Когда мы думаем о цветах, на ум, скорее всего, приходят яркие цвета, такие как красный, желтый, розовый, фиолетовый и оранжевый. Однако есть некоторые редкие синие цветы, которые встречаются в природе в определенных частях света. Синий — необычный цвет в природе, и его трудно получить биологическим путем из-за необходимой химии. Но есть несколько цветов, которые эволюционировали, чтобы демонстрировать поразительные синие оттенки.
Некоторые ключевые вопросы, которые мы рассмотрим в этой статье:
– Что делает синий цвет редким цветом в цветах?
– Каковы примеры по-настоящему синих цветов?
– Где растут натуральные синие цветы?
– Как синие цветы приобретают свой цвет?
Понимание химии и географии натуральных синих цветов открывает некоторые увлекательные идеи об этих ботанических чудесах.
Цветы бывают всех цветов радуги, но синий — один из самых редких. Есть несколько причин, по которым синие пигменты не распространены в мире цветов:
Растения производят только три основных типа пигментов естественным образом:
– Каротиноиды: производят желтый, оранжевый и красный цвета.
– Антоцианы: отвечают за красные, фиолетовые и синие оттенки.
– Беталаины: обеспечивают красную и желтую окраску.
Из этих трех классов пигментов антоцианы – единственные, которые могут давать синие тона. Но в основном они создают красновато-фиолетовые или пурпурные цвета. Чтобы изменить антоцианы на синие, требуется особая химия.
Антоцианы должны быть химически изменены, чтобы преобразовать их цвет из фиолетового в настоящий синий. Обычно это включает изменение уровня pH или добавление ионов металлов, таких как алюминий, железо или магний.
Такие химические изменения не происходят легко в природе. Большинство растений не могут предоставить вещества или подходящие условия для преобразования антоцианов в стабильные синие пигменты.
Поскольку синий цвет является необычным цветом в цветах, не многие растения развили способность производить синюю пигментацию.
Без особого эволюционного преимущества большинство цветов просто не развили сложные биологические механизмы для генерации синих цветов.
Окружающая среда также играет роль в ограничении синих цветов. Такие факторы, как pH почвы, предпочтения опылителей и доступность ионов металлов, могут влиять на то, будут ли развиваться синие пигменты.
Многие растения не имеют подходящей среды обитания для поддержки синих оттенков цветов.
В целом, синий цвет оказывается сложным для цветов для естественного производства. Но горстке экзотических растений по всему миру удалось преодолеть препятствия.
Хотя многие цветы кажутся синими невооруженным глазом, на самом деле они представляют собой тонкие смеси фиолетового, лавандового и лилового при более близком рассмотрении.
Но ботаники признают менее дюжины видов как «по-настоящему синие» цветы, отражающие чистые синие длины волн. Вот некоторые из самых потрясающих примеров:
Несколько видов маков из Гималаев дают редкие синие цветы. Самый известный — Meconopsis betonicifolia, у которого потрясающие небесно-голубые лепестки с белой тычинкой. Для их роста требуются прохладные, тенистые горные условия.
Эти чашечки кобальтово-синего цвета украшают полы европейских лесов весной. Их научное название Hyacinthoides non-scripta связано с отсутствием отметин на лепестках. Цвет колокольчика обусловлен антоцианами, которые усиливаются кислой средой обитания растения.
От природы синих роз не существует. Но флористы генетически модифицировали синие розы, добавляя синие пигменты дельфинидина из анютиных глазок. Компания Suntory стала пионером первых по-настоящему синих роз в 2004 году.
Эти луковицы производят яркие синие звездчатые цветы ранней весной. Их научное название Chionodoxa переводится как «снежная слава», отсылая к цветкам, пробивающимся сквозь тающий снег. Существуют также розовые и белые версии.
Технически называемый пуэрториканским гибискусом, это растение приобрело яркий синий цвет в гавайском климате. Его цвет обусловлен pH и ионами металлов в вулканической почве. Синий гибискус является официальным государственным цветком Гавайев.
Этот классический садовый кустарник может давать розовые или синие цветы. Их цвет зависит от pH почвы. Кислые почвы с ионами алюминия дают синие цветы, а нейтральные/щелочные почвы — розовые.
Яркие синие лепестки люпина техасского являются фирменным символом весны в Техасе. Эти бобовые процветают на бедных почвах и в засушливом климате. Ирисы содержат такие же синие вещества, как и люпины.
Серебристые фиалки (Viola adunca), родом из Северной Америки, добавляют мерцающую синюю палитру влажным хвойным лесам. Их цвет обусловлен сочетанием антоцианов и ионов металлов, которые естественным образом присутствуют в кислых почвах.
Это охватывает некоторые из лучших природных синих цветов по всему миру. Теперь давайте посмотрим, где они растут.
Чтобы цветок производил синие пигменты, его среда обитания должна обеспечивать правильную химию и условия. Определенные факторы окружающей среды способствуют появлению синих цветов.
Многие синие цветы произрастают в прохладных высокогорных регионах, таких как Гималаи и европейские Альпы. Более низкие температуры способствуют образованию синих пигментов.
Влажная почва обеспечивает достаточное увлажнение для того, чтобы антоцианы изменились в синие тона.
Антоцианы меняют оттенок на синий, когда pH кислый, часто из-за присутствия алюминия и ионов из горных пород.
Лесные почвы, богатые гумусом, естественным образом стремятся к кислому pH, идеальному для синих цветов. Районы с хвойными деревьями особенно связаны с синими цветками.
Соляные брызги и морские бризы создают кислые условия вдоль береговых линий. Это благоприятствует голубым цветам в прибрежных местообитаниях.
Альпийские и субальпийские зоны имеют прохладный воздух и кислую почву, идеально подходящую для получения голубых цветов.
Некоторые голубые цветы, такие как гибискус Гавайев, развиваются в тропических районах. Уникальные минералы в старой вулканической почве обеспечивают эффект синева.
Так что, хотя голубые цветы в целом редки, определенные среды имеют как раз подходящие условия для получения этого неуловимого цвета.
Мы рассмотрели несколько примеров голубых цветов и где они растут. Теперь давайте углубимся в то, как эти растения создают свои яркие голубые оттенки.
Существует два основных механизма:
Антоциановые пигменты естественным образом встречаются в диапазоне от синего до фиолетового. Но в условиях кислой почвы антоцианы смещаются в более чистый синий цвет.
При pH почвы ниже 5,5 происходят химические реакции, изменяющие цвет:
– Ионы алюминия, присутствующие в кислых почвах, связываются с антоцианами.
– Это изменяет геометрию молекул пигмента.
– Новая молекулярная структура отражает синие длины волн.
– Больше алюминия = более синие цветы.
Многие лесные и альпийские синие цветы зависят от этой кислой химии почвы. Их среда обитания обеспечивает идеальные уровни pH почвы, чтобы сделать антоцианы синими.
Определенные ионы металлов играют такую же роль, как алюминий, в модификации антоцианов в синие тона. Примерами являются железо, магний и калий.
Как и кислые почвы, присутствие этих металлов в правильных концентрациях может вызвать химические сдвиги, вызывающие синюю окраску.
Роль ионов металлов была впервые обнаружена в цветках гортензии, но другие синие цветы используют тот же механизм.
В некоторых случаях сочетание кислой почвы и определенных ионов металлов отвечает за цвет цветка. Концентрации и соотношения должны быть правильными, чтобы генерировать яркие синие пигменты.
Эта сложная химия объясняет редкость по-настоящему синих цветов. Но когда условия совпадают, цветы используют эти химические пути для развития захватывающих синих оттенков.
Чтобы проиллюстрировать точную биохимию, которая дает синие цветы, вот два примера:
Голубые маки, такие как Meconopsis betonicifolia, содержат антоциановые пигменты, называемые дельфинидинами.
В дикой природе эти маки растут в очень кислой почве. Низкий pH заставляет ионы алюминия накапливаться в растении.
Алюминий реагирует с дельфинидинами, изменяя их молекулярную структуру. Это меняет цвет пигмента с фиолетового на синий по мере развития цветов мака.
Цветки гортензии содержат антоцианы, называемые цианидинами. Эти пигменты обычно красновато-фиолетовые.
Но в присутствии ионов алюминия цианидины преобразуются в небесно-голубые пигменты.
Если почва недостаточно кислая, чтобы обеспечить алюминием, гортензии останутся розовыми или фиолетовыми.
Благодаря тонкой настройке этих химических соотношений гортензии могут давать потрясающие синие оттенки.
В то время как большинство цветов полагаются на яркие пигменты, такие как желтый и красный, некоторые избранные развили способность производить яркие синие лепестки. По-настоящему синие цветы остаются неуловимыми в природе из-за привередливой химии и ограничений среды обитания.
Но при правильных условиях, с кислой почвой, прохладным климатом и определенными ионами металлов, горстка экзотических цветов приобретает глубокие синие оттенки. Их редкость делает эти синие цветы еще более ценными.
В следующий раз, когда вы наткнетесь на лазурный цветок в природе, уделите минутку, чтобы полюбоваться необычной химией и генетикой, которые позволяют ему сиять синим на фоне преимущественно розового и фиолетового цветочного ландшафта.
– Танака, Йошиказу и др. «Цвет цветка и цитохромы P450?». Обзоры фитохимии 9.2 (2010): 283-291.
– Йошида, Куми и др. «Развитие синего цвета цветка антоцианами: от химической структуры до клеточной физиологии». Отчеты о натуральных продуктах 26.7 (2009): 884-915.
– Ли, Дэвид В. «Палитра природы: наука о цвете растений». Издательство Чикагского университета, 2010.
– Гротевольд, Эрих. «Генетика и биохимия цветочных пигментов». Annu. Rev. Plant Biol. 57 (2006): 761-780.
– Мартин, Кэти и У. Люттге. «Голубые цвета цветов – как стать синими?» VITAMIN-Fehlversorgung/Ursachen/Folgen/Elemination. Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2021. 405-428.