 Salve, il mio nome è Massimonepi, sono docente di botanica generale al Dipartimento di Scienze della Vita dell'Università di Siena e vi vorrei parlare di quelli che sono i colori del mondo delle piante. Quando pensiamo alle piante, il primo colore che ci viene in mente è sicuramente il verde, anzi spesso usiamo i due termini come sinonimi per descrivere un'area in cui sono presenti le piante diciamo un'area verde, quindi il verde è sicuramente il colore più emblematico delle piante ma l'idea di pianta a tutti associiamo l'idea anche di fiori o l'idea del frutto e fiori e frutti sono sicuramente degli organi delle piante che sono spesso colorati, hanno spesso un colore molto molto sgargiante e allora vi vorrei spiegare del perché queste strutture sono colorate come mai hanno proprio questi colori e a cosa servono questi colori. Partiamo dal colore verde, dal colore delle foglie, non solo delle foglie perché a Berguandare sono verdi anche le parti più giovani delle piante e tutte le parti verdi della pianta, quindi foglie comprese ovviamente, sono le parti responsabili della fotosintesi quel processo fondamentale attraverso cui le piante a partire da acqua e anedride carbonica sono in grado utilizzando la luce del sole di formare sostanze organiche in particolare zuccheri. Ora se io vado a guardare come sono composte le cellule che compongono appunto le foglie o comunque i tessuti verdi delle piante io vedo un qualcosa del genere, questa è una piccola fogliolina di un muschio osservata al microscopio ottico o microscopio di comune e filizzo nei laboratori e si vede molto bene la forma cellulare individuata dalla parete cellulare e poi all'interno si vedono questa sorte di pallottoline verdi più o meno un verde più o meno intenso. Queste pallottoline verdi non sono altro che degli speciali organelli citoplasmatici della cellula vegetale che sono i cloroplasti e i cloroplasti sono il zito in cui avviene a livello intracellulare la fotosintesi. Questo è una ricostruzione tridimensionale di un cloroplasto il cloroplasto è un organello specifico della cellula vegetale non c'è un corrispondente nella cellula animale ed è un organello estremamente caratteristico. Ad esempio lo è perché presenta due membrane, due involucri che lo separano l'arresto della cellula una membrana interna ed una membrana esterna. Queste due membrane sono probabilmente il ricordo dell'origine evolutiva di questo speciale organello della cellula vegetale che è il cloroplasto che sicuramente si è originato attraverso un processo di endosimbiosi in cui ha interessato un primordiale batterio fotosintetizzante. Questa endosimbiosi si è poi stabilizzata a dare appunto questo organello caratteristico della cellula vegetale che è il cloroplasto. Quindi abbiamo due membrane, una membrana esterna e una membrana interna e la membrana interna forma poi delle profonde invaginazioni sotto forma di cisterne appiattite che poi si impilano le une sopra le altre a formare proprio queste pile di cisterne sovrapposte che prende il nome di grana. I vari grana sono collegati da strutture dette intergranali. Tutto questo sistema così elaborato di membrane interne prendono il nome del loro complesso di tilacoidi, granali e intergranali. L'insieme dei tilacoidi è poi immerso in una sorta di matrice che prende il nome di stroma. A livello dei tilacoidi avviene una fase particolare della fotosintesi che è la fase luminosa e la fase in cui avviene l'interazione con la luce solare. Nello stroma invece avverrà la fase oscura che è indipendente direttamente dalla luce ed è la fase in cui avviene la vera e propria fissazione del CO2 a dare composti organici. Questo è un cloroplasto come appare se ho osservato il microscopio elettronico a trasmissione un potente strumento in grado di farci vedere proprio i dettagli della strutturazione interna di un cloroplasto. È uno strumento trattato di un forte potere e in grandimento di un forte potere di risoluzione. Non si vedono le due membrane ma sicuramente questa sottile linea stria oscura all'esterno rappresenta le due membrane. Poi all'interno vedete lo stroma, questa madrice grigia punteggiata e all'interno della stroma tutto questo sistema di membrane tilacoidali con le parti più scure rappresentano il grana. Nella figura più in basso è mostrato un dettaglio dei ciascun granum. In ciascun granum si vede proprio la sovrapposizione di queste cisterne appiattite farte dalle membrane tilacoidali. Tutta questa strutturazione interna è proprio funzionale al processo fotosynthetico. La parte luminosa avviene a livello le membrane di tilacoidi, la fase oscura a livello dello stroma. Ma affinché la fotosynthesi possa avvenire sono necessari degli speciali pigmenti fotosynthetici che sono proprio localizzati sulle membrane tilacoidali. Il principale pigmento fotosynthetico è la clorofilla che esiste sotto due forme nelle piante terrestri, la clorofilla A e la clorofilla B. La molecula della clorofilla ha una struttura cosiddetta chiodo in cui una lunga forzione idrofobica è quella che serve per l'inzerimento a livello delle membrane tilacoidali mentre la testa che presenta al centro un atomo di magnesio è la porzione che poi protrude verso l'esterno e interagisceaky interagisce espero la radiazione solare. Il grafico che vi mostro ci fa vedere l'assorbimento della luce visibile, l'assorbimento da parte della clorofilla A e la clorofilla B nella luce visibile. Vedete lo spettro invisibile che va dal blu al verde al rosso e notiamo che la clorofilla A, che è la curva identificata con il numero 1, cioè la curva in azzurro un po' più acceso, ha un picco di assorbimento nel blu e un picco di assorbimento ancora un po' più basso, un po' più leggero nel rosso, lo stesso per la clorofilla B, che è la curva 2. Quindi vedete entrambe le clorofille che sono moleculi molto simili da loro hanno massimo di assorbimento nel blu e rosso. Quindi possiamo dire che le piante sfruttano proprio queste particolari radiazioni dello spettro del visibile per fare la fotosintesi, perché la clorofilla è particolarmente sensibile e assorbe per lo più nel colore, nella radiazione del blu e del rosso. Mentre, come vediamo proprio dal grafico, in corrispondenza della radiazione del colore verde, non c'è assorbimento da parte della clorofilla, né la clorofilla A né la clorofilla B. Anzi il verde è proprio la parte che viene dello spettro del visibile che viene riflessa ed è per quello che io vedo la clorofilla verde. Vedo verde perché il verde non viene assorbito dalle due moleculi di clorofilla, ma ben sì viene riflessa ed è quindi io ciò che percepisca è proprio il colore verde della clorofilla, sia clorofilla A che clorofilla B. Quindi tutto il sistema e la strutturazione dei cloroplasti è funzionale per la fotosintesi, anche la presenza, a livello le membrane tiracoidali, delle pigmenti clorofigliani a clorofilla A e clorofilla B. Ma tutti noi sappiamo che le foglie non sono sempre verdi, sono verdi durante la fase primaverina estiva, ma poi, all'approssimarsi dell'autumne, durante l'autumne prima del rifosso vegetativo, le foglie cambiano colore, da verdi diventano arancio rosso più o meno acceso. Perché avviene questo cambiamento di colore? Beh, innanzitutto diciamo che la pianta si prepara per il riposso, quindi si prepara in un momento dell'anno in cui non farà fotosintesi, tutto sommato la clorofilla non serve più durante l'inverno. E allora la pianta durante l'autumne o all'approssimarsi dell'autumne inizia a degradare la clorofilla e immagazzinare i materiali che ne derivano e la clorofilla scopre quelli che sono pigmenti fotosintetici accessori che sono i carotenoidi. Quindi, a livello delle membrane tiracoidali all'interno del cloroplasto ritroviamo come pigmenti fotosintetici non solo la clorofilla e la clorofilla B ma anche i carotenoidi che danno alla foglia tonale proprio questa calurazione. Foglia tonale proprio nel periodo in cui la clorofilla viene degradata, quindi il colore verde scompare e appare il colore arancio rosso dovuto alla presenza dei pigmenti accessori, fotosintetici accessori che sono i carotenoidi. Quindi colore verde strettamente legato all'attività fotosintetica della pianta e per quanto riguarda i carotenoidi questi possono ritrovarsi come abbiamo visto a livello dei tiracoidi, dei cloroplasti, ma molto spesso e quindi dare poi la colorazione giallo arancia delle foglie autonali ma molto spesso carotenoidi possono essere localizzati a livello di altri organelli della cellula vegetale che sono i cromoplasti. I cromoplasti sono organelli della stessa famiglia dei cloroplasti, cioè della famiglia dei plastidi, ma anziché servire per la fotosintesi come fanno i cloroplasti servono semplicemente a conferire colore alle cellule e quindi agli organi che li contengono. I cromoplasti infatti contengono al loro interno pigmenti i quali carotenoidi e le xantofille che conferiscono colori che vanno dal giallo più o meno acceso fino all'arancia al rosso vivo. Colori che molto spesso si ritrovano nei fiori, ma anche nei frutti. Ecco qua come appare un cromoplasto osservato al mitoscopio elettronico a trasmissione. Rispetto alla figura che vi ho fatto vedere prima del cromoplasto, qui si nota subito cosa. Si nota l'assenza della strutturazione di membrane interne tila coidali perché questo organello non fa fotosintesi come faceva il cromoplasto. Questo organello non presenta strutturazione interna di membrane ma presenta uno stromo un po' più omogeneo dove sono presenti queste grosse gocce liefidiche all'interno delle quali sono dispersi i pigmenti carotenoidi e xantofille. Parlando di pigmenti del mondo delle piante non possiamo nominare un'altra tipologia di pigmenti che sono di antociani. Di antociani che sono dei flavonoidi, quindi dei composti fenolici che però non si ritrovano nei cromoplasti, non si ritrovano nei plastivi, hanno un'altra localizzazione a livello cellulare. Il disegno che vi mostro è una ricostruzione tridimensionale di una cellula vegetale si nota all'esterno la parte verde e la parete cellulare oltre la parete cellulare abbiamo una membrana plasmatica e poi all'interno tutto il citoplasma con gli organelli caratteristici delle cellule e ocarioti e cioè un nucleo, quindi una membrana nucleare all'interno di materiale cinetico e poi una serie di organelli, il reticolo endoplasmatico, rugoso e liscio, i dittiosomi, i mitocrondri, i chloroplasti naturalmente si riconoscono per vedere per i sistemi di membrana interne grana al loro interno e poi quello che ci colpisce di più in realtà è questo grosso organello semi traslucido che è una sorta di sacchettino rifiano di acqua, ha un nome, si chiama vacuolo ed è delimitato dalla membrana plasmatica e all'interno si trova il succo vacuolare ovvero una soluzione acquosa in cui i principali soluti sono ioni e anche alcuni zuccheri tra cui saccarosio ma in alcuni casi all'interno del vacuolo si possono accumulare i refrigeramenti del tipo degli antociane, quindi composti fenolici che conferiscono questa particolare colore, un colore che va dall'azzurro più e meno intenso al rosso violaccio porpura blu viola tutte queste colorazioni che ritroviamo ad esempio nella cipolla rossa nella susina, nell'uva nera, nei fichine, nella melanzana ecco tutte queste colorazioni, ma anche in alcuni fiori, pensiamo alcune thermalità di blu che hanno ad esempio alcuni fiori qui vi mostro il fiori ad esempio di una cicoria selvatica e bene, tutte queste colorazioni sono dovute alla presenza e alla localizzazione degli antociani all'interno del vacuolo non più di plastidi ma all'interno di un altro organello cito plasmatico, caratteristico delle cellule vegetali che appunto è il vacuolo ora perché fiori e frutti sono colorati, devono essere colorati perché le piante non sono semplicemente verdi? beh, è molto importante che alcuni organi e delle piante siano colorati e in particolare i fiori e i frutti perché fiori e frutti sono molto importanti per la rifroduzione delle piante, sul fiore che cosa avviene? l'impollinazione, ovvero il trasporto del polline che è diciamo l'unità germinale maschile sulla parte femminile in modo tale da avere la fondazione degli ovuli contenuti nell'ovario e il successivo sviluppo dei semi perché tutto questo possa avvenire è necessario appunto che il polline venga trasferito dalla parte maschile alla parte femminile e questo molto spesso avviene ad opera di animali in particolare insetti, come ad esempio le api e allora a cosa serve avere un fiore colorato? serve proprio a catturare l'attenzione dell'insetto in modo tale che sia invogliato ad andare sul fiore e involontariamente ad assicurare il processo di impollinazione e per quanto riguarda i frutti perché è importante che siano colorati? e qui di nuovo i frutti contengono semi e abbiamo visto come i semi prendono origine in seguito all'impollinazione e alla fondazione ma i semi per la pianta è molto importante che i semi possono venire dispersi nell'ambiente circostante a una distanza più o meno grande dalla pianta madre che li ha prodotti in questo modo le nuove piante, le nuove generazioni potranno espanderci nel territorio circostante e qui di nuovo entrano in gioco animali e questa volta non solo insetti ma anche uccelli o talvolta mammiferi e di nuovo frutti colorati da colori sgargianti proprio per attirare l'attenzione dell'animale in modo tale che se ne possa cibare ma al tempo stesso possa provvedere di sperdere a distanze più o meno grandi i semi contenuti nei frutti di sperdere quindi nel territorio quindi da una parte il verde che serve per la fotosintesi dall'altra una serie di colorazioni che servono per interagire con gli animali molto spesso in settima non solo in modo tale che sia assicurata all'impollinazione la dispersione e la dispersione dei semi La cosa molto interessante che in questa sorta di interazione in questa sorta di comunicazione tra piante e animali la cosa interessante è che il colore degli antociani può variare e può variare in funzione del pH cioè in funzione dell'ambiente acido o basico che si ritrova all'interno del succo vagolare nella figura in alto a sinistra vi mostro degli antociani estratti dai mirtilli che in ambiente acido a pH acido quindi a valori molto bassi di pH hanno una colorazione rossastra violacea man mano che il pH sale vedete come la colorazione cambia e diventa pian piano un giallo un po' più o meno acceso quindi inter-teoricamente ma anche poi come vedremo vi farò alcuni esempi praticamente le piante possono cambiare i colori degli organi che contengono antociani cambiando il pH del succo vagolare un classico esempio che si può fare è il fiore della pianta vittoria regea vittoria regea è una pianta della famiglia delle ninfèe che fa dei grandi fiori che possono arrivare a 40 cm di diametro e qui si rionosce un classico fiore di una ninfèa questi fiori si aprono al crefuscolo questi fiori si aprono al crefuscolo e i fiori giovani appena sbocciati sono bianchi quindi hanno un pH tendenzialmente leggermente acido bianco giallastri e sono anche intensamente profumati sono molto attrattivi per... sbocciano al crefuscolo come vi ho detto e sono molto attrattivi per alcuni colleotteri notturni che attirati dal colore e anche da un intenso profumo visitano attivamente questi fiori alla ricerca di risorse alimentari quali impondini successivamente, in passare del tempo il fiore da bianco, il giorno successivo diviene rossastro, rosato perché c'è stato un cambiamento di pH del succo valolare che ha fatto modificare il colore dei petali da bianco, per l'appunco bianco giallastri un ambiente basico ha virato verso il rosso rosa perché il pH si è abbassato verso l'ambiente acido in questo modo il fiore comunica all'inzetto che è un fiore vecchio che ormai è stato visitato e probabilmente contiene poche risorse il polone è già stato rimosso quindi è un fiore che non è interessante sicuramente da visitare per l'inzetto può discernere questa variazione di colore e visitare preferenzialmente i fiori di colore bianco appena sbocciati ricchi di polne e di profumi ora senza andare a diciamo scuriosare in ambienti esotici anche nei nostri frati questi cambiamenti di colore dei fiori si possono facilmente osservare basta avere un occhio leggermente attento ad esempio nella foto in basso a sinistra vi mostro una vicia selvatica cioè una fiantina che appartiene alla stessa famiglia della pianta dei baccelli e vedete che questa vicia selvatica produciano in fiorescenza i fiori più giovani sono quelli portati all'apice dell'infiorescenza di colore violetto quindi di nuovo qui siamo nel range del pH acido mentre i fiori più vecchi in questo caso sono bianchi quindi il pH è virato verso valori più alti anche in questo modo la pianta può comunicare l'età del fiori all'inzetto che poi tenderà preferenzialmente a visitare i fiori più giovani che contengono anche qui più poddine, più nettere più risorse alimentari quindi vedete che a cosa servono i colori dei fiori in particolare ma anche dei frutti servono ad attirare l'attenzione degli animali affinché questi possono interagire con le strutture deputate alla riproduzione i fiori per l'impollinazione i frutti per la dispersione dei semi e si crea un veramente una complessa modalità di interazione di comunicazione sembra strano parlare di comunicazione per quanto riguarda le piante ma le piante comunicano in modo molto efficace con gli animali in particolare con gli zetti con i colori che abbiamo visto ma soprattutto anche con i profumi e con sostanze volatili quindi è un mix di segnali forma, colori, profumi che compongono un sistema di comunicazione molto molto efficace è molto importante per la sopravvivenza e la sicurazione delle nuove generazioni da parte delle piante Bene, io ho concluso spero che l'argomento vi sia piaciuto e niente di saluto e vi ringrazio per l'attenzione