Syn se mne nedávno zeptal, proč mají tráva a stromy právě zelenou barvu, proč nejsou třeba modré. Skutečně jsem nevěděla co říct. Fungovala by fotosyntéza kdyby byly listy modré? Tak se ptá čtenářka Helena Palánová.
Na druhou část otázky je odpověď snadná - ano, fotosyntéza by fungovala, i kdyby listy byly modré, či měly jakoukoli jinou barvu. "Nejúčinnější by dokonce byla tehdy, kdyby rostliny měly listy zbarvené černě nebo šedě," říká Lubomír Nátr, profesor Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy. Začněme tím, co je podstatou fotosyntézy: Ve strukturách uvnitř listu, nazývaných chloroplasty, se energie slunečního svitu mění v energii chemickou, která je potřebná pro zpracování oxidu uhličitého ze vzduchu a vytváření cukrů. K tomuto procesu by se dalo využít veškeré viditelné záření. Kdyby tedy listy byly černé nebo šedé, zadržely by barvy celého spektra a získaly nejvíc energie. Listy jsou však zelené, a to proto, že chloroplasty obsahují zelené barvivo nazývané chlorofyl. A tím se dostáváme k první části otázky - proč je barvivo v chloroplastech právě takové? Vždyť zelená barva zachycuje pouze světlo barvy modré a červené, které je na obou okrajích viditelného spektra, takže rostliny mohou pro fotosyntézu využít jen část energie slunečního svitu. Proč se tedy rostliny v průběhu milionů let evoluce nepřiklonily k barvě jiné? "Tohle nikdo s určitostí neví," říká profesor Nátr. Život podle současných teorií vznikl v pramořích, v nichž plavaly malé primitivní organismy a které posléze začaly využívat také slunečního záření. Vědci znají bakterii Halobacterium halobium, jež žije v extrémně slaných vodách a jejíž původ se klade ještě do oněch dávných dob vzniku života. "Barva této bakterie má podobné vlastnosti jako barvivo v lidském oku, které nejlépe přijímá záření ze středu světelného spektra. Existuje tedy poměrně uznávaná hypotéza, která předpokládá, že na hladině pramoří tehdy žily mikroorganismy s podobnými vlastnostmi, jaké má Halobacterium halobium," vysvětluje profesor Nátr. "Tyto organismy pohlcovaly a využívaly světlo ze středu spektra. Pod nimi, hlouběji, žily jiné mikroorganismy, na které tedy ze slunečního svitu zbylo jen okrajové světlo modré a červené. A protože tuto část světelného spektra zachycuje zelená barva, přežily v evolučním vývoji ty rostliny, které si ji v těle vytvořily." Až sem je hypotéza vcelku jasná. Dále už má bílá místa. "Předpokládá se, že ty mikroorganismy, které žily na povrchu moře, z nějakého nám dosud neznámého důvodu postupně vyhynuly, a ty, co žily pod nimi, přešly na pevninu a vyvinuly se z nich rostliny. Zelené barvivo jim však už zůstalo," shrnuje Lubomír Nátr. Teprve v průběhu evoluce rostlin se vytvořila další barviva, která absorbují záření z oblasti spektra mezi modrou a červenou, a zpřístupňují tak rostlinám i další části viditelného světla využitelného pro fotosyntézu. K těmto jiným barvivům patří třeba karotenoidy (žluté a červené pigmenty), které se vyskytují ve vyšších rostlinách. Jejich barva je však překryta převládajícím zeleným barvivem chlorofylem. Teprve na podzim se v listí před opadnutím chlorofyl rozkládá dříve, a žluť či červeň karotenoidů začne být vidět. Pokud tedy bude chtít paní Palánová synovi vysvětlit, proč jsou rostliny právě zelené a ne modré, musí mu popravdě znovu říct, že neví, neboť je to jedno z mnoha tajemství přírody. Možná je v budoucnu právě její zvídavý syn pomůže odhalit.
Na druhou část otázky je odpověď snadná - ano, fotosyntéza by fungovala, i kdyby listy byly modré, či měly jakoukoli jinou barvu. "Nejúčinnější by dokonce byla tehdy, kdyby rostliny měly listy zbarvené černě nebo šedě," říká Lubomír Nátr, profesor Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy. Začněme tím, co je podstatou fotosyntézy: Ve strukturách uvnitř listu, nazývaných chloroplasty, se energie slunečního svitu mění v energii chemickou, která je potřebná pro zpracování oxidu uhličitého ze vzduchu a vytváření cukrů. K tomuto procesu by se dalo využít veškeré viditelné záření. Kdyby tedy listy byly černé nebo šedé, zadržely by barvy celého spektra a získaly nejvíc energie. Listy jsou však zelené, a to proto, že chloroplasty obsahují zelené barvivo nazývané chlorofyl. A tím se dostáváme k první části otázky - proč je barvivo v chloroplastech právě takové? Vždyť zelená barva zachycuje pouze světlo barvy modré a červené, které je na obou okrajích viditelného spektra, takže rostliny mohou pro fotosyntézu využít jen část energie slunečního svitu. Proč se tedy rostliny v průběhu milionů let evoluce nepřiklonily k barvě jiné? "Tohle nikdo s určitostí neví," říká profesor Nátr. Život podle současných teorií vznikl v pramořích, v nichž plavaly malé primitivní organismy a které posléze začaly využívat také slunečního záření. Vědci znají bakterii Halobacterium halobium, jež žije v extrémně slaných vodách a jejíž původ se klade ještě do oněch dávných dob vzniku života. "Barva této bakterie má podobné vlastnosti jako barvivo v lidském oku, které nejlépe přijímá záření ze středu světelného spektra. Existuje tedy poměrně uznávaná hypotéza, která předpokládá, že na hladině pramoří tehdy žily mikroorganismy s podobnými vlastnostmi, jaké má Halobacterium halobium," vysvětluje profesor Nátr. "Tyto organismy pohlcovaly a využívaly světlo ze středu spektra. Pod nimi, hlouběji, žily jiné mikroorganismy, na které tedy ze slunečního svitu zbylo jen okrajové světlo modré a červené. A protože tuto část světelného spektra zachycuje zelená barva, přežily v evolučním vývoji ty rostliny, které si ji v těle vytvořily." Až sem je hypotéza vcelku jasná. Dále už má bílá místa. "Předpokládá se, že ty mikroorganismy, které žily na povrchu moře, z nějakého nám dosud neznámého důvodu postupně vyhynuly, a ty, co žily pod nimi, přešly na pevninu a vyvinuly se z nich rostliny. Zelené barvivo jim však už zůstalo," shrnuje Lubomír Nátr. Teprve v průběhu evoluce rostlin se vytvořila další barviva, která absorbují záření z oblasti spektra mezi modrou a červenou, a zpřístupňují tak rostlinám i další části viditelného světla využitelného pro fotosyntézu. K těmto jiným barvivům patří třeba karotenoidy (žluté a červené pigmenty), které se vyskytují ve vyšších rostlinách. Jejich barva je však překryta převládajícím zeleným barvivem chlorofylem. Teprve na podzim se v listí před opadnutím chlorofyl rozkládá dříve, a žluť či červeň karotenoidů začne být vidět. Pokud tedy bude chtít paní Palánová synovi vysvětlit, proč jsou rostliny právě zelené a ne modré, musí mu popravdě znovu říct, že neví, neboť je to jedno z mnoha tajemství přírody. Možná je v budoucnu právě její zvídavý syn pomůže odhalit.
