Хлорофиллы являются гетероциклическими пигментами, это они окрашивают растения в зеленый цвет. Из растений и бактерий выделено 50 различных видов хлорофиллов, но наибольшее количество в растениях содержится хлорофиллов А и Б. За выяснение этого вопроса немецкому ученому Рихарду Вильштетеру в начале 20-го века дали Нобелевскую премию. За исследования этого вещества была выдана вторая Нобелевская премия в 1960 году. Ее получил американский ученый Роберт Вудворт за первый в мире синтез этого пигмента в условиях лаборатории.
Хлорофилл — главное светособирающее устройство зеленых растений. Он поглощает свет и преобразует световую энергию в электронную и передает ее другим молекулам. Фотосинтез единственный механизм биосферы для получения энергии. Считается, что фотосинтез появился на Земле 3,5 миллиарда лет назад.
Хлорофилл A
При его выделении превращается в маленькие кристаллы черного цвета, которые становятся жидкими при температуре 120 градусов. При растворении в спирте этих кристаллов он окрашивается в зеленый цвет.
Пигмента A в растениях больше, чем пигмента Б в 2,8 раза. Вид A считается универсальным пигментом. Вид А встречается у всех видов водорослей. Он определяет направление и скорость фотосинтеза в растении.
Русский ученый Климент Тимирязев называл фотосинтез чудом определяющим жизнь на планете и важнейшим фактором, двигающим эволюцию растительного мира. Пигмент A важнейшее составляющее всех реакций по переводу энергии солнечных лучей в химические реакции.
Хлорофилл B
Этот вид пигмента считается регулятором продуктивности и развития растений. Если наблюдается недостаток вида B, идет задержка цветения и уменьшения листьев растений и преждевременное их старение. Для сельского хозяйства это означает уменьшение биомассы растений и снижение их урожайности.
Так как количество пигмента B уменьшается при недостатке солнечного света, плохая погода с небольшим количеством солнечных дней ведет к уменьшению урожаев сельскохозяйственных культур.
Хлорофилл B считается дополнительным пигментом живых клеток. Данный пигмент Б позволяет растительным клеткам использовать более широкий диапазон световых волн для фотосинтеза.
Важность пигмента B подчеркивается той частью спектра солнечного света, на которую он реагирует и его увеличенной ролью в фотосинтезе.
Чем они схожи
Оба хлорофилла в листве находятся в соединении с белками. Такой обычный для растений комплекс называется хлорогибином. В живых клетках хлорофиллы участвуют в обратимых процессах фотовосстановления и фотоокисления.
Хлорофиллы поглощают свет, осуществляя процесс фотосинтеза. На протяжении эволюции эти молекулы стали важнейшим источником фотохимических реакций. Они способны поглощать энергию лучей Солнца и запасать ее, а затем преобразовывать в химическую энергию.
Главной частью молекулы хлорофилла является атом Магния, как главной частью молекулы гемоглобина является атом Железа. Атом магния находится в центре порфиринового кольца, являющегося структурной основой молекулы хлорофилла. Кроме этого кольца молекула имеет «хвост» из 20 атомов углерода. Хлорофилл B отличается от хлорофилла A тем, что в этом углеродном «хвосте» у него на 1 атом кислорода больше.
Оба вида растворимы в органических растворителях, однако чаще всего их растворяют в ацетоне и спирте. Растворы их очень нестойкие и хранению не подлежат. Более стойкими являются растворы хлорофилла в жирах. Зеленые пигменты А и B при воздействии кислоты теряют зеленый цвет, а при воздействии щелочи распадаются на спирт и щелочную соль.
Главную роль в фотосинтезе играет хлорофилл A, который имеется и у высших и у низших растений. Содержание пигмента Б увеличивается у тех растений, которые растут в тени или в недостаточно освещенном месте.
Так как зеленый пигмент является концентратом солнечной энергии, его экстракты стимулируют в организме человека функцию кроветворения и работу сердечно-сосудистой системы. Экстракты зеленого пигмента обладают выраженным антибактериальным действием. Лечебные экстракты этого вещества получают из люцерны.
Отличия хлорофилла A от хлорофилла Б и их сравнение между собой
Хлорофилл B содержится только в высших растениях. Хлорофилл А содержится в водорослях. Небольшая разница есть в составе их молекул и в длине поглощаемых ими волн света.
Из-за формильного радикала, содержащегося в «хвосте» молекул B, вместо метильного радикала, как у молекул А, они реагируют по разному на спектр солнечного света. Пигмент B поглощает зеленую часть и часть синей полосы спектра, а пигмент А поглощает зеленую и часть желтой полосы спектра солнечных лучей.
Сравнение спектров поглощения
Пигмент A – это историческая часть фотосинтеза. С него начинались эти процессы в водорослях. Процессы фотосинтеза шли настолько интенсивно, что коренным образом влияли на состав земной атмосферы.
Пигмент B – это результат эволюции, вещество необходимое для роста и развития высших растений. Животный мир, и как венец его развития — человек разумный, смогли возникнуть только после появления и развития большого количества высших растений.
