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Esta é uma
tradução da antiga página do Prof. Shakhashiri. Convido o
leitor a visitar a nova página, para ver belas imagens do outono. O novo endereço da web é:
http://www.scifun.org/CHEMWEEK/AutumnColors2017.pdf
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A cada outono, no hemisfério
norte, a redução da duração da luz do dia e as temperaturas em queda induzem as
árvores a se prepararem para o inverno. Assim, elas perdem bilhões de toneladas
de folhas. Em certas regiões, como a nossa, a queda das folhas é precedida por
um espetáculo de cores feéricas. As folhas anteriormente verdes adquirem
brilhantes tonalidades de amarelo, laranja e vermelho, assim como de castanho.
Estas mudanças de cor são o resultado da transformação dos pigmentos presentes
nas folhas.
O pigmento verde das folhas
é a clorofila. Ela absorve os elementos vermelho e azul da luz solar. Desta
maneira, a luz refletida, menos vermelha e menos azul, aparece verde. A
clorofila compreende, na realidade, dois pigmentos, a clorofila a e a clorofila
b. As moléculas desses compostos são
grandes: C55H72MgN4O5 para a clorofila a e C55H70MgN4O6 para a clorofila b. Essas moléculas são
insolúveis no meio aquoso que preenche as células. Elas são fixas às membranas
dos cloroplastos, estruturas semelhantes a discos, presentes no interior das
células. Os cloroplastos são a sede da fotossíntese, o processo pelo qual a
energia luminosa é convertida em energia química. Dentro dos cloroplastos, a
luz absorvida pela clorofila fornece a energia usada pelas plantas para
transformar o dióxido de carbono e a água em oxigênio e carboidratos, cuja
fórmula geral é Cx(H2O)
x.
Nesta transformação
endotérmica, a energia da luz absorvida pela clorofila é convertida em energia
química, que é armazenada nos carboidratos (açúcares e amido). Esta energia
química é a base das reações bioquímicas responsáveis pelo crescimento, produção
de flores e sementes.
A clorofila não é um
composto muito estável e a luz brilhante do sol provoca sua decomposição. Para
manter a clorofila nas suas folhas, as plantas a sintetizam continuamente. Esta
síntese requer luz solar e temperaturas quentes. Assim, durante o verão, a
clorofila é constantemente decomposta e renovada nas folhas das árvores.
Um outro pigmento encontrado
nas folhas de muitas plantas é o caroteno. Este absorve as cores azul-verde e
azul da luz. A luz refletida pelo caroteno aparece amarela. Este pigmento
constitui-se em uma molécula também grande (C40H36)
contida nos cloroplastos de muitas plantas. Quando o caroteno e a clorofila
estão presentes numa mesma folha, juntos eles absorvem as cores vermelha,
azul-verde e azul da luz solar. A luz refletida aparece verde. A energia da luz
absorvida pelo caroteno é transferida à clorofila, que a usa na fotossíntese. O
caroteno é um composto muito mais estável que a clorofila. Ele persiste nas
folhas mesmo após o desaparecimento da clorofila. Quando esta desaparece, o
caroteno remanescente confere à folha uma cor amarela.
Um terceiro pigmento, ou classe
de pigmentos, que ocorre nas folhas, são as antocianinas. Elas absorvem a luz
azul, azul-verde e verde. Desta maneira, a luz refletida pelas folhas que
contêm antocianinas aparece vermelha. Contrariamente à clorofila e ao caroteno,
as antocianinas não são fixas às membranas das células, mas dissolvidas no
citoplasma. A cor produzida por estes pigmentos é sensível ao pH do citoplasma
da célula. Se este é muito ácido, a cor se torna mais purpúrea. Estes pigmentos
são responsáveis pela cor vermelha das maçãs maduras e pela cor purpúrea das
uvas maduras. Eles são formados pela reação entre os açúcares e certas proteínas
dentro do citoplasma. Esta reação ocorre somente quando a concentração de
açúcar no citoplasma é muito grande e requer, também, a presença de luz. É por
isto que, frequentemente, vemos maçãs vermelhas de um lado e verdes do outro; o
lado vermelho é o que estaria voltado para o sol e o lado verde é o que estaria
na sombra.
Durante o verão, as folhas
das árvores são fábricas que produzem açúcar a partir do dióxido de carbono e
da água, pela ação da luz na clorofila. Esta, por sua vez, faz com que as
folhas tomem a cor verde (as folhas de algumas árvores, tais como os vidoeiros
e os choupos-do-canadá, também contêm caroteno; suas folhas são de cor verde
mais brilhante porque o caroteno absorve a luz azul-verde). A água e os
nutrientes fluem das raízes até os ramos e as folhas. Os açúcares produzidos
pela fotossíntese fluem das folhas para outras partes da árvore, parte da
energia sendo utilizada para o crescimento e outra parte armazenada.
O encurtamento dos dias e as
noites frias do outono, desencadeiam mudanças na árvore. Uma dessas mudanças é
o crescimento de uma camada semelhante à cortiça entre um ramo e o caule da
folha. Esta camada interfere na circulação de nutrientes para dentro da folha.
Estando o fluxo de nutrientes bloqueado, a produção de clorofila diminui
e a cor verde desbota. Se a folha contém caroteno, como acontece com o vidoeiro
e com a nogueira americana, sua cor muda de verde para amarelo brilhante, à
medida que a clorofila desaparece. A camada semelhante a cortiça também impede
a saída de açúcar da folha. Em algumas árvores, à medida que a concentração de
açúcar aumenta na folha, uma reação ocorre para formar as antocianinas. Estes
pigmentos tornam vermelhas as folhas amarelecidas. Os áceres, os carvalhos e
alguns sumagres produzem antocianinas em abundância e são os que apresentam as
folhas mais vermelhas e brilhantes na paisagem outonal. Em outras árvores,
como a faia, quando os carotenoides amarelos são destruídos, sua cor é
substituída pelo marrom, que resulta da oxidação dos taninos da folha.
A variedade e a intensidade
das cores do outono são grandemente influenciadas pelo clima. Baixas
temperaturas destroem a clorofila. Se a temperatura permanece acima do ponto de
congelação, ocorre a formação das antocianinas. O sol brilhante também destrói
a clorofila e aumenta a produção de antocianina. Um clima seco, pelo fato de
aumentar a concentração de açúcar no citoplasma, aumenta também a formação de
antocianina. Assim, as cores mais brilhantes do outono são produzidas quando
dias secos e ensolarados são seguidos por noites frias e secas.
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Referências:
http://www.scifun.org/CHEMWEEK/AutumnColors2017.pdf
http://mcvieira.tripod.com/cores.htm
