shkrobius (shkrobius) wrote,

О борще

Борщ - блюдо интригующе-загадочное своим благородным красным цветом.

В большинстве цветковых растениях нефотосинтезирующие ткани окрашены антоцианиновыми красителями в клеточных вакуолях. Это флавионоиды, состоящие только из углерода и кислорода; азота в них нет, поэтому их относительно дешево синтезировать. Однако, в одном отряде (всего 10 семейств) вместо антоцианинов используются беталаины: красители другого класса, содержащие два атома азота, что делает их дорогими для организма. Растения, содержащие антоцианины не содержат беталаинов и наоборот.

Свекла содержит красный беталаин (бетанин) в листьях. Ее "корнеплод", вообще говоря, бесцветный, но в 16-м веке в Германии нашли уродца, который экспрессирует бетанин в неположенном месте, оттуда привычная нам свекла распространился по всему свету. Удивительно, насколько быстро борщ из такой свеклы вошел в российский обиход (первое упоминание в 1586-м году). Первое упоминание немецкой красной свеклы - 1558-й год. Оперативно сработали.

Вопрос с цветом борща таков: зачем растениям нужны беталаины? Без них борща не сварить: цветопоглощающие формы антоцианинов химически нестабильны. В растении они стабилизируются либо комплексацией антоцианинов с ионами металлов, либо копигментами. В процессе варки (особенно, если краситель экстрагируется в раствор) комплексы распадаются; цвета либо нет, либо гадостный. Для цвета благородного нужны беталаины, которые стабильны в растворе без комплексации. Но растение не для того ведь растет, чтобы из него борщ делали. Зачем тогда ему нужны беталаины, которые много труднее и много дороже делать, чем антоцианины?

Трудность в том, что непросто сказать, зачем и антоцианины-то нужны в большей части растительных тканей (скажем, листьях). Eсть примерно 20-30 теорий, зачем они содержатся в листьях, но они не убедительны. Наиболее распространена та точка зрения, что они поглащают ультрафиолет, защищая остальные пигменты в тканях (1947). Однако, они довольно плохо поглощают в области 280-320 нм, т.е. объяснение натянуто. До этого полагали, что поглощение в видимой области повышает температуру листа (1909); опровергли это только в 1995-м году. Антоцианинам начали приписывать антиокислительные и противогрибковые свойства (хотя в листе таких молекул и без них хватает). Несколько более остроумных объяснений: запутать насекомых, настроенных на зеленый цвет (камуфляж). Наоборот: сигнал-предупреждение (я могу краситель сделать, значит и токсин могу, берегись). Спасти лист от преждевременной гибели из-за фотолиза (пока растение разбивает и извлекает хлорофилл поздней осенью, запасая его на сл. сезон). Не буду пречислять все теории.

Для беталаинов даже таких теорий нет. Хотя есть ядро идеи. Не в одних листьях счастье, нужны и цветочки; окраска цветов помогает поллинаторам их находить. Кроме поглощения света антоцианиновыми красителями, в принципе можно было бы использовать и флюоресценцию, но тут у природы вышла промашка. Антоцианиновые красители практически не флюоресцируют при физиологических условиях, предпочитая депротонирование и другие побочные реакции (например, включающие копигмент). В отличие от антоцианинов, беталаины отлично флюоресцируют. Беталаины делятся на два класса: те, что поглощают в красной и желтой области, бетацианины и бетаксантины. Недавно вышла статья, показывающая, что цветы, окрашенные беталаинами флюоресцируют так, что эмиссия бетаксантинов поглощается бетацианинами. Таким образом возникают флюоресцентные контрасты (зеленого света) в сумеречном свете или при облачной погоде.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16177911
http://www.nature.com/nature/journal/v437/n7057/full/437334a.html

Это означает, что поллинатор (в данном случае - Mirabilis jalapa - насекомые и летучие мыши), детектирующий флюоресценцию увидел бы картинку. Вероятно, в седой древности цветковые растения разделились на те, что использовали в цветах только абсорбцию (антоцианиновые растения) или абсорбцию + флюоресценцию (беталаиновые растения), подстраиваясь под визуальные свойства разных поллинаторов. По какой-то причине победила первая стратегия, и беталаиновая флора стала маргинальной. Свекла - остаток раздавленного конкурента, а борщ - дар древних насекомых нашему столу.

Почему свекла красного цвета?

Tags: mystery
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded  

  • 54 comments