JOANN MARKS
Halifax
Nova Scotia

2. kérdés: Úgy tudom, a sárga és a piros szín annak tulajdonítható, hogy a hideg hatására megváltoznak a levelekben található cukrok. Jamaicában hasonló színváltozáson esnek át a mandulalevelek a júliusi hõségben. Ennek mi lehet az oka?

EDWIN BESTERMAN
Kingston
Jamaica

1. válasz: Az õszi színeket a levelek károsodása és pusztulása váltja ki – akár a hideg, akár a meleg idézi elõ ezeket a folyamatokat –, ezért a két kérdést együtt válaszolhatjuk meg.

Szerkesztõség (New Scientist)

2. válasz: Az élet fenntartásában fontos szerepet játszanak a porfirinek. Nagy, szerves molekulájuk szimmetrikus, négyzet alakú és középen "lyukas". Ebbe a lyukba fématom ülhet be. A fém különbözõ oxidációs állapotokon mehet át, és ennek megfelelõen energiát tárolhat, amelyet az élõ szervezet kémiai reakcióban használhat fel.

 

A klorofill négy pirrolgyûrûbõl épül fel

A pirrolgyûrûk porfiringyûrûvé záródnak egy ötödik gyûrûvel; a hosszú szénláncú "fitolfarok" zsírban oldódik

Ha a fémion vas, a molekula nem más, mint az emlõsök vérében található festék, a hem. Kobalttal képzõdik a B₁₂-vitamin, nikkellel az F430 koenzim, rézzel a hemocianin (egyes rovarok és tengeri állatok vérének festékanyaga). Ha a porfiringyûrûbe magnézium ül be, a zöld növények klorofillje keletkezik. Sokszor a gyûrû külsõ részéhez újabb kémiai csoportok kapcsolódnak, hogy a vegyület oldhatóbbá váljék.

A talajban rendszerint kevés magnézium van, ezért azok a növények, amelyeknek magnéziumra van szükségük, és elhullatják a leveleiket, hogy télre vizet tartalékoljanak, elõbb rendszerint kivonják a magnéziumot, s a szárban vagy a gyökérben tárolják. A magnézium eltávolítása miatt pirosodnak, sárgulnak, barnulnak meg a levelek. Az égerfa azonban, amely vízparton nõ és könnyen juthat magnéziumhoz (gyakran baktériumok segítségével), zölden hullatja el a leveleit.

ERIK SUNDSTROM
Sandviken
Svédország

3. válasz: A New Scientist 1988. november 5-i számában Gorge Hendry is felteszi a kérdést: Hova tûnik az a sok zöld? (Ebbõl a cikkbõl idézünk részleteket.)

A klorofill, a levelek zöld festékanyaga, a napfénybõl szerez energiát, hogy a fotoszintézis fenntartsa az életet a Földön. Minden õsszel mégis több millió tonna klorofill bomlik el néhány hét alatt. A trópusokon még nagyobb mértékû bomlás játszódik le a száraz évszak kezdetén.

A sarkoktól a trópusok felé vonuló színhullám naponta 60-70 kilométert tesz meg Nyugat-Európában. A klorofillmolekulák néhány nappal elõbb bomlanak el, mint a levelekben található sárga vegyületek, a karotinoidok – ezért sárgulnak meg a levelek. A vörös árnyalatot valószínûleg az okozza, hogy több egyszerû fenolvegyület vörös vagy lilás, vízben oldódó antocianinná alakul át.

A klorofill azonban nemcsak õsszel bomlik el. A gombák, vírusok is pusztíthatják; gyakran a klorofill eltûnése jelzi a növények megbetegedését vagy a tápanyagok hiányát. Rengeteg klorofillt fogyasztanak el a legelõre kihajtott állatok is. A "legelés" még nagyobb mértéket ölt a tengerben: az egysejtû, fotoszintetizáló fitoplanktonból indul ki szinte minden tengeri tápláléklánc.

A biokémikusok már régóta kíváncsiak arra, hogy hová tûnik a klorofill. Az 1880-as években Anton Kerner, egy bécsi növénytanprofesszor mikroszkopikus változásokat fedezett fel az õszi levelekben: feljegyezte, hogy a klorofill-testecskék (a kloroplasztok) fényes, sárga szemcsékké zsugorodtak össze, s ezeket végsõ, haszontalan maradékoknak tekintette. Ma már tudjuk, hogy ezek a szemcsék lipid membránok, amelyek az oxigéngyökök hatására keményedtek meg – tulajdonképpen megavasodtak. A fény azoknak a zsírtesteknek köszönhetõ, amelyek nem bomlottak el egészen.

A múlt században már tudták, hogy a növénybõl eltávolított klorofill gyorsabban bomlik, különösen fény hatására. Késõbb a tudósok kimutatták, hogy a növénybõl kivont, szerves oldószerben oldott klorofill továbbra is fényt nyel el, és nagy energiájú elektronokat termel, amelyek reakcióba lépnek az oxigénnel. Ez az oxigén megtámadja a klorofillt, a molekula belsõ kötései véletlenszerûen rendezõdnek át, a gyûrûszerkezet szétszakad: a klorofillból kis molekulatömegû, színtelen vegyületek keletkeznek.