Зачем бегонии голубые хлоропласты

Из школьного курса биологии мы знаем, какую роль в растениях играет зеленый цвет: хлорофилл, содержащийся в хлоропластах, участвует в синтезе органических веществ. Но существуют растения, листья которых обладают необычным цветом, например, синим. Давайте рассмотрим какой в этом смысл с научной точки зрения.

Хлоропласты бегоний имеют повторяющуюся структуру, которая позволяет растениям эффективно поглощать свет. Это удобно для растения, растущего в тени, под пологом больших деревьев и кустарников. Структура действует как «фотонный кристалл», который преимущественно отражает длины световых волн, соответствующих синему цвету, и помогает растению лучше поглощать красный и зеленый цвета. Эти структуры называются иридопластами.

Исследование, проведенное сотрудниками Бристольского университета, показывает, что иридопласты, как и хлоропласты, служат для адаптации и помогают растениям получать свет. У гибрида двух видов — Begonia grandis и Begonia pavonina — структуры усиливают поглощение волн красного и зеленого цвета, концентрируя эти лучи на светопоглощающих участках внутри иридопластов. Эти структуры замедляют свет, попадающий в клетку, что дает растению больше времени на его поглощение. Это связано с явлением интерференции света, когда световое изучение перераспределяется в результате наложения световых волн друг на друга (простой пример интерференции — цветные блики на мыльных пузырях). В свою очередь, когда свет отражается от структур внутри иридопласта, создается характерное голубое мерцание. Интересно, что при хорошей освещенности эти структуры не эффективны, что говорит о том, что растение окончательно приспособилось к темным местам обитания.

Это не единственный случай видоизменения пластидов в условиях недостатка света. В 2007 году тайваньские и малазийские ученые открыли структуры, которые назвали бизонопластами. Эти пластиды были в несколько раз больше обычных хлоропластов и обладали чашевидной формой. Они деформировались при изменении освещенности, чтобы захватить оптимальное количество энергии. Растение, у которого нашли бизонопласты, мох Selaginella erythropus, так же, как и бегония, произрастает на крайне затененных участках.