Что такое хлорофиллы?

Хлорофиллы — это группа близких по структуре зеленых пигментов, которые содержатся в хлоропластах растений, водорослей и у цианобактерий. Их главная и самая известная функция — участие в процессе фотосинтеза. Именно хлорофиллы поглощают энергию солнечного света (преимущественно в синей и красной частях спектра) и используют ее для синтеза органических веществ (в первую очередь глюкозы) из углекислого газа и воды. Без этих пигментов жизнь на Земле в ее современном виде была бы невозможна, так как они лежат в основе пищевой цепи, производя кислород и органику.

Название происходит от греческих слов «chloros» (зеленый) и «phyllon» (лист). Хлорофилл имеет сложную молекулярную структуру, центральную часть которой составляет атом магния (Mg), окруженный порфириновым кольцом. Эта структура похожа на гем в гемоглобине крови, где центральным атомом является железо (Fe), что объясняет иногда встречающееся образное сравнение «хлорофилл — это кровь растений».

Хлорофилл — ключевой пигмент, превращающий энергию солнца в химическую энергию, питающую почти все живые организмы на планете.

Виды и классификация хлорофиллов

Существует несколько типов хлорофиллов, которые обозначаются буквами латинского алфавита. Они различаются незначительно по химической структуре, что влияет на спектр поглощаемого света и распространенность среди организмов.

Основные типы:

  • Хлорофилл a (Chl a) — самый главный и распространенный тип. Он присутствует у всех организмов, осуществляющих кислородный фотосинтез: у высших растений, зеленых, бурых и красных водорослей, цианобактерий. Именно он непосредственно участвует в световых реакциях фотосинтеза, являясь основным фотореакционным центром.
  • Хлорофилл b (Chl b) — вспомогательный пигмент. Содержится вместе с хлорофиллом a у высших растений, зеленых и некоторых других водорослей. Он поглощает свет в несколько ином диапазоне и передает захваченную энергию на хлорофилл a, расширяя тем самым спектр используемого солнечного света.
  • Хлорофиллы c, d, f — встречаются у различных групп водорослей и цианобактерий. Например, хлорофилл c характерен для бурых, диатомовых и некоторых других водорослей. Хлорофилл d обнаружен у некоторых красных водорослей, а хлорофилл f — у определенных цианобактерий, живущих в условиях слабой освещенности.

Где встречаются и как применяются хлорофиллы?

В природе

Хлорофиллы — неотъемлемая часть автотрофных организмов (производителей). Они локализованы в специальных органеллах — хлоропластах, встроены в тилакоидные мембраны. Благодаря им растения имеют зеленую окраску, так как хлорофилл отражает зеленый свет (не поглощает его). Осенью, при разрушении хлорофилла, становятся видны другие пигменты — каротиноиды (желтые и оранжевые).

Применение человеком

Люди нашли хлорофиллу применение в различных сферах, в основном в виде его производных (например, хлорофиллина):

  1. Пищевая промышленность: Натуральный зеленый краситель (пищевая добавка E140). Используется для окрашивания кондитерских изделий, напитков, мороженого, макарон.
  2. Фармакология и БАДы: Хлорофилл и его производные входят в состав некоторых биологически активных добавок. Им приписывают антиоксидантные, дезодорирующие (устранение неприятных запахов) и легкие противовоспалительные свойства. Часто рекламируется как «детокс-средство».
  3. Косметология: Используется в средствах по уходу за кожей, кремах, масках благодаря предполагаемым заживляющим и противовоспалительным эффектам.
  4. Научные исследования: Хлорофилл используется как флуоресцентный маркер в биологических и медицинских исследованиях.

Важно понимать, что прием БАДов с хлорофиллом не заменяет употребления в пищу свежих зеленых овощей и листовой зелени, где он содержится в естественном виде вместе с клетчаткой и массой других полезных веществ.

Итог

Хлорофиллы — это не просто пигмент, окрашивающий растения в зеленый цвет. Это фундаментальные молекулы, которые сделали возможным существование сложной жизни на Земле, запустив процесс фотосинтеза. От их работы зависит кислородная атмосфера планеты и производство органического вещества. Разные типы хлорофиллов позволяют организмам осваивать различные экологические ниши, а человек научился извлекать из них пользу в пищевой и других отраслях промышленности.

Частые вопросы по теме

  • Почему растения зеленые? Растения зеленые, потому что хлорофилл, содержащийся в их листьях, отражает зеленую часть спектра солнечного света, а поглощает синюю и красную.
  • В чем разница между хлорофиллом a и b? Хлорофилл a — основной пигмент фотосинтеза, непосредственно преобразующий световую энергию. Хлорофилл b — вспомогательный, он поглощает свет в других диапазонах и передает энергию хлорофиллу a.
  • Правда ли, что хлорофилл полезен для здоровья человека? Хлорофилл из пищевых добавок (чаще его стабилизированная форма — хлорофиллин) изучается на предмет антиоксидантных и других свойств, но убедительных доказательств его значительной пользы для человека при пероральном приеме пока недостаточно. Наиболее полезно употреблять хлорофилл в его естественном виде — в составе зеленых овощей и зелени.
  • Есть ли хлорофилл у животных? Нет, животные не производят хлорофилл. Они являются гетеротрофами и получают органические вещества, поедая растения или других животных.
  • Что такое хлорофилллы у бактерий? У пурпурных и зеленых бактерий, осуществляющих бескислородный (аноксигенный) фотосинтез, присутствуют бактериохлорофиллы. Их структура и спектр поглощения отличаются от хлорофиллов растений.

Источники