Kolorystyka roślin

Kolorystyka roślin

Wszystkie występujące na ziemi żywe organizmy w tym również rośliny posiadają w
swoich strukturach białkowych kwas dezoksyrybonukleinowy tzw. DNA, który jest
odmienny dla każdego gatunku i decyduje o wszystkich cechach, jakie posiada dany
organizm.
Również w przypadku roślin wodnych zaprogramowany jest ich kształt, wielkość,
sposób rozmnażania się oraz wszystkie cechy specyficzne dla danego gatunku w tym
również ich barwa.
Poszczególne gatunki różnią się znacznie miedzy sobą naturalnym ubarwieniem
zaprogramowanym w kodzie genetycznym jednakże rośliny wodne żyjące w
specyficznym środowisku w pewnym stopniu zmuszone są modyfikować swoją
kolorystykę dostosowując się do warunków, w jakich rosną.
W opisach roślin akwariowych często spotyka się informacje, że ich ubarwienie zależne
jest od warunków uprawy, co najczęściej związane jest ze światłem.
Innym zagadnieniem jest zmiana ubarwienia związana z brakiem lub nadmiarem soli
mineralnych w wodzie, która stanowi jednocześnie informację o jakości wody.
Obydwa zagadnienia pozostają ze sobą w ścisłym związku a temat ubarwienia roślin
będzie jeszcze poruszany w innych rozdziałach.
W związku z tym, że rośliny asymilują światło o określonej długości fali- inaczej
barwie- wyposażone są w dość skomplikowany system barwników fotosyntezy, z których
najważniejszymi są:

chlorofil „a” –niebiesko-zielony barwnik występujący we wszystkich roślinach
i glonach w największych ilościach

chlorofil „b” –żółto-zielony barwnik występujący we wszystkich roślinach oprócz
niektórych glonów

karotenoidy – dzielące się na:

karoten – pomarańczowo-czerwony barwnik występujący we wszystkich roślinach
zielonych i czerwonych

ksantofile – żółte barwniki występujące w niektórych tkankach roślin zielonych,
czerwonych i nietypowo ubarwionych roślinach żółtych i białych.

Oprócz wyżej wymienionych w roślinach wodnych występuje cały szereg innych
barwników pełniących bardzo ważną rolę w ich życiu.

Fitochromy – błękitne barwniki – skomplikowane związki chemiczne, od których w
zasadzie rozpoczyna się fotosynteza i które kierują całym szeregiem procesów
życiowych rozpoczynając od kiełkowania nasion a kończąc na naturalnej śmierci roślin.
System fitochromowy poprzez powiązania enzymatyczne prowadzi do produkcji w
roślinach kolejnych barwników takich jak

flawonoidy, w których skład wchodzi żółty flawon; różowe, purpurowe, czerwone
flawonole oraz czerwone i niebieskie
antocyjany i cyjaniny.

Antocyjany są specyficzną grupą barwników składającą się z flawanu i cukru – stanowią
związki rozpuszczalne w wodzie zdolne do zabarwiania roślin na niemal wszystkie
możliwe kolory w zależności od barwy i intensywności światła, pH soków wewnątrz
komórek roślin oraz zawartości w nich poszczególnych jonów soli mineralnych.
Zawartość w tkankach roślin żółto-czerwonych antocyjanów wzrasta przy braku azotu
natomiast przy braku fosforu wzrasta stężenie niebieskich antocyjanów; tak, więc dla nas
barwniki te są nośnikiem informacji o niedożywieniu roślin.
Systemy barwnikowe współdziałają ze sobą a produkcja określonych barwników jest
ściśle powiązana ze środowiskiem życia roślin, co w przypadku biotopów wodnych
szczególnie odzwierciedla jakość oświetlenia.
Natężenie i barwa światła w wodzie na różnych szerokościach geograficznych znacznie
zmienia się w ciągu dnia w poszczególnych porach roku, w związku z czym, rośliny
wodne wykształciły specyficzny system samoregulacji w wykorzystywaniu ilości i
rodzaju światła oraz system
barwnikowy chroniący je przed nadmiernym oświetleniem prowadzącym do
fotooksydacji- utleniania chlorofilu.
Bardzo często rośliny akwariowe zakupione w sklepie są wspaniale, intensywnie
czerwono zabarwione, lecz po przeniesieniu do domowego akwarium szybko zmieniają
kolor na brunatno-oliwkowy lub zielony.
Taka nagła zmiana koloru dotyczy przede wszystkim roślin emersyjnych, które rosły
nad wodą i dlatego wytworzyły znaczne ilości czerwonych barwników chroniących je
przed nadmiarem światła i podniesieniem temperatury wewnątrz komórek.
W powyższym przypadku czerwone barwniki przesłoniły zielony chlorofil ograniczając
asymilację ciepłego czerwonego światła natomiast rośliny umieszczone w akwarium
zmuszone były „odsłonić się”, aby wykorzystać rozproszone i chłodniejsze światło,
ponadto zanurzonym w wodzie roślinom nie grozi już przegrzanie na skutek bardzo
intensywnych przemian fotochemicznych, z których uwalniane jest również ciepło.
Innym przykładem mogą być spotykane w handlu wywłóczniki, rogatki, kabomby w
okresie letnim, z czerwono zabarwionymi stożkami wzrostu; w tym przypadku wystąpił
podobny mechanizm obronny u roślin, które najprawdopodobniej rosły w naturalnych
zbiornikach wodnych lub uprawiane były w szklarniach.
Zjawiska takie można również zaobserwować w naturalnych, krajowych zbiornikach
wodnych wśród roślinności płytkiej strefy przybrzeżnej.
Podobnie systemy barwnikowe działają u roślin submersyjnych pochodzących z
tropikalnych rejonów świata, jednakże w strefach okołorównikowych i
podzwrotnikowych zbiorniki wodne najczęściej osłonięte są koronami drzew
porastającymi obrzeża wód, natomiast miejsca odsłonięte i silnie nasłonecznione
najczęściej pokryte są roślinami pływającymi, które przystosowane są do bardzo
intensywnego oświetlenia.
W takich warunkach roślinność submersyjna ma bardziej stabilne pod względem światła
środowisko i z tego względu bardziej nadaje się do uprawy akwariowej niż gatunki
strefy klimatu umiarkowanego.

Analizując ubarwienie wielu gatunków roślin zielonych i ich wymagania świetlne
można dostrzec pewną prawidłowość; poza nielicznymi wyjątkami ciemniej ubarwione
rośliny, na przykład mikrozorium, bolbitis, mech jawajski, krajowy mech zdrojek,
większość zwartek, zasiedlają bardziej cieniste miejsca natomiast przy intensywnym
oświetleniu szybko pokrywają się glonami lub bledną aż do białego koloru na skutek
uszkodzeń chlorofilu.
Rośliny jasnozielone na przykład pływające piscje lub zakorzenione w dnie paprotnice
występujące w miejscach nasłonecznionych posiadają znacznie więcej chlorofilu „b”
oraz karotenoidów co umożliwia im prawidłowy rozwój w takim środowisku.

Widoczne różnice w intensywności kolorów oraz zabarwieniu różnych roślin.

Rośliny submersyjne naturalnie czerwone występują zazwyczaj w miejscach
zacienionych, w wodach o brunatnym zabarwieniu, w cieniu roślin pływających i aby
mogły rozwijać się w takich warunkach wykorzystują czerwone barwniki fotosyntezy
umożliwiające asymilację światła niebieskiego i mniejszym stopniu żółto-zielonego.
W ciemno zabarwionych wodach światło czerwone jest silnie pochłaniane w
powierzchniowych warstwach a na większe głębokości dociera już tylko światło
niebieskie i zielone.
Z kolei pływające zielone liście roślin odbijają znaczną część światła, pochłaniają
Czerwień, a przenika przez nie do wody światło żółto-zielone, które może być
asymilowane przy udziale karotenoidów oraz flawonoidów i przekazywane
chlorofilowi „a” lub „b”
Zjawisko filtrowania światła przez liście można łatwo zaobserwować umieszczając pod
nimi biały przedmiot.
Przykładem takiego działania systemu czerwonych barwników może być czerwony
lotos tygrysi.
Roślina ta jest z pewnością jedną z najpiękniejszych nadających się do submersyjnej
i wieloletniej uprawy w akwarium.
Intensywnie zabarwione liście czerwonego lotosa – przy dnie najciemniejsze.

Wymaga ona średniej ilości światła o przewadze fal zimnych co sprzyja intensywnie
czerwono-fioletowej barwie z dużą ilością „tygrysich plamek”, natomiast zbyt silnie i
ciepło oświetlona szybko blednie, z czasem czerwona barwa występuje tylko wokół
głównych nerwów liści a całość blaszki liściowej przybiera kolor zielony.
U tej rośliny zmiana zabarwienia następuje również w momencie, kiedy dobrze
wykształcone liście osiągają poziom lustra wody –wtedy przybierają one barwę
zielono-oliwkową a liście podwodne zanikają. W tym przypadku następuje rozpad
czerwonych barwników fotosyntezy, które stały się zbędne dla prawidłowego rozwoju
roślin.
W przypadku nadmiernego naświetlania zielonej formy lotosa tygrysiego uruchamiane
zostają barwnikowe mechanizmy obronne, które przejawiają się czerwonym
zabarwieniem liści u rośliny normalnie zielonej.
Dowodem działania takiego systemu barwnikowego u roślin wodnych, który
umożliwia im dostosowanie się do warunków oświetlenia jest występowanie różnych
gatunków glonów na różnych głębokościach.
Zarówno w naturalnych zbiornikach wodnych tak i w akwariach
(przy prawidłowym oświetleniu) w przypowierzchniowych warstwach wody występują
przede wszystkim
glony zielone pochłaniające ciepłe, czerwone światło, poniżej glony brunatne
pochłaniające światło niebieskie, jeszcze niżej krasnorosty asymilujące światło
niebiesko i żółto-zielone a w najniższych przydennych partiach wody spotykane są
najczęściej sinice rosnące przy zielono-żółtym świetle.
W akwariach o wysokości słupa wody nie przekraczającym 50 cm. zwykle podział
ogranicza się do zielenic zajmujących górne partie wody, porastających najwyższe
rośliny, przedmioty i tworzące nalot na szybach do około połowy wysokości oraz do
brunatnic zajmujących poniższe warstwy i dno zbiornika.