Широко распространенными в растительном мире красящими веществами
являются и антоцианы. В отличие от хлорофилла они не связаны внутри
клетки с пластидными образованиями, а чаще всего растворены в клеточном
соке, иногда встречаются в виде мелких кристаллов. Антоцианы легко
извлечь из любых синих или красных частей растения. Если, к примеру,
прокипятить нарезанный корнеплод столовой свеклы или листья
краснокочанной капусты в небольшом количестве воды, то скоро она
окрасится от антоциана в лиловый или грязно-красный цвет. Но достаточно
к этому раствору прибавить несколько капель уксусной, лимонной,
щавелевой или любой другой кислоты, как он сразу же примет интенсивную
красную окраску. Присутствие антоцианов в клеточном соке растений
придает цветкам колокольчиков синий цвет, фиалок - фиолетовый,
незабудок - небесно-голубой, тюльпанов, пионов, роз, георгинов -
красный, а цветкам гвоздик, флоксов, гладиолусов - розовый. Почему же
этот краситель является таким многоликим? Дело в том, что антоциан в
зависимости от того, в какой среде он находится (в кислой, нейтральной
или щелочной), способен быстро изменять свой оттенок. Соединения
антоциана с кислотами имеют красный или розовый цвет, в нейтральной
среде - фиолетовый, а в щелочной - синий.
Поэтому в соцветиях медуницы лекарственной можно одновременно найти
полураспустившиеся цветки с розоватым венчиком, расцветшие - пурпуровой
окраски и уже отцветающие - синего цвета. Это обусловлено тем, что в
бутонах клеточный сок имеет кислую реакцию, которая по мере распускания
цветков переходит в нейтральную, а потом и в щелочную. Подобные
изменения окраски лепестков наблюдаются и у цветков жасмина комнатного,
незабудки болотной, синюхи голубой, льна обыкновенного, цикория
обыкновенного и сочевичника весеннего. Возможно, такие "возрастные"
явления в цветке частично связаны и с процессом его оплодотворения.
Имеются сведения, что насекомые-опылители у медуницы посещают только
расцветшие розовые и пурпурные цветки. Но только ли окраска венчика при
этом служит для них ориентиром?
Разнообразие окраски цветков зависит от числа гидроксильных групп в
молекулах антоцианов: с их увеличением окраска становится более синей
(из-за наличия дельфинидина). При метилировании гидроксилов образуется
пигмент мальвидин, придающий лепесткам красный цвет. Расцветка венчиков
обусловливается и соединениями антоцианов с ионами различных металлов.
Так, например, соли магния и кальция способствуют преобладанию синей
окраски, а соли калия - пурпурной. Определенное разнообразие оттенков
вносит и дополнительное присутствие желтых пигментов (халконов,
флавонолов, флавонов, ауронов и т. п.).
Естественные красители
содержатся не только в цветках, но и в других
частях растений, играя многостороннюю роль. Взять хотя бы не
бросающуюся в глаза окраску клубней картофеля. У клубней картофеля
различная окраска кожуры, глазков, проростков и мякоти также зависит от
содержания в них фенольных соединений, иначе называемых
биофлавоноидами. Они имеют разнообразную гамму красок: белую, желтую,
розовую, красную, синюю, темно-фиолетовую и даже черную. Картофель с
черной окраской кожуры клубней растет на его родине на острове Чилоэ.
Различная окраска картофельной кожуры и мякоти зависит от содержащихся
в них следующих биофлавоноидов: белая - от бесцветных лейкоантоцианов
или катехинов, желтая - от флавонов и флавоноидов, красная и фиолетовая
- от антоцианов. Группа антоцианов наиболее многочисленна, насчитывает
около 10 видов. В нее входят и дающие пурпурный и розовый цвета
пионидин, пеларгонидин и мальвидин, и окрашивающие в синий цвет
цианидин и дельфинидин, и бесцветный пигмент петунидин. Установлено,
что окрашенные клубни картофеля, как правило, богаче необходимыми для
нашего организма веществами. Так, например, клубни с желтой мякотью
имеют повышенное содержание жира, каротиноидов, рибофлавина и комплекса
флавоноидов.
За счет способности антоцианов менять свою окраску можно наблюдать
изменение цвета клубней картофеля в зависимости от состояния погоды,
интенсивности освещения, реакции почвенной среды, применения
минеральных удобрений и ядохимикатов. При выращивании картофеля на
торфяных почвах, например, клубни часто имеют синеватый оттенок, при
внесении фосфорного удобрения они бывают белыми, сульфат калия может
придать им розовый цвет. Окраска клубней нередко меняется и под
влиянием ядохимикатов, содержащих медь, железо, серу, фосфор и другие
элементы.
Сказочная осенняя окраска листьев с оранжевыми, красно-бурыми и
красными оттенками тоже зависит от содержания в их клеточном соке
антоцианов. Наиболее активному процессу их образования в этот период
способствуют понижение температуры, яркое освещение и задержка по этим
причинам в листве питательных веществ, особенно сахаров.
Искусственно ускорить образование антоцианов в листьях калины
обыкновенной, черемухи обыкновенной, осины, бересклета бородавчатого
или клена платановидного можно
следующим путем. Весной на одной из их ветвей посередине ее длины
снимают кольцо коры шириной в 2-2,5 см. Это приведет к усиленному
накоплению углеводов в изолированной верхней части ветви и вызовет
здесь более раннее и интенсивное покраснение листьев, чем ниже кольца
или на неповрежденных ветвях.
Полагаем, что если уважаемый читатель пожелает повторить этот опыт, то
постарается выполнить его с надлежащей аккуратностью и бережным
отношением к живому дереву - нашему верному другу.
Антоцианы в клетках растений выполняют не только роль вещества,
придающего их тканям яркую привлекательную окраску. Оказывается, что
эти пигменты, появляющиеся в листьях и стеблях при воздействии
пониженных температур, в ранневесенний и осенний периоды служат своего
рода "ловушкой" солнечных лучей, избирательно работающим фильтром. В
молодых побегах и листьях бузины красной, пырея ползучего, ржи озимой,
лисохвоста лугового, мятлика лугового и некоторых других растений
антоцианы ранней весной превращают световую энергию в тепловую и
защищают их от холода.
Наблюдения свидетельствуют также о том, что фиолетовая окраска семян,
листьев и стеблей у растений является индикатором на содержание в них
легкоферментируемых углеводов - сахарозы, фруктозы и глюкозы, в
значительной степени обусловливающих холодостойкость растений. По этому
характерному показателю (тесту) в перспективе можно будет оперативно
вести предварительный отбор на морозоустойчивость и повышенное
содержание сахаров, что особенно необходимо при выведении новых сортов
многолетних кормовых трав.
В листьях липы мелколистной, березы повислой, вяза шершавого вместо
антоцианов в основном содержатся каротиноиды (каротины и ксантофиллы).
В этом случае перед листопадом после разрушения хлорофилла листья
приобретают золотисто-желтую окраску.
Следовательно, багряные оттенки, в которые окрашиваются многие наши
деревья перед листопадом, не играют какой-либо особой физиологической
роли, а являются лишь показателем затухания процесса фотосинтеза,
предвестником наступления периода зимнего покоя растений.
Откуда же осенью появляются антоциан и ксантофилл? Оказывается, что в
зеленых листьях деревьев с самого начала их жизни одновременно
содержатся и хлорофилл, и антоциан (или ксантофилл). Однако антоциан и
ксантофилл имеют менее интенсивную плотность окраски, поэтому они
становятся заметными только после того, как под воздействием
определенных условий окружающей среды произойдет разрушение зерен
хлорофилла. В ноябре - декабре, когда образование хлорофилла
сдерживается недостатком солнечного света и его неполным спектром, у
комнатных роз молодые побеги и распускающиеся листья имеют ярко-красный
цвет. При ярком солнечном освещении они сразу стали бы зелеными.
У некоторых растений изменение зеленой окраски листьев на красную носит
обратимый характер. Наглядным примером этого является поведение многих
видов алоэ, культивируемых в
комнатных условиях. Зимой и ранней весной,
пока солнечный свет еще сравнительно слаб, они окрашены в зеленый цвет.
Но если эти растения в июне или июле выставить на яркое солнечное
освещение, их листья станут красно-бурыми. Перенесение же растений в
затененное место снова обеспечит быстрое возвращение листьям зеленой
окраски.
Желтая окраска цветков происходит от содержащихся в них флавонов
(каротина, ксантофилла и антохлора), которые в соединении со щелочами
дают довольно широкий спектр оттенков от ярко-оранжевого до
бледно-желтого.
Среди многообразия красок в растительном мире довольно значительное
место занимает белый цвет. Но для того чтобы его создать, обычно не
нужно никакого красящего вещества. Он обусловлен наличием воздуха в
межклеточных пространствах растительных тканей, который полностью
отражает свет, благодаря чему лепестки цветка кажутся белыми. Это можно
наблюдать на примере цветущих растений
нивяника обыкновенного,
кувшинки белой, ландыша майского и др. За счет плотного
опушения белую окраску имеют и растения эдельвейса альпийского,
сушеницы топяной, жабника полевого, мать-и-мачехи. Содержащийся в
омертвевших волосках воздух также в результате отражения света делает
их опушенную поверхность белой. А белая окраска березовой коры,
придающая в любое время года стволам березы нарядный вид,
обусловливается наполняющими клетки перидермы снежно-белыми нитевидными
кристаллами бетулина ("березовой камфоры").
