martedì 4 ottobre 2011

Perché le foglie delle piante sono verdi ma in autunno ingialliscono?

"Si sta, come d'autunno, sugli alberi, le foglie."
Tutti, più o meno, conoscono questa poesia di Ungaretti, intitolata Soldati. E' infatti una poesia dedicata alla caducità della vita, che paragona l'esistenza umana al tempo che impiega una foglia di un albero caducifoglie a restare verde per poi ingiallirsi e cadere in autunno. 
Ma perché deve ingiallire e cadere proprio in autunno?
Gli organismi vegetali, piante o alghe che siano, condividono un comune denominatore: possiedono (quasi) tutti la clorofilla, un pigmento che conferisce ai vegetali il tipico colore verde e consente lo svolgimento della fotosintesi clorofilliana. Il "quasi" è d'obbligo, perché la natura ci ha insegnato a non dare mai nulla per scontato: esistono infatti organismi vegetali parassiti incapaci di compiere fotosintesi e, pertanto, non sono di colore verde.
Quando si parla di clorofilla, in realtà si sta parlando di una classe di pigmenti che assorbono determinate lunghezze d'onda, soprattutto il rosso e il blu, e riflettono quelle del verde, per cui l'aspetto delle parti vegetali che le contengono assume una colorazione verde. Le clorofille sono indispensabili ai fini della fotosintesi ma non sono composti chimicamente molto stabili. Anche se la loro sintesi richiede la luce del sole e temperature calde, ad alte intensità luminose possono degradarsi, per cui, soprattutto durante le stagioni calde, gli organismi vegetali degradano e sintetizzano quasi di continuo clorofilla.
Se è vero però che le clorofille sono essenziali ai fini della fotosintesi, è anche vero che da sole non riuscirebbero a captare una quantità di luce tale da soddisfare le esigenze di un organismo fotoautotrofo. Ci sono infatti altre due classi di pigmenti, raggruppate generalmente come carotenoidi (soprattutto nelle piante) e ficobiline (soprattutto nelle alghe), che funzionano da pigmenti accessori, ossia pigmenti che aiutano la clorofilla assorbendo un'ulteriore quantità di luce per trasferirla ad essa. 
I carotenoidi delle piante, di cui il più famoso è il carotene, assorbono soprattutto la componente blu e blu-verde dello spettro del visibile, e come si può dedurre dal nome stesso, riflettono le componenti giallo-arancione. A differenza delle clorofille, sono chimicamente più stabili. A questo punto, sono lecite due domande:
1) Se in una foglia sono presenti sia clorofille che carotenoidi, perché allora ci appaiono verdi? Semplicemente perché le clorofille sono presenti in concentrazioni notevolmente più elevate, rispetto ai carotenoidi, per cui la loro presenza maschera quella di questi pigmenti accessori.
2) Perché in autunno le foglie delle piante caducifoglie assumono tonalità aranciate/marroni? Con le premesse fatte, anche questa risposta è facilmente deducibile. In autunno e, in seguito, in inverno, la luce solare delle latitudini sottoposte a stagionalità annuale, insieme alle temperature basse, non creano le condizioni favorevoli alla sintesi delle clorofille. Esse richiedono un dispendio energetico notevole per la pianta, per cui è importante che ci siano meccanismi di controllo sulla loro sintesi. A mano a mano che le clorofille non vengono più sintetizzate, le molecole già presenti vengono degradate e le loro concentrazioni diventano così basse da scoprire le colorazioni tipiche dei carotenoidi.
Qualche volta però ci sarà senz'altro capitato di vedere anche foglie di colore rosso vivo. Esiste infatti una terza classe di pigmenti diffusa solo tra le piante superiori, chiamati antocianine, che assorbono principalmente il blu, blu-verde e verde, e riflettono il rosso, ma a seconda delle condizioni possono anche riflettere il blu. Le antocianine sono tipiche delle colorazioni vivaci di fiori e frutti, ma possono trovarsi anche nel fogliame, e si trovano dissolte nel vacuolo cellulare. Esse sono sensibili a differenti parametri, tra cui il pH, la concentrazione di zuccheri e la presenza o meno di luce, per cui a seconda delle condizioni climatiche le foglie possono assumere colorazioni rossastre più o meno brillanti.

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