Tę substancję najczęściej kojarzymy z liśćmi oraz procesem fotosyntezy. W rzeczywistości jest to jeden z najbardziej fascynujących związków chemicznych, który zyskał miano “zielonej krwi”. Z tego artykułu dowiesz się, co to jest chlorofil, gdzie występuje oraz jaką rolę odgrywa w ekosystemie.
Co to jest chlorofil — definicja
Zaczęło się od zagadki, która od wieków intrygowała przyrodników szukających odpowiedzi na pytanie: dlaczego liście są zielone? Nie chodziło tylko o kolor. Podejrzewano, że w tej zieleni kryje się coś znacznie więcej — tajemnica życia roślin, a może nawet całej biosfery. Rozwikłali ją dwaj francuscy chemicy — Joseph Bienaimé Caventou i Pierre Joseph Pelletier. Wyodrębnili oni z liści zielony pigment i nadali mu nazwę chlorofil — co jest połączeniem greckich słów khloros (bladozielony) oraz phyllon (liść).
Co to jest chlorofil? Tę substancję możemy zdefiniować jako grupę pigmentów — organicznych związków chemicznych, które występują w roślinach, algach oraz sinicach (cyjanobakteriach) i nadają im zielony kolor. Chlorofil znajduje się w ich komórkach, a dokładnie w chloroplastach.
Budowa chlorofilu
Wyróżnikiem cząsteczki chlorofilu jest tzw. pierścień porfirynowy, zajmujący pozycję centralną. To duża, płaska struktura złożona z czterech mniejszych fragmentów, które łączą się w okrąg. W jej środku znajduje się atom magnezu (Mg²⁺) — bierze on udział w procesie pochłaniania energii świetlnej i stabilizuje całą cząsteczkę.
Do pierścienia porfirynowego dołączony jest długi, nierozpuszczalny w wodzie łańcuch węglowy, zwany fitolem. Dzięki niemu cząsteczka może zakotwiczyć się w błonach chloroplastu. Budowa chlorofilu predysponuje go do pochłaniania światła.
Chlorofil – fotosynteza
Chlorofil odpowiada za pochłanianie (absorbowanie) energii świetlnej, co stanowi kluczowy etap procesu fotosyntezy. Dzięki niemu rośliny mogą zamieniać energię słońca w energię chemiczną, gromadzoną w postaci cukrów. W obecności światła słonecznego dwutlenek węgla (CO₂) i woda (H₂O) przekształcają się w glukozę (C₆H₁₂O₆) oraz tlen (O₂), który uwalniany jest do atmosfery. To właśnie dzięki temu ludzie i zwierzęta mogą oddychać.
W uproszczeniu można powiedzieć, że roślina „zjada” światło i „oddycha” dwutlenkiem węgla, by wytworzyć pożywienie dla siebie i tlen dla innych organizmów. Chlorofil działa więc jak biologiczny panel słoneczny, który przechwytuje energię fotonów i uruchamia łańcuch reakcji chemicznych w komórkach roślin. Energia słoneczna, chlorofil, fotosynteza — bez nich nie byłoby życia na Ziemi.
Rodzaje chlorofilu
W przyrodzie występuje kilka odmian chlorofilu. Różnice między nimi dotyczą głównie budowy cząsteczki, jednak nie są duże. Główna funkcja — pochłanianie światła niezbędnego do fotosyntezy — pozostaje niezmienna. Wszystkie rodzaje chlorofilu “współpracują ze sobą”, dzięki czemu rośliny i mikroorganizmy mogą korzystać z większej ilości dostępnego światła.
Chlorofil a
Jeśli porównamy ze sobą rodzaje chlorofilu, ten jest najbardziej powszechny, bo występuje we wszystkich roślinach, glonach i sinicach. Chlorofil a bierze bezpośredni udział w reakcjach fotosyntezy — pochłania światło czerwone i niebieskofioletowe, a odbija zielone.
Chlorofil b
Ten rodzaj chlorofilu występuje w wyższych roślinach oraz w zielonych glonach. Chlorofil b doskonale pochłania światło o barwie niebieskiej, dzięki czemu uzupełnia chlorofil a w procesie fotosyntezy.
Chlorofil c
Chlorofil c występuje głównie u brunatnic i okrzemek, gdzie zastępuje chlorofil b. Posiada zdolność do pochłaniania światła niebieskiego i zielonego.
Chlorofil d oraz chlorofil f
Te rodzaje chlorofilu występują w niektórych gatunkach sinic. Ich struktury są przystosowane do tego, by wykorzystywać światło o dłuższych falach (czerwone). Dzięki tej właściwości mogą przeprowadzać fotosyntezę w środowiskach o ograniczonym dostępie światła — na przykład pod wodą.
Dlaczego rośliny są zielone?
Kojąca zieleń, z którą stykamy się, przebywając na łonie natury, to zasługa właśnie chlorofilu. Zastanawiasz się, dlaczego rośliny są zielone? Wynika to ze specyficznych zdolności, jakie chlorofil rozwinął w toku ewolucji. Posiada on umiejętność maksymalnego wykorzystania światła słonecznego, które składa się z wielu kolorów, o różnych długościach fal. Najbardziej efektywne energetycznie są światło czerwone i niebieskie. To właśnie one są skutecznie pochłaniane przez chlorofil.
Światło zielone w tym procesie nie jest przydatne, dlatego chlorofil go nie absorbuje, lecz odbija niczym lustro. W efekcie dociera ono do naszych oczu, sprawiając, że liście roślin wydają się zielone.
Chlorofil – zielona krew roślin
Już w 1864 roku niemiecki chemik Christian Friedrich Schönbein zwrócił uwagę, że chlorofil wykazuje pewne podobieństwo do hemu – barwnika krwi, który nadaje jej czerwony kolor i uczestniczy w przenoszeniu tlenu. Ostateczne potwierdzenie tych analogii przyniosły badania prowadzone w latach 30. XX wieku. Wówczas odkryto, że zarówno chlorofil, jak i hem należą do związków o pierścieniowej strukturze porfirynowej.
Obie cząsteczki składają się z czterech pierścieni połączonych atomami węgla i azotu, tworzących coś w rodzaju „biochemicznej korony”. To sprawia, że potrafią wiązać i przenosić energię. W przypadku hemu jest to energia związana z tlenem, a w przypadku chlorofilu – energia światła. Dlatego na chlorofil często mówi się “zielona krew”.
Choć podobieństwa między nimi są uderzające, warto wspomnieć o jednej zasadniczej różnicy – chodzi o metal znajdujący się w centrum struktury. W hemie jest to żelazo (Fe), które umożliwia wiązanie tlenu w hemoglobinie, natomiast w chlorofilu jego miejsce zajmuje magnez (Mg), pozwalający na pochłanianie energii świetlnej.
Chlorofil – właściwości, dla których warto go suplementować
Okazuje się, że chlorofil może wspierać również zdrowie człowieka. Wynika to z kilku cennych właściwości. Przede wszystkim posiada on zdolność do neutralizowania wolnych rodników. Badania wykazały, że chlorofil oraz jego pochodna – chlorofilina – pomagają chronić DNA przed uszkodzeniami spowodowanymi stresem oksydacyjnym.
Ponadto wspiera on naturalne procesy detoksykacji organizmu. Działa jak „biologiczna gąbka” – wiąże niektóre toksyny, metale ciężkie czy produkty przemiany materii i pomaga usuwać je z ciała. Badania wskazują również, że chlorofil korzystnie wpływa na mikroflorę jelitową i może łagodzić stany zapalne w przewodzie pokarmowym. Kolejną jego właściwością jest zdolność do neutralizacji nieprzyjemnych zapachów w jamie ustnej. Wspiera on także równowagę kwasowo-zasadową organizmu.
[Więcej informacji na ten temat znajdziesz w artykule “Chlorofil do picia – na co pomaga?”]
Dobroczynne właściwości tej substancji zostały dostrzeżone m.in. przez branżę farmaceutyczną i kosmetyczną. Chlorofil jest też składnikiem suplementów diety, po które sięgają osoby dbające o zdrowie. Takim preparatem jest Clorofil – naturalne krople, zawierające skoncentrowany chlorofil, pozyskiwany z morwy białej, które mogą wspierać procesy trawienne i oczyszczające oraz podnosić witalność organizmu.