La chimica dei fiori

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.

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.