из самых рас­пространенных, образуется в результате отщепления двух молекул

глюкозы от антоциана.

Как уже говорилось, антоциановые пигменты могут из­менять свою окраску в

зави­симости от кислотности среды. Вспомните два вида герани,

распространенной в средней полосе: герань лесную и герань луговую. У лесной

лепестки розовые или лиловые, а у луговой — синие. Различие в цвете

обусловлено тем, что сок герани лесной более кис­лый. Если приготовить водную

вытяжку из лепестков герани либо лесной, либо луговой — и изменить ее

кислотность, то в кислой среде раствор станет розовым, а в щелоч­ной — синим.

Такую же операцию можно проделать и над целым расте­нием. Если цветущую

фиалку поместить под стеклянный кол­пак рядом с блюдцем, куда налит

нашатырный спирт (он при испарении выделяет ам­миак), то ее лепестки станут

зелеными; а если вместо на­шатырного спирта в блюдце будет дымящаяся соляная

кис­лота, они окрасятся в красный цвет.

Мы уже говорили, что одно и то же растение медуницы может иметь цветки разной

окраски: розовые — молодые и синие — старые. Посинение ле­пестков по мере их

старения можно объяснить индикатор­ными свойствами антоцианов. Клеточный сок

растения, в ко­тором растворен пигмент, име­ет кислую реакцию, а цито­плазма

— щелочную. Вакуоли с клеточным соком отделены от цитоплазмы мембраной,

ко­торая обычно непроницаема для антоцианов. Однако с возрастом в мембране

возника­ют дефекты, и в результате пигмент начинает проникать из вакуолей в

цитоплазму. А поскольку реакция здесь иная, меняется и окраска цветков.

Чтобы убедиться в справед­ливости этой точки зрения, возьмите ярко-красный

лепес­ток какого-то растения, на­пример герани, розы, и раз­давите его между

пальцами. При этом также произойдет смешение содержимого ци­топлазмы и

вакуоли, в резуль­тате лепесток в месте повре­ждения посинеет.

Впрочем, было бы непра­вильно связывать окраску ан­тоцианов лишь с их

индикатор­ными свойствами. Исследова­ния последних лет показали, что она

определяется и неко­торыми другими факторами. Цвет антоциановых пигментов

может меняться, например, в зависимости от того, с ка­кими ионами они

находятся в комплексе. При взаимодей­ствии с ионами калия комплекс

приобретает пурпурную окрас­ку, а с ионами кальция или магния — синюю. Если

срезать цветущий колокольчик и по­местить его в раствор, со­держащий ионы

алюминия, то лепестки посинеют. То же самое наблюдается, если соединить

растворы антоцианина и соли алюминия.

Многим читателям, возмож­но, знаком роман Александра Дюма «Черный тюльпан», в

ко­тором в остросюжетной форме рассказывается о выведении сорта тюльпана

необычного черного цвета. Вот как описы­вает его автор романа: «Тюль­пан был

прекрасен, чудесен, великолепен; стебель его во­семнадцати дюймов вышины. Он

стройно вытягивался квер­ху между четырьмя зелеными гладкими, ровными, как

стре­ла, листьями. Цветок его был сплошь черным и блестел, как янтарь».

Почти пять веков преследо­вали неудачи садоводов, пы­тавшихся вывести

черный тюльпан. И вот, Фризский ин­ститут цветоводства в Га­аге сделал

официальное за­явление о том, что в Гол­ландии черный тюльпан полу­чен в

результате последова­тельного скрещивания двух сортов — «Царица ночи» и

«Венский вальс». В работе принимали участие шесть гол­ландских

исследовательских центров. Полученный цветок идеален по своим классиче­ским

размерам.

Садоводы стремятся со­здать также черные розы. Выведены такие сорта,

кото­рые при неярком освещении действительно кажутся черны­ми (на самом деле

они темно-красного цвета). На Гавай­ских островах растут дикие черные розы.

В честь бессмертного про­изведения Гете «Фауст» са­доводы создали сорт

анюти­ных глазок черного цвета под названием «Доктор Фауст». Анютины глазки,

как известно, были любимыми цветами- вели­кого немецкого поэта и бота­ника.

Черная или почти черная окраска цветков обусловлена присутствием в

околоцветнике антоцианов. Кроме каротиноидов и ан­тоцианов, лепесткам могут

придавать окраску и другие вещества, в том числе флавоны и флавонолы. А какой

пигмент окраши­вает в молочный цвет вишне­вые сады, превращает в снеж­но-

белые сугробы кусты че­ремухи? Оказывается, никаких белых пигментов в их

лепест­ках нет. Белый цвет придает им... воздух. Если рассмотреть под

микроскопом лепесток че­ремухи или любого другого белого цветка, то можно

уви­деть множество прозрачных и бесцветных клеток, разде­ленных обширными

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6