Chlorophyll ist ein grünes Pigment, das Licht in Pflanzen absorbiert. Es spielt eine Schlüsselrolle bei der Photosynthese, dem Prozess, durch den Pflanzen Sonnenenergie in chemische Energie umwandeln.
Es mag jedoch ungewöhnlich erscheinen, dass Chlorophyll, das grün ist, kein grünes Licht absorbiert. Warum passiert das? Die Antwort auf diese Frage bezieht sich auf die Optik und Struktur des Chlorophylls.
Chlorophyll enthält zwei Hauptformen - Chlorophyll a und Chlorophyll b. Beide Formen absorbieren Licht im sichtbaren Spektrum, weisen jedoch unterschiedliche Spitzenabsorptionswellenlängen auf. Chlorophyll a hat im roten Bereich des Spektrums einen Hauptabsorptionsspitze, während Chlorophyll b im blauen Bereich des Spektrums liegt. Es sind diese Hauptabsorptionsspitzen von Chlorophyll, die die Pflanzen grün machen.
Was macht Chlorophyll grün?
Dieses neutrale komplexe organische Pigment findet sich normalerweise in den Membranen von Chloroplasten, Organellen von Pflanzenzellen, und kann daher im Zytoplasma und in einer großformatigen Struktur – Chloroplasten - beobachtet werden. Chlorophyll hat aufgrund der Struktur seiner Moleküle eine grüne Farbe.
| Chlorophyll "a" | Chlorophyll "b" |
| Chlorophyll "a" -Moleküle enthalten in ihrer Struktur ein Magnesium-Ion, das sich in der Mitte einer birnenförmigen Gruppierung befindet, die als Porphyrinring bezeichnet wird. Dieser Ring ist mit dem Schwanzteil des Moleküls und den seitlichen Kohlenstoffatomen verbunden. | Die Moleküle von Chlorophyll "b" ähneln der Struktur von Chlorophyll "a", unterscheiden sich jedoch durch den Charakter einer der Seitengruppen, was ihnen einen rötlicheren Farbton verleiht. |
Chlorophyll ist in der Lage, Lichtenergie in Form von Photonen einer bestimmten Wellenlänge zu absorbieren. Es absorbiert das Licht des blauen und roten Spektrums, aber einen kleinen Teil des grünen Spektrums. Aufgrund dieser Absorption von grünem Licht, das für das menschliche Auge sichtbar ist, sehen die Pflanzen grün aus.
Die absorbierte Energie des Lichts wird dann verwendet, um Wasser und Kohlendioxid in Glukose und Sauerstoff umzuwandeln. Somit ist Chlorophyll der Hauptkatalysator der Photosynthese und spielt eine wichtige Rolle in der lebenswichtigen Funktion von Pflanzen sowie in der Nahrungskette auf unserem Planeten.
Chlorophyll-Grün
Die grüne Farbe von Chlorophyll ist auf seine Fähigkeit zurückzuführen, Licht mit bestimmten Wellenlängen zu absorbieren. Chlorophyll absorbiert Licht in den violetten und blauen Bereichen des Spektrums und reflektiert den grünen Teil des Spektrums. Es ist das reflektierte grüne Licht, das den Pflanzen einen grünen Farbton verleiht.
Der Grund, warum grünes Licht reflektiert wird, hängt mit den energetischen Eigenschaften von Chlorophyll zusammen. Chlorophyll absorbiert die für die Photosynthese benötigte Energie mithilfe seines Pigmentkomplexes, der chemisch gebundene Moleküle enthält, die Chlorophyll a und b genannt werden.
Chlorophyll a hat die Fähigkeit, Licht mit einer Wellenlänge von etwa 430-450 nm zu absorbieren, was dem blauen Bereich des Spektrums entspricht. Chlorophyll b absorbiert Licht mit einer Wellenlänge von etwa 640-680 nm, was dem roten Bereich des Spektrums entspricht. Dabei reflektieren sie Licht mit einer Wellenlänge von etwa 500-550 nm, die im grünen Bereich des Spektrums vorkommt. Dies verursacht die grüne Farbe des Chlorophylls.
Die grüne Farbe des Chlorophylls ist daher das Ergebnis seiner Fähigkeit, Licht in den blauen und roten Bereichen des Spektrums zu absorbieren und Licht im grünen Bereich des Spektrums zu reflektieren, was es zu einem Schlüsselpigment für die Photosynthese macht und Pflanzen eine charakteristische grüne Farbe verleiht.
Warum absorbiert Chlorophyll rotes und blaues Licht
Eines der Hauptmerkmale von Chlorophyll ist seine Fähigkeit, Licht bestimmter Wellenlängen zu absorbieren. Chlorophyll absorbiert die roten und blauen Farben des Spektrums, die die meiste Energie haben.
Wenn Licht auf das Chlorophyll fällt, geht seine Energie auf die Elektronen im Chlorophyllmolekül über. Dies ermöglicht es den Elektronen, durch die Elektronentransferkette zu gelangen und Energie an andere Moleküle zu übertragen, die am Photosyntheseprozess beteiligt sind. Durch die Absorption von rotem und blauem Licht ist Chlorophyll in der Lage, die Energie der Sonne ausreichend effizient zu nutzen.
Dabei absorbiert Chlorophyll kein grünes Licht, das sich in der Mitte des Spektrums befindet. Grünes Licht wird vom Chlorophyll reflektiert und gelangt in die Augen des Betrachters, wodurch die grüne Farbe der Pflanzen entsteht. Dies erklärt, warum das Laub der meisten Pflanzen grün aussieht.
Die grüne Farbe des Chlorophylls ist das Ergebnis der Wechselwirkung zwischen seiner Struktur und der Lichtenergie. Chlorophyll enthält bestimmte chemische Bindungen, die den Energieflug im Molekül beeinflussen. Rotes und blaues Licht, das vom Chlorophyll absorbiert wird, haben genügend Energie, um diese Verbindungen zu überwinden und die Photosynthese zu aktivieren.
Gnadenlos für die Grünen
Die Antwort auf diese Frage bezieht sich auf die lichtabsorbierende Fähigkeit von Chlorophyll. Chlorophyll hat zwei Hauptformen: Chlorophyll a und Chlorophyll b. Beide Arten von Pigmenten absorbieren Energie aus Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 700 Nanometern, der das Magenta- und das blaue Spektrum umfasst.
Auf diese Weise absorbiert Chlorophyll alle Farben außer Grün. Grünes Licht, das in einem Bereich mit großen Wellenlängen liegt, entspricht nicht den Energiebedarf von Chlorophyll, daher wird es reflektiert und gibt Pflanzen eine grüne Farbe.
Evolutionärer Aspekt ein solches Phänomen ist, dass das grüne Lichtspektrum sehr allgemein und für Pflanzen zugänglich ist. Es gibt viel davon im Sonnenlicht, und daher können grüne Pflanzen die Photosynthese erfolgreich durchführen und genug Energie erhalten.
Daher ist die Unnachgiebigkeit von Chlorophyll gegenüber grünem Licht das Ergebnis evolutionärer Prozesse, die es Pflanzen ermöglichen, den maximalen Nutzen aus der ihnen zur Verfügung stehenden Lichtenergie zu ziehen.
