เรียนรู้วิธีเปิดบัญชีธนาคาร

เพื่อการเรียนรู้และใช้งาน

พืชใบแดง: วิวัฒนาการในความก้าวหน้า?

แต่ละฤดูใบไม้ผลิเมื่อดอกไม้โมเสคสีสันสดใสเข้ามาใกล้พืชใบสีแดงโดดเด่นในทะเลสีเขียว

 ในขณะที่ต้นไม้สีเขียวและสีแดงใบไม้พุ่มไม้และพืชประกอบด้วยคลอโรพลาสต์เพื่อทำการสังเคราะห์ด้วยแสงต้นหลังใช้แอนโธไซยานินเพื่อให้ประโยชน์เพิ่มเติมและแยกความแตกต่าง คำถามคือเมื่อการลดลงของโอโซนอย่างต่อเนื่องทำให้รังสีอุลตร้าไวโอเล็ต (UV) ที่เป็นอันตรายสามารถแทรกซึมเข้าไปในชั้นบรรยากาศในระดับที่สูงขึ้นและมีการเปลี่ยนแปลงของแสงแดดอย่างรุนแรงตั้งแต่ระดับความสว่างไปจนถึงวิธีการหักเห การมีอยู่ของพืชใบสีแดงเป็นหลักฐานของการวิวัฒนาการในความคืบหน้า? การเปลี่ยนแปลงที่พวกเขาจะกลายเป็นประเภทที่โดดเด่นอยู่หรือไม่?

ในขณะที่คำถามเหล่านี้ไม่สามารถตอบได้อย่างง่ายดายดูเหมือนว่าพืชใบสีแดงมีข้อดีหลายประการ 

 

พวกมันดูดซับความยาวคลื่นสีเขียวและสีเหลือง (สองสีที่โดดเด่นของสเปกตรัม) พวกเขาดึงดูดแมลง “เป็นมิตร” เพื่อช่วยในการผสมเกสรพวกเขาขับไล่ศัตรูพืช “ศัตรู” ที่จะใช้ประโยชน์จากพวกเขาและพวกเขาสามารถทนต่อความเครียดสิ่งแวดล้อมดีกว่าพืชสีเขียว ของการเผาผลาญช้าลง อย่างไรก็ตามเพื่อให้ได้ข้อได้เปรียบเหล่านี้พืชใบสีแดงจะต้องใช้พลังงานและใช้สารอาหารในการผลิตเม็ดสีที่รับผิดชอบต่อสีของพวกเขา

พืชใบสีแดง“ เป็นสิ่งที่พบได้ทั่วไปในทุกคำสั่งของอาณาจักรพืชจาก…ฐานตับ liverwort [มอส, เฟิร์น, gymnosperms (ปรงหรือต้นสน) ” [1]ไปจนถึงขั้นสูงที่สุด พวกมันมีอยู่ในที่อยู่อาศัยหลากหลายตามแนวชายฝั่งแอนตาร์คติคและป่าฝนเขตร้อนมีความอุดมสมบูรณ์ในทะเลทรายที่แห้งแล้งเช่นเดียวกับทะเลสาบน้ำจืดและดูเหมือนจะอยู่ที่บ้านในป่าที่ขาดแคลนแสงเช่นเดียวกับในแสงอาทิตย์ – หลังคาทรงพุ่ม (ระดับบนขึ้นไป) ” [2]ในขณะที่การมีอยู่ของใบไม้สีแดงเป็นสิ่งชั่วคราวในพืชบางชนิด (เช่นพืชผลัดใบที่เปลี่ยนสีในฤดูใบไม้ร่วง แต่ต้นไม้อื่น ๆ ที่เริ่มต้นด้วยเฉดสีแดงในฤดูใบไม้ผลิ) มันจะถาวรในสายพันธุ์อื่น จุดเน้นของบทความนี้อยู่ที่พืชที่มีเม็ดสีแดงที่มีอยู่ในช่วงชีวิตของพวกเขา

“ สีแดง” ในใบไม้

  • แอนโธไซยานิน (ส่วนใหญ่ cyanidin-3-O-glucoside) [3]ซึ่งอยู่ในตระกูลฟลาโวนอยด์เป็นเม็ดสีที่ละลายน้ำได้ที่มีความรับผิดชอบในการให้พืชสีแดง พวกเขาถูกสังเคราะห์ในไซโตพลาสซึม[4]และอาศัยอยู่ในแวคิวโอลของเซลล์ใบ เม็ดสีหรือสารกระตุ้นเซลล์รับแสงอื่น ๆ ที่เปล่งแสงสีแดงคือ thiarubrine A, 3-deoxyanthocyanins, betalains, terpenoids และ carotenoids บางชนิด รงควัตถุเหล่านี้ด้วยอาจทำหน้าที่คล้ายกันและให้ประโยชน์คล้ายกันกับแอนโธไซยานิน

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของพวกเขา anthocyanins ดูดซับคลื่นสีเขียวและสีเหลืองของแสงโดยทั่วไประหว่าง 500 และ 600 นาโนเมตร (นาโนเมตร) [5] (แต่ละ nonmeter เท่ากับหนึ่งพันล้าน (10-9) เมตรทำให้ใบปรากฏเป็นสีแดง สีม่วงขณะที่พวกเขา“ สะท้อนช่วงสีแดงถึงสีน้ำเงินของสเปกตรัมที่มองเห็น” [6]ของแสง นอกจากนี้ฟลาวินยังดูดซับความยาวคลื่นแสงสีฟ้า [ถึงระดับหนึ่ง] อีกทั้งยังทำให้เกิด “สีแดง” ในใบไม้ [7] “ น่าสนใจ [แม้ว่า], ปริมาณแสงสีแดงที่สะท้อนจากใบสีแดงมักจะ…สัมพันธ์ [เนื้อหาไม่ดี] กับแอนโธไซยานิน; สัณฐานวิทยาของใบไม้ (โครงสร้างและรูปแบบ) และปริมาณและการกระจายของคลอโรฟิลล์คือ…ปัจจัยที่แข็งแกร่งของการสะท้อนแสงสีแดง” [8] ถึงแม้ว่าคลอโรฟิลล์เป็นรงควัตถุที่รับผิดชอบในการให้พืชสีเขียวส่วนใหญ่ แต่การทดลองแสดงให้เห็นว่ามันสามารถมีบทบาทในการสะท้อนแสงสีแดง เมื่อสารละลายคลอโรฟิลล์บริสุทธิ์ที่โปร่งใสถูกสร้างขึ้นจากใบผักโขมพื้นดินผสมกับอะซิโตนในการละลายคลอโรพลาสต์และเยื่อหุ้มของพวกมันมันสะท้อนให้เห็นถึง “แสงสีแดง / ความเจริญรุ่งเรือง” เมื่อลำแสงส่องตรง [9]

เมื่อมันมาถึง Rhodophyta (สาหร่ายสีแดง), ไฟโตรี่รีทริน, เม็ดสีที่เป็นของครอบครัว Phycobilin ที่พบในคลอโรพลาสต์มีหน้าที่ในการสี Phycoerythrins ดูดซับ (ระหว่าง 500 ถึง 650 nm. จาก) [10]ความยาวคลื่นสีน้ำเงินของแสงและสะท้อนความยาวคลื่นสีแดงเมื่อ Rhodophyta มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์แสง

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่พืชและแบคทีเรียใช้ในการแปลงพลังงานจากแสงอาทิตย์เป็นน้ำตาล (กลูโคส); ซึ่งการหายใจของเซลล์นั้นเปลี่ยนเป็น ATP (adenosine triphosphate) พลังงานเคมีหรือ “เชื้อเพลิง” ที่ใช้โดยสิ่งมีชีวิตทั้งหมด การสังเคราะห์ด้วยแสงใช้โมเลกุลน้ำหกโมเลกุล (ขนส่งผ่านลำต้นจากราก) และโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์หกโมเลกุล (ที่ผ่านเข้าปากใบปากใบหรือช่องเปิด) เพื่อสร้างน้ำตาลโมเลกุลหนึ่ง (กลูโคส) และโมเลกุลออกซิเจน 6 อัน (6H2O + 6CO2 – > C6H12O6 + 6O2) ตัวหลังซึ่งถูกปล่อยขึ้นไปในอากาศ (ยังผ่านปากใบของใบ) แม้ว่าโมเลกุล“ น้ำตาล (กลูโคส) ที่เกิดขึ้นระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงจะทำหน้าที่เป็น…แหล่งอาหารหลัก” [11]สำหรับพืช แต่โมเลกุลน้ำตาล (กลูโคส) ส่วนเกินจะถูกแปลงเป็นแป้ง“ โพลิเมอร์…เพื่อเก็บพลังงาน”[12]สำหรับใช้ในเวลาต่อมาเมื่อแหล่งพลังงานสังเคราะห์แสงขาดหายไป

ในขณะที่คลอโรฟิลล์ (สีเขียว) เป็นเม็ดสีสังเคราะห์แสงที่รู้จักกันดีเม็ดสีอื่น ๆ ก็มีบทบาทในการเปลี่ยนแสงแดดให้เป็นพลังงานที่ใช้ประโยชน์ได้ พวกเขารวมถึงแคโรทีนอยด์เช่นแคโรทีน (ส้ม), แซนโทฟิล (สีเหลือง), และไฟโตเอรี (สีแดง) เมื่อมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์แสงคลอโรฟิลล์“ ดูดซับพลังงานจากความยาวคลื่นสีม่วง – น้ำเงินและสีส้ม – แดง – แดงและเล็กน้อยจากความยาวคลื่นกลาง (สีเขียว – เหลือง – ส้ม),” [13]ในขณะที่แคโรทีนอยด์และแซนโทฟิล phycoerythrin ดูดซับพลังงานจำนวนมากจากความยาวคลื่นสีน้ำเงิน พืชหลายชนิดใช้เม็ดสีหลายสีเพื่อการสังเคราะห์แสงทำให้พวกเขาสามารถใช้ประโยชน์จากแสงแดดที่ตกลงบนใบไม้ได้อย่างเต็มที่

เมื่อเปรียบเทียบการสังเคราะห์ด้วยแสงที่เกิดขึ้นภายในใบสีแดงและสีเขียวซึ่งภายหลังมีความเข้มข้นของคลอโรพลาสต์มากกว่าการศึกษาทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงสูงขึ้นในพืชที่มีใบสีเขียว ในการทดลองหนึ่งเก็บใบสีเขียวและสีแดงจากต้นไม้ผลัดใบเดียวกันและสัมผัสกับแสง 5-10 นาทีและความมืดอีก 5-10 นาที หลังจากนั้นจะทำการวัดระดับการเปลี่ยนแปลงของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เพื่อกำหนดอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง ผลการทดลองพบว่าใบสีเขียว [มี] อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงสูงกว่า (-.5855 ส่วนต่อล้าน (ppm) CO2 / นาที / กรัม) กว่าใบไม้สีแดง (-0.200 ppm CO2 / นาที / กรัม) [อย่างไรก็ตาม] ความแตกต่างของอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง [ที่] ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ” [14]

การทดลองอีกอย่างหนึ่งเปรียบเทียบความไวต่อช่วงแสงของใบไม้เขียว (Perilla frutescens) และใบไม้สีแดง (Perilla crispa) Perilla (ออกดอกประจำปีของเอเชีย) หรือนานเท่าใดพืช Perilla แต่ละต้นจะถึงระดับการเจริญเติบโตหรือออกดอกตามการสัมผัส กับสภาพแสงที่แตกต่างกัน เมื่อสัมผัสกับแสงนาน 8 ชั่วโมงเพริลล่าใบไม้สีแดงใช้เวลานานถึง 4 วันในการเจริญเติบโตเช่นเดียวกับเพริลใบไม้เขียว ผลลัพธ์นั้นน่าทึ่งยิ่งขึ้นเมื่อพืชแต่ละชนิดสัมผัสกับแสงอย่างต่อเนื่อง – เพริลล่าใบแดงใช้เวลานานกว่า 47 ถึง 55 วันในการเจริญเติบโตเช่นเดียวกับเพริลล่าที่มีใบสีเขียว [15]

 

Comments are closed.