La chimica dei fiori

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Fiori gialli e viola
Fiori gialli e viola: carotenoidi e antocianine

Perché gli esseri umani hanno gli occhi verdi, marroni o azzurri e i capelli castani o biondi? E perché esistono fiori rossi, gialli e viola?

E’ una questione di geni! Sono infatti i geni a “decidere” il colore dei nostri occhi, ma anche il colore di un papavero o di un tulipano. Questo perché favoriscono la sintesi di specifiche molecole.

Soffermandoci sul mondo vegetale, ci concentriamo sui plastidi, degli organuli cellulari che si suddividono a seconda delle loro funzioni in leucoplasti, cloroplasti e cromoplasti.
I cloroplasti sono coinvolti nella fotosintesi, quella reazione che permette alle piante di trasformare, attraverso un insieme di reazioni molto complesso, l’anidride carbonica e l’acqua in carboidrati e ossigeno. Dal momento che la fotosintesi necessita della luce, i cloroplasti sono localizzati specialmente nelle foglie della pianta conferendone il tipico colore verde.
I leucoplasti, invece, hanno una funzione di riserva energetica e si trovano in aree non esposte alla radiazione solare. Essi si distinguono ulteriormente a seconda della tipologia di sostanze che tendono ad accumulare: lipidi (lipidoplasti), proteine (proteinoplasti) e amidi (amiloplasti).

I cromoplasti sono sprovvisti di clorofilla e sono localizzati nei fiori e nei frutti delle piante. Qui hanno luogo i processi che portano alla sintesi delle “molecole colorate”. In particolare i cromoplasti sintetizzano i carotenoidi che conferiscono il colore arancione e rosso ai fiori, frutti e/o radici della pianta (carote, zucche, pomodori, narcisi). I flavonoidi (tra i quali distinguiamo le antocianine), che contribuiscono alla colorazione blu e rossa (fiordaliso, cavoli, mirtilli, fragole e rose), vengono sintetizzati nel vacuolo , un altro organello subcellulare.
A questo punto possiamo chiederci: perché i carotenoidi conferiscono un colore arancione, mentre i flavonoidi violetto? La risposta va ricercata nella struttura di queste molecole e nel modo in cui gli atomi sono legati.

Gli atomi si legano ad altri atomi grazie a dei legami che possono essere singoli (una stanghetta nella figura seguente), doppi (una doppia stanghetta nella figura seguente) o tripli (non rappresentati nella figura seguente). Le molecole (quindi un insieme di atomi) costituite da soli legami semplici generalmente sono incolori, ma se all’interno di una molecola vi è un’alternanza di legami singoli e legami doppi (chiamato legame coniugato) essa si mostrerà ai nostri occhi colorata. Questo perché la molecola è in grado di assorbire alcuni colori riflettendone altri. Le foglie sono verdi perché contengono la clorofilla che assorbe il rosso ed il blu e riflette quindi il verde. I carotenoidi avranno una struttura molecolare tale da assorbire il blu ed il verde per riflettere il rosso e l’arancione, mentre le antocianine assorbono la luce blu-verde facendoci apprezzare meravigliose sfumature rosse e violette.

In alto un carotenoide (il beta-carotene, presente nelle carote). In basso un flavonoide (la isovitexina, presente nel fiore della passione)
In alto un carotenoide (il beta-carotene, presente nelle carote). In basso un flavonoide (la isovitexina, presente nel fiore della passione)

Come abbiamo visto sono i geni a determinare il colore dei fiori e dei frutti delle piante. Il colore, a sua volte, dipende dalla tipologia di molecola che viene sintetizzata: carotenoidi o flavonoidi. Tuttavia, vi possono essere diversi fattori che possono alterare le sfumature e la brillantezza dei colori: la temperatura, la quantità di luce, l’acidità dei suoli… Tutti fattori che concorrono nel regalare all’occhio umano una tavolozza di colori estremamente variopinta.

Informazioni su François Burgay 42 Articoli
Dottorato di ricerca in Scienza e Gestione dei Cambiamenti Climatici presso l'Università Ca' Foscari di Venezia e laureato in Chimica dell'Ambiente presso l'Università di Torino ha da sempre la passione per la divulgazione della scienza e della chimica in particolare. Attualmente lavoro come ricercatore presso il Paul Scherrer Institut, in Svizzera

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