Co zbarví listy do červena?

Není paradoxní, že když mluvíme o světě kolem nás, aniž bychom o něm přemýšleli, vnímáme ho jako zelený?
To se dá snadno vysvětlit: dokud na Zemi existují zelené rostliny, které pomocí světla vytvářejí organickou hmotu z oxidu uhličitého – základ života pro všechny ostatní – žijeme také.

Ale proč jsou rostliny zelené?
Všechny předměty vidíme jen proto, že odrážejí paprsky světla dopadající na ně. Například list čistého papíru, který vnímáme jako bílý, odráží všechny části spektra. A předmět, který se nám zdá černý, všechny paprsky pohltí. Je snadné pochopit, že pokud jsou vlákna látky napuštěna látkou, která pohlcuje všechny paprsky světla kromě červených, pak budeme šaty z této látky vnímat jako červené.
Stejně tak chlorofyl, hlavní rostlinný pigment, pohlcuje všechny paprsky kromě zelených. A jejich energii nejen pohlcuje, ale využívá ve svůj prospěch, zejména aktivně – červenou část spektra, naproti zelené.

A přesto listy rostlin nejsou vždy zelené. To bude téma mého příběhu. Řadu věcí samozřejmě uvedu velmi zjednodušeně (ať mi to profesionálové prominou). Zdá se mi však, že každý, kdo se vážně zabývá jejich pěstováním, by měl mít představu o důvodech změny barvy listů rostlin.

Nezelené zelené

Několik pigmentů je neustále přítomno v tkáních jakékoli živé rostliny. Samozřejmě, hlavní je zelená – chlorofylu, který určuje základní barvu listů.
Ale také existuje antokyanin, aktivně absorbující zelené paprsky a zcela odrážející červené.
Pigment xanthosin pohlcuje všechny paprsky kromě žlutých, a karoten odráží celou skupinu paprsků a jeví se nám oranžovo-mrkev.
Pigment tzv betulin, který zbarvuje rostlinná pletiva na bílo (nachází se však pouze v bříze; a i to – ne v listech, ale v kůře, a proto o něm nebudeme mluvit).

Všechna další listová barviva vidíme až po smrti chlorofylu. Například na listech rostlin s příchodem podzimního chladu nebo v důsledku stárnutí listů, jak se to děje u lidově milovaných codiaí.
Jasně panašované listy codiaum, které jsou jeho jedinou ozdobou, jsou v podstatě mrtvé a již rostlině ničím nepřispívají. Šlechtitelé vybírali pouze klony, které dokázaly tyto zbytečné, ale krásné staré listy co nejdéle uchovat.

Pravděpodobně mnoho zahradníků pozorovalo zarudnutí listů rostlin vystavených příliš jasnému slunečnímu záření. V každodenním životě se tento jev nazývá „opalování“. Když se ale opalujeme, abychom se chránili před ultrafialovým zářením, v kůži se vytváří speciální pigment – melanin. V rostlinách nevznikají nová barviva, ale naopak se ničí chlorofyl; pak se antokyan, který byl dříve přítomný ve tkáních, stane viditelným. Je jasné, že takové zarudnutí listů je pro majitele rostliny poplašným signálem.

Mimochodem, listy některých rostlin (stonky kaktusů) někdy získávají namodralou barvu, když jsou vystaveny nadměrnému světlu. Vysvětluje se to vývojem voskové vrstvy na povrchu látky, která velmi účinně odráží všechny paprsky světla, zejména však modré a modré.

Rostliny žijící v podmínkách jeho neustálého nedostatku řeší problém maximalizace využití světla velmi zajímavým způsobem. Například pod baldachýnem tropického pralesa.
Mnoho lidí věnovalo pozornost listům begónií, u kterých je horní povrch listu tmavě zelený a spodní povrch je sytě červený. Je jasné, že v tomto případě nehovoříme o zničení chlorofylu.
Faktem je, že paprsky světla procházející tenkou listovou deskou nejsou zdaleka úplně absorbovány: část světla prochází listem a rostlina je ztrácí. Právě tento problém řeší spodní plocha listu obarvená antokyany. Zvláště cenné červené paprsky odráží zpět do listu, tzn. způsobí, že znovu projdou chloroplasty. Je zřejmé, že účinnost využití světelných paprsků pro takový plech výrazně stoupá.

Důležitou funkcí doplňkových rostlinných listových pigmentů je zachycení fotonů ve žlutozelené části spektra, kterou chlorofyl nevyužívá. V důsledku toho se zvyšuje celková účinnost fotosyntézy.
Jako příklad uvedu mučenka tři pruhy (Passiflora trifasciata). Mezi obrovskou rozmanitostí mučenek tento druh vyniká zvláště. Možná je to jediná mučenka pěstovaná výhradně pro své dekorativní listy. Jejich červenofialová barva, která se mění v závislosti na osvětlení, je způsobena přítomností dalších pigmentů, které aktivně využívají všechny části spektra dopadajícího světla. Středem každé listové čepele se navíc táhne stříbrný pruh. Obecně barva listů této mučenky připomíná elegantní zbarvení listů královských begónií.

V jasném světle však listy mučenky se třemi pruhy jednoduše zezelenají a v nejlepším případě pruhy zůstanou jako izolované stříbrné skvrny. Faktem je, že stříbrné pruhy nejsou nic jiného než shluk vzduchem naplněných buněk, které stejně lámou všechny paprsky světla, které jimi procházejí. Některé se odrážejí, a proto je vnímáme jako stříbřitě bílé a většina z nich směřuje do listové desky. Jinými slovy, tyto duté buňky fungují jako čočky a výrazně zvyšují účinnost fotosyntézy. Je jasné, že u rostlin s dostatečným osvětlením potřeba tohoto přizpůsobení listů mizí a pak se duté buňky zaplní chlorofylem.

Program, který dává rostlině pokyn k produkci chlorofylu, je napsán na úrovni genu. Je známo, že na tomto procesu se podílí více než sto genů. Tento složitý mechanismus však někdy selhává – objevují se rostliny, u kterých buď část listové čepele, nebo jednotlivé listy zcela postrádají chlorofyl. Pak mohou být buňky listu vyplněny dalšími pigmenty (a list získá příslušnou barvu) nebo se jednoduše vydutou, a proto se objeví bílé.

Samozřejmě z hlediska zdravé fyziologie by takové rostliny měly být považovány za méněcenné. Ale v praktickém květinářství jsou zvláště dekorativní a snadno se pěstují.

Při zacházení s takovými rostlinami je třeba mít na paměti, že jsou mnohem rozmarnější než jejich zelené protějšky, a proto jsou zvláště náročné na světelné podmínky. Nedostatek chlorofylu v listech totiž vede především k poklesu výživy rostlin. Proto při nedostatečném osvětlení jejich listy rychle ztrácejí svůj původní jas a pestrost barev, vyblednou a ztmavnou.

Kromě toho by si milovníci takových rostlin měli pamatovat, že přebytek dusíku v půdě může vést ke zmizení skvrnitosti listů v důsledku akumulace chlorofylu.
A ještě jedna věc: při množení takových rostlin je dědičnost pestré barvy listů možná pouze v řízcích. Sazenice (a někdy i listové řízky) se mění v normálně zbarvené, zelené exempláře.

Záludné listy

Zvláštní zmínku si zaslouží neobvyklé listy některých zástupců čeledi mesembryanthemum (Aizoonaceae), především Lithops.

Lithops jsou zajímavé rostliny, které mají velmi silný tuřínovitý oddenek s párem dužnatých listů. Hlavním úkolem těchto obyvatel jihoafrické pouště Namib je přežít v sršícím vedru. K tomu se nejen lithopsový oddenek, ale i větší část listu ponoří do písku – nad hladinu se zvedají pouze ploché vršky listů. Fotosyntéza u nich ale neprobíhá, protože chlorofyl se nachází hluboko v listech. V tomto případě se otevřený povrch listu chová jako filtr s různou průhledností. Jinými slovy, množství světla dopadajícího na chloroplasty je přísně dávkováno a pro lithopy není nikdy nadměrné.

Pestré barvy plochých vrcholů listů Lithops a zvláštní vzor na nich navíc umožňují těmto rostlinám zcela splynout s prostředím a vypadat jako typické oblázky. Přestože býložravců v Namibech není mnoho (hlavně želv), takové maskovací zbarvení (mimikry) lithopsů se ukazuje jako docela užitečné.

V souvislosti s mimikou se mi vybavil zajímavý příběh z vlastní praxe. Byl v naší sbírce mučenka leopardí list (Passiflora pardifolia). Na jeho listech se neustále objevovaly podivné žluté skvrny. Navíc tyto skvrny často obsahovaly kapky nasládlé tekutiny. Proto se zdálo, že máme neznámého rostlinného škůdce. Testovaly se všechny druhy pesticidů, ale vše skončilo smrtí mučenky.

Mnohem později jsem našel informace, které vše vysvětlovaly. Ukazuje se, že přirozená oblast rozšíření mučenky tohoto druhu leží na migrační trase otakárků napříč Střední Amerikou. Jejich nemilosrdné nenasytné housenky se živí listy rostlin a zanechávají za sebou pruh mrtvého lesa. Vzhledem k tomu, že každá z budoucích housenek bude potřebovat hodně jídla, motýl před kladením vajíček pečlivě kontroluje listy. Když si všimne již existující snůšky někoho jiného, jednoduše odletí do jiné rostliny.

Lepkavé žluté skvrny na listech naší mučenky byly tedy napodobeninou snůšek těchto motýlů a ne výsledkem vlivu některých škůdců. Tehdy jsme o tom ale nevěděli.

Když mluvíme o roli listů v životě rostliny, je vhodné zmínit i další funkce, které mohou plnit. Zde již nezáleží na barvě listů, ale důležitý je jejich tvar.

У Hoya imbricata (Hoya imbricata) okraje listů jsou schopny těsně přiléhat k rostlině, kde se usadila. Právě v těchto zvláštních „chýších“, které tvoří listy hoya, nacházejí úkryt celé kolonie dravých mravenců. Vděční mravenci nejen spolehlivě chrání svůj hoya „dům“ před útoky jakýchkoli hmyzích škůdců, ale také pravidelně krmí rostlinu odpadem z jejich vlastní životně důležité činnosti.

dyschidie (Dischidia) je blízký příbuzný hoya. Tato zajímavá rostlina vytváří dva druhy listů: pravidelné vegetativní listy a modifikované vakovité listy. Díky tomu se v upravených listech může nahromadit slušné množství dešťové vody. Dischidia se přizpůsobila tak, aby ji vysála pomocí dalších vzdušných kořenů pronikajících dovnitř vaku.

Některé rostliny rychle pohybují listy. Díky této dovednosti získávají například výhonky mimózy pudice nevábnou podobu suchých větviček a tato rostlina se tak vyhýbá poškození býložravými zvířaty.

Okamžité uzavření listů pasti mucholapka, neboli dionaea (Dionaea muscipula) dokážou spolehlivě udržet ulovený hmyz na poměrně dlouhou dobu nezbytnou pro jeho „trávení“. Dionaea tak řeší problém kompenzace vážného nedostatku dusíku v půdě v místech, kde roste.

Existují úžasné rostliny, jejichž listy působí jako lopatky ventilátoru a vytvářejí umělý pohyb vzduchu uvnitř koruny. Jeden z nich – telegrafní stromNebo desmodium rotující (Desmodium gyrans) z čeledi bobovitých. Nejzajímavější je, že tento „ventilátor“ se automaticky zapne při dosažení přesně definované okolní teploty (+24 stupňů) a sám se vypne.

Týdenní přehled Gardenia.ru

Každý týden, po mnoho let, jen pro tebe,
vynikající výběr relevantních materiálů o květinách a zahradách,
stejně jako další užitečné informace.

Přihlašte se a získejte!

Gardenia.ru představuje
nové publikace
přihlásit se k odběru přehledu
připojit se k projektu
recenze o webu Gardenia.ru
fórum Gardenia.ru

Tajemství květinářství
o nákupu rostlin
péče o rostliny
škůdci a choroby
otázky a odpovědi
pracovní kalendář
balkonové zahradnictví

DIY krása
zahradní svět
krajinný design
fytodesign
zahrad a flóry světa
výstavy

Najdete ji na Gardenia.ru
Vyhledávání na webu
katalog rostlin
katalog článků na webu
dopis redakci webu

Seznamte se s rostlinami
příběhy a legendy
o vlivu rostlin

Tvořte, vymýšlejte, zkoušejte
galerie umění
Tapety
květiny v vyšívání
vařit s námi
soutěže

Nakupujte a prodávejte se ziskem
reklama na Gardenia.ru
květinový trh na fóru

Úplné nebo částečné kopírování materiálů je zakázáno.
Při dohodnutém použití materiálů stránek je vyžadován aktivní odkaz.
Gardenia.RU © 2004-2024

U některých rostlinných druhů zčervenání nebo červenofialové okraje listů naznačují, že rostliny prožívají určitý druh stresu, například z nedostatku fosforu nebo mrazu. U jiných rostlinných druhů je tato barva přítomna vždy, ale u některých druhů se neobjeví vůbec. Ve většině případů je způsobena pigmentem anthokyaninem (nebo je pravděpodobně spojena s tímto pigmentem). Nedávný přehled potenciálních ekologických a fyziologických funkcí spojených s červeným nebo červenofialovým zbarvením okrajů listů rostlin (Hughes a Lev-Yadun, 2015) poskytuje mnoho zajímavých údajů o takových pigmentech a existujících souvislostech s nedostatkem fosforu.
Antokyany mají širokou škálu barev. Barva květů rostlin je spojena s těmito sloučeninami. Antokyany produkované nedostatkem fosforu mají obvykle červenou nebo červenofialovou barvu. U některých druhů rostlin, včetně kukuřice, jabloní, hrušek a jahod, jsou známky nedostatku fosforu nejvýraznější kolem okrajů listů (tab. jeden). Jak ukázaly pokusy s jabloní, při odstranění nedostatku fosforu slábne červená (červenofialová) barva okrajů listů. U jiných rostlinných druhů, jako je rajče, je na spodní straně listů mezi žilkami pozorována červenofialová barva. U jiných druhů rostlin, jako je cukrová řepa, rýže, brambory a cibule, se barva vůbec nemění, ale jak je růst rostlin inhibován, může zelená barva ztmavnout. Chlorofyl fosfor neobsahuje, proto při nedostatku této živiny v rostlinách může obsah chlorofylu převýšit obsah sloučenin obsahujících fosfor (Marschner, 1995).

Biology již dlouho zajímá otázka, proč se rostliny zbarvují do červena a červenofialova. Mezi možné důvody patří snížení maskování hmyzích škůdců, tedy zvýšení jejich viditelnosti pro nepřátele. Aposematismus je další obranný mechanismus, který umožňuje, aby se rostlinné orgány jevily jako nepoživatelné nebo nebezpečné pro listožravé škůdce. Hmyz je citlivý na barvu a červená nebo červenofialová barva mu může naznačovat, že list je buď dobře chráněn před sežráním, nebo má nízkou nutriční hodnotu. Červeně zbarvené listy mají obecně nižší obsah dusíku a fosforu, a proto jsou méně výživné. Takové listy mají vyšší obsah fenolických sloučenin a samotné antokyany mohou být antinutričními složkami pro hmyz a býložravce. U jednoho druhu keře původem z Nového Zélandu šířka červeně zbarvené zóny podél okrajů listů přímo koreluje s obsahem polygonální sloučeniny, která chrání rostliny před sežráním hmyzími škůdci.

Ptáci jsou nejčastějšími nepřáteli listožravého hmyzu a ptáci jsou také barevně diskriminační. Zbarvení okrajů listů jiné než zelené jim tedy může pomoci najít a zničit býložravý hmyz, který má zelenou maskovací barvu. Ptáci jsou dost chytří na to, aby pochopili, že okraj listu poškozený hmyzem naznačuje vysokou pravděpodobnost nalezení housenek. Tato poškození jsou viditelnější u rostlin s odbarvenými okraji listů.
Úlohou pigmentů může být také to, že pomáhají rostlinám odolávat nadměrnému přísunu řady prvků vzácných zemin. V nadměrném množství mohou rostliny přijímat prvky jako bor (B), kobalt (Co), železo (Fe), mangan (Mn), molybden (Mo), nikl (Ni) a zinek (Zn) a další. kovové prvky jsou hliník (Al), kadmium (Cd), olovo (Pb) a stříbro (Ag). Řada anthokyanů může chelatovat dvojmocné a trojmocné kovové ionty. Prvky vzácných zemin mají tendenci se hromadit více na okrajích listů než v jiných částech rostliny.

Antokyanové pigmenty mohou pomoci rostlinám odolávat stresu způsobenému nepříznivými vnějšími faktory. K tomu dochází blokováním záření ve viditelné a ultrafialové oblasti. Tyto sloučeniny také fungují jako antioxidanty. S těmito mechanismy je spojena fotoprotektivní role anthokyanových pigmentů – ochrana fotosyntetického aparátu rostlin před přebytkem světla.
Uvnitř rostlinných buněk v chloroplastech se v cyklickém procesu zvaném Calvin-Bensonův cyklus vytváří triosafosfát, tříuhlíkový cukr s připojenou fosfátovou skupinou, z oxidu uhličitého absorbovaného z atmosféry pomocí energie slunečního světla. Při tvorbě fosfátů cukrů se energie částečně ukládá do fosfátových vazeb. Aby se však tyto sloučeniny dostaly mimo chloroplast, musí být obnovena dodávka fosfátů. Pokud se sníží přísun fosfátů do chloroplastů, proces fotosyntézy se zpomalí. Jedním z důvodů je nedostatečné množství fosforečnanů, které mohou být použity pro tvorbu nových cukerných fosforečnanů. Druhým důvodem je, že škrob se hromadí v chloroplastech a jeho nadměrné hromadění brzdí proces fotosyntézy. Množství světelné energie vstupující do chloroplastů přitom zůstává nezměněno a v důsledku interakce této světelné energie s chlorofylem a dalšími světlo pohlcujícími pigmenty, volnými kyslíkovými radikály a dalšími oxidačními činidly, které mají škodlivé účinky. efekt, lze vytvořit. Když jsou antokyany syntetizovány k ochraně chloroplastů před oxidačním poškozením v důsledku reakce rostlin, tyto nezelené pigmenty zajišťují maximální fotosyntetickou účinnost.

Mezi nepříznivé faktory prostředí, které způsobují stres rostlin, patří nízké teploty, nedostatek vody, nízký obsah dusíku a fosforu v listech a nadbytek světla během fotosenzitivních fází vývoje listů. Okraje listů mohou být zvláště citlivé na výše uvedená namáhání, a proto mění barvu nejprve ve srovnání s ostatními částmi listů (s výjimkou nedostatku dusíku, který se ve většině případů objevuje nejprve ve střední části listů). Okraje vysychají a ochlazují častěji než jiné části listů. Okraje listů se postupem času přestávají podílet na transportu živin xylémem a floémem, a proto je přijímají jako poslední. V každém případě u řady rostlinných druhů se pletiva listů skládají z poměrně hustě složených buněk a poblíž okrajů povrchu listu je méně průduchových štěrbin, takže vnitřní obsah oxidu uhličitého může být v důsledku jeho omezené difúze poměrně nižší. . Nižší hladiny oxidu uhličitého znamenají potenciálně vyšší riziko oxidačního poškození.
Vzhled červené (červenofialové) barvy je také často spojen s nerovnováhou mezi vstupem a výstupem sloučenin v rostlinných buňkách. Fosfor hraje klíčovou roli při nastolení rovnováhy mezi tokem a tokem sloučenin v buňkách zelených rostlinných tkání, protože se podílí na přeměně oxidu uhličitého na různé druhy cukrů a škrobu a také na transportu cukrů.

Takže, co to všechno znamená pro řízení výživy rostlin fosforem? Za prvé, vnější příznaky nedostatku fosforu v rostlinách nevznikají samy o sobě a vyžadují potvrzení – analýzu půdy a rostlin, stejně jako srovnání rychlosti růstu rostlin. Zadruhé, v každém vysoce produktivním systému pěstování plodin se fosfor podle biochemických studií podílí na fungování fotosyntetického aparátu rostlin – nejdůležitějšího procesu, během kterého se světelná energie přeměňuje na chemickou energii cukrů, a pak obrovský množství unikátních sloučenin, které nám poskytují rostliny. Při vývoji systémů pěstování rostlin s vyšší úrovní produktivity a udržitelnosti pro zajištění každodenní optimální výživy fosforem u všech plodin v střídání plodin během jejich životního cyklu je tedy nutné další zlepšování metod diagnostiky podmínek minerální výživy rostlin.

Dr. Bruulsema je ředitelem programu Phosphorus na Mezinárodním institutu výživy rostlin, Guelph, Ontario, Kanada. E-mail: tombruulsema@ipni.net

Hughes, N. M. a S. Lev-Yadun. 2015. Životní prostředí. Experimentální bot 119:27–39.

Marschner, H. 1995. Minerální výživa vyšších rostlin. Druhé vydání. Academic Press.

Překlad z angličtiny: V.V. Nošov.