Autunno -foglie- pigmenti –cromatografia
Ecco, un percorso in tre fasi (A,B,C) si sta lentamente delineando.
A) Si inizia con una poesia perché … perché è più forte di me
J12/ F32 1858
Sono più miti le mattine
E più scure diventano le noci
E le bacche hanno un viso più rotondo.
La rosa non è più nella città.
L’acero indossa una sciarpa più gaia.
La campagna una gonna scarlatta,
Ed anch’io, per non essere antiquata,
Mi metterò un gioiello.
Emily Dickinson (trad. Margherita Guidacci da E. Dickinson- Poesie – Fabbri Editori)
Ecco, le mie fotografie le avrei volute così, macchie di colore evocative e invece …
B) Si passa poi alle protagoniste dell’autunno, le foglie, ponendosi domande sulle loro abitudini autunnali:
Perché il paesaggio autunnale s’infiamma di rossi, gialli arancioni, insomma
perché in autunno le foglie cambiano colore?
Avrete già capito che quella incredibile metamorfosi ha fra i suoi artefici proprio un po’ di chimica, andiamo a vedere come.
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Penso che sia cosa nota che il verde delle foglie è dovuta alla clorofilla, forse un po’ meno nota è la struttura di questa molecola che ora vi mostro:
La clorofilla è infatti un pigmento, una sostanza che contiene gruppi cromofori , in grado di assorbire alcune radiazioni della luce visibile, cioè alcuni colori, riflettendo poi i colori complementari a quelli assorbiti. Tra le sostanze organiche, ci sono molte molecole che si classificano come pigmenti e che producono colori diversi a seconda della loro struttura e, quindi, della loro interazione con la luce. In questa tabella sono riportate proprio le molecole che prenderemo in considerazione.
Vediamo quindi che la clorofilla appartiene alla classe delle porfirine
La clorofilla assorbe la luce rossa e blu dalla luce del sole che cade su foglie. Pertanto, la luce riflessa dalle foglie è priva di rosso e blu e appare verde. Le molecole di clorofilla sono grandi
C 55 H 70 MgN 4 O6. Si trovano nei cloroplasti e non sono solubili nella soluzione acquosa, che riempie le cellule vegetali.
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Per farvi un po’ filosofare, voglio mostrarvi la struttura dell’ eme, la molecola che colora di rosso il sangue, grazie alla presenza di un atomo di ferro (Fe) nella sua struttura.
Guardate quanto poco c’è mancato perché fossimo tutti di sangue verde!
Esistono diverse forme chimiche di clorofilla (ad esempio, clorofilla a e la clorofilla b), che sono responsabili della sintesi dei carboidrati.
La clorofilla è prodotta in risposta alla luce solare. Quando cambia la stagione e la quantità di luce solare diminuisce, viene prodotta meno clorofilla e quella presente si deteriora trasformandosi in composti più semplici; con l’arrestarsi della produzione di clorofilla e la sua graduale scomposizione in molecole più piccole, il verde delle le foglie svanirà.
La clorofilla maschera la presenza di altre molecole colorate nella foglia, le antocianine che a loro volta mascherano i carotenoidi. La sua scomparsa permetterà a queste molecole di mettersi in luce
I carotenoidi non hanno bisogno della luce e sono sempre presenti nei cloroplasti delle foglie anche se, come già detto, il loro colore non compare perché mascherato dalla clorofilla. Infatti quando il carotene e la clorofilla si trovano nella stessa foglia, insieme assorbono il blu, il blu-verde e il rosso. La luce riflessa dalla foglia appare perciò verde.
il carotene assorbe il blu-verde e l’azzurro. La luce riflessa dal carotene appare gialla. Il carotene è una grande molecola (C 40 H 36) contenuta nei cloroplasti di molte piante.
Il cromoforo dei carotenoidi è costituito dalla lunga catena formata da legami doppi alternati a legami semplici.( la sub unità che si ripete nella loro struttura è l’isoprene)
La xantofilla gialla (colore, fra gli altri, delle uova e delle piume dei canarini )
Le altre molecole colorate che acquistano visibilità dalla scomparsa della clorofilla sono le antocianine i filtri solari delle piante. Eccovi la struttura di alcune
In queste molecole compare uno zucchero e quindi per la formazione di antocianine è indispensabile la disponibilità di carboidrati nella pianta. Il colore è dovuto a questa struttura
Gli antociani assorbono, il verde-azzurro, e la luce verde. Pertanto, la luce riflessa dalle foglie contenenti antociani appare rossa.
Mentre clorofilla e carotenoidi si trovano nei cloroplasti le antocianine sono disciolte nella linfa. Un’ altra caratteristica delle antocianine è quella di cambiare colore con il pH e sono quindi influenzate dal pH della linfa della foglia ( si può utilizzare questa loro proprietà per preparare indicatori acido base).
indicatore al cavolo rosso
nelle soluzioni nettamente acide (pH intorno a 3) sono rosse, in quelle poco acide o poco basiche( pH tra 5 e 8) viola-blu e infine sono gialle nelle soluzioni nettamente basiche (valori di pH maggiori di 8), con una possibile transizione attraverso il verde (giallo+blu).
Le antocianine sono formate da una reazione tra zuccheri e certe proteine contenute nella linfa.Questa reazione non si verifica se la concentrazione di zucchero nella linfa non è abbastanza elevata.La reazione richiede anche la luce.Questo è il motivo per cui le mele appaiono spesso rosse su un lato e verde sull’altro;il lato rosso era sotto il sole e il lato verde era in ombra.
In conclusione: quando l’estate si trasforma in autunno, diminuiscono i livelli di luce e la produzione di clorofilla rallenta. Il tasso di decomposizione della clorofilla, però, rimane costante, e questo avrà come conseguenza la scomparsa del colore verde dalle foglie. Allo stesso tempo, ci sarà un aumento della produzione di zucchero e quindi di antocianina. Così, le foglie contenenti principalmente antociani appariranno rosse. Foglie con una
La gamma e l’intensità dei colori autunnali è, inoltre, fortemente influenzata dalle condizioni atmosferiche . Le basse temperature distruggono la clorofilla, e, se rimangono sopra lo zero, possono favorire la formazione di antocianine. Il sole splendente distrugge la clorofilla e aumenta la produzione di antocianine. Il tempo asciutto, poi, aumentando la concentrazione di zucchero nella linfa, aumenta anche la quantità di antocianine . Così un autunno con giornate asciutte e sole molto luminoso, seguite da notti fresche e asciutte avrà colori più vivaci e brillanti.
C) A questo punto, non vi è venuta voglia di vedere le sostanze di cui abbiamo parlato? Anche nei nostri laboratori minimalisti c’è l’attrezzatura per estrarre dalle foglie le sostanze colorate per poi separarle utilizzando una tecnica cromatografica.
Ne parleremo non appena avrò la documentazione fotografica di ogni fase dell’esperimento.
A presto!
Per i curiosi