Perché le foglie sono verdi? Una questione di clorofilla

Le foglie sono verdi, e lo sanno anche i bambini. Ma perché proprio verdi e non di un altro colore? E perché in autunno il colore cambia? Rispondiamo subito alle domande: è una questione di luce, pigmenti e clorofilla. Ma andiamo con calma e trattiamo l'argomento passo a passo.

Tutto parte dalla luce

La luce del Sole è composta da onde elettromagnetiche che spaziano dagli infrarossi agli ultravioletti. All'interno di questo intervallo troviamo lo spettro visibile – chiamato anche "luce bianca" – che corrisponde ai colori che siamo in grado di vedere. Ogni colore possiede una lunghezza d'onda definita, che si ottiene scomponendo la luce bianca attraverso un prisma. Quelli che chiamiamo i colori dell'arcobaleno sono essenzialmente la gamma cromatica che forma la luce bianca.

I colori che vediamo quando guardiamo un oggetto sono dati dall'interazione della luce con l'oggetto stesso, che è in grado di assorbirne una parte – che quindi non riusciamo a vedere -, riflettendone le lunghezze d'onda rimanenti. Quindi ciò che vediamo è dato da un processo di riflessione e trasmissione. Al di là delle foglie, se siete curiosi di sapere perché il cielo e il mare sono blu, leggere i nostri articoli.
Nel caso della foglia, ciò che arriva ai nostri occhi sono le sole lunghezze d'onda che la foglia non assorbe, quelle del verde! Vediamo quale pigmento è coinvolto nella colorazione verde delle foglie, poi ci soffermeremo brevemente a parlare delle foglie autunnali.

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Come mai in autunno le foglie cambiano colore e cadono?

Di Nicole Pillepich

I pigmenti fotosintetici

Il colore delle foglie e delle strutture vegetali è dato dalla presenza di sostanze chimiche chiamate pigmenti. Le piante, molto più che gli animali, sono in grado di produrne un'ampia varietà: sono sostanze che svolgono più funzioni, tra cui l'assorbimento della radiazione solare, il mimetismo. Non dimentichiamo che il colore di fiori e frutti è fondamentale per attrarre gli animali coinvolti nel processo di impollinazione, favorendo la riproduzione delle piante. Tra gli animali impollinatori abbiamo api, mosche, farfalle, coleotteri ma anche uccelli, lucertole, pipistrelli e altri mammiferi.

Le tre principali categorie di pigmenti presenti nelle piante sono le clorofille, i carotenoidi e le antocianine. La quantità e la produzione di questi pigmenti dipende dal tipo di pianta e da condizioni esterne come il pH del suolo, la luce e la temperatura: ne deriva la straordinaria gamma di colori presente in natura!
Normalmente in una foglia possono esserci più pigmenti contemporaneamente ma in alcuni periodi dell'anno alcuni di essi prevalgono sugli altri, mostrando colori tipici da stagione a stagione. In estate e in primavera, ad esempio, prevale la clorofilla, il pigmento principale coinvolto nella fotosintesi clorofilliana. Esso si trova in strutture chiamate cloroplasti, presenti sia all'interno di foglie che di strutture in grado di effettuare fotosintesi – come giovani ramoscelli e fusti verdi.

I pigmenti fotosintetici hanno il compito di assorbire l'energia della luce che verrà utilizzata nel processo fotosintetico: l'anidride carbonica e l'acqua vengono convertite in glucosio, il principale zucchero utilizzato dalle piante.
Ma non esiste solo la clorofilla come pigmento: i carotenoidi sono in grado di donare colorazioni giallo-arancio molto intense (come quelle del girasole) mentre le antocianine donano un colore rosso-violaceo che può tendere al blu (pensate al colore dei frutti di bosco).

Clorofilla e colore verde

Le foglie sono verdi per la presenza di clorofilla. In primavera e in estate le strutture fogliari e i giovani fusti sono verdi perché è proprio in queste stagioni che si producono grandi quantità di questo pigmento. La ragione è semplice: più c'è luce e più la pianta fa fotosintesi, quindi serviranno grandi quantità di clorofilla. Le tonalità poi variano da verde chiaro a verde scuro, dal verde più caldo a quello più bluastro, dandoci la varietà di colori delle chiome che troviamo in natura.
La clorofilla conferisce alle piante il loro tipico colore proprio perché non assorbe le lunghezze d'onda associate al verde (tra 500 e 650 nm circa), riflettendole. Quello che assorbe sono le lunghezze d'onda corrispondenti al blu e al rosso.
Se ci pensate, però, non tutte le foglie sono necessariamente verdi, e ciò è dovuto a due fatti principali. Se è autunno, allora è molto probabile che la pianta abbia deciso di "eliminare" le foglie – cosa che accade in modo regolare -, oppure se le foglie hanno colori diversi durante tutto l'anno, allora vuol dire che oltre alla clorofilla saranno presenti anche altri pigmenti.

E perché il colore delle foglie cambia in autunno?

Facciamo prima una precisazione: stiamo parlando di piante decidue, ovvero quelle che perdono le foglie. Non tutte le piante però hanno foglie che si seccano e cadono, come ad esempio le piante sempreverdi che hanno foglie persistenti durante tutto l’anno, o come il caso di alcune querce che mantengono le foglie attaccate ai rami, seppur secche.
Man mano che l'estate svanisce nell'autunno, le giornate iniziano ad accorciarsi, con una conseguente riduzione di luce solare. Questo è un segnale per la foglia di prepararsi all'inverno e di smettere di produrre clorofilla. Quando ciò accade, le molecole di clorofilla vengono degradate, permettendo agli altri pigmenti di prevalere sulla colorazione: diventano così visibili i colori dell'autunno. Il motivo dietro la degradazione della clorofilla ha a che fare con l'energia: mantenere attive le strutture fotosintetiche costa molto in termini energetici, e se la luce è sempre meno intensa… conviene demolirle per non "sprecare" energia. Insomma, non vale la pena tenerle!

I carotenoidi ad esempio, sono pigmenti già presenti nelle foglie, ma "nascosti" dalla clorofilla. Gli antociani, invece, sono prodotti poco prima che la foglia si stacchi dal ramo, favorendo un graduale processo di invecchiamento programmato. Foglie ricche di antociani avranno un bel colore rosso porpora come quelle degli aceri rossi e dello scotano, mentre quelle ricche in carotenoidi appariranno di un giallo-arancio molto intenso. Chiaramente le varie tonalità sono date da un mix di più pigmenti presenti nella foglia, che possono variare nel tempo e con le stagioni.

Se non avete il pollice verde vi sarete ritrovati più di qualche volta a fare i conti con foglie secche e ingiallite, anche se trattate la vostra piantina con cura. Il problema può derivare da alcuni fattori ambientali, perché le foglie sono molto sensibili a cambiamenti di temperatura, irraggiamento e idratazione. In questi casi è possibile che la colorazione cambi per cause non legate alla stagionalità, che modificano i processi di produzione e degradazione dei pigmenti.
Un consiglio: se volete godervi appieno i colori dell'autunno, fatelo nelle giornate limpide e fresche, perché i colori saranno vividi e accesi!