Semafori floreali

Il colore dei fiori non è un affare semplice!

La colorazione dei fiori non dipende solo dalla presenza di pigmenti nei tessuti, ma anche dal pH del vacuolo, un organello che costituisce il 90% della cellula vegetale e che contiene specifici pigmenti nei petali. Inoltre, la traslocazione dei pigmenti stessi dal sito di produzione contribuisce in modo significativo alla variazione cromatica.

Il colore dei fiori svolge un ruolo fondamentale nell'attirare gli insetti impollinatori, fungendo loro da ‘’segnaletica stradale’’. 

Le molecole responsabili del colore dei fiori sono principalmente carotenoidi, antociani e betalanine. Gli antociani in particolare, il cui nome deriva non a caso dall’unione delle parole greche ἀνθός (anthos, fiore) e κυανός (kyanos, blu), sono molecole solubili in acqua e sensibili alle variazioni di pH, come mostrato in Figura, e sono particolarmente importanti nel mondo vegetale.

Alcuni fiori, come quelli della Pulmonaria officinalis, cambiano il proprio colore dopo essere stati visitati dall’impollinatore, in modo da ‘’segnalare’’ che in quel fiore è inutile passare. La presenza di antociani nel vacuolo delle cellule del petalo è fondamentale in questo processo, poiché le variazioni di pH che seguono l'impollinazione determinano il cambio di colore da rosa a violetto. 

Le splendide ortensie (Hydrangea macrophilla) che ognuno di noi ha ammirato almeno una volta nei giardini sono spesso viste fiorire in tonalità diverse, talvolta blu e altre volte rosa. Non sono specie diverse a dare colorazioni diverse: i fiori agiscono come una sorta di "cartina tornasole" che misura il pH del suolo in cui crescono. In suoli più acidi (pH < 5.5), infatti, tendono a manifestare un colore blu, mentre in suoli neutri o leggermente alcalini (pH > 6.5) assumono una tonalità rossa.

Questa variazione di colorazione è attribuibile alla diversa solubilità in acqua dell'ione alluminio (Al3+): a pH bassi, l'alluminio è altamente solubile e presente come Al3+ che può essere assorbito dalle radici e trasportato fino ai sepali della pianta.
Una volta nei sepali, l'Al3+ reagisce con l'antocianina presente, la delfinidina-3-glucoside, portando alla formazione della sua base coniugata quinoidale, di colore blu. L'Al3+ funge anche da modello per la formazione di un complesso che contiene la base coniugata quinoidale e un catione flavilio dell'antociano, come mostrato in Figura. In questo complesso, sia la base anionica che il catione contribuiscono al colore blu risultante nei sepali di Hydrangea macrophilla.

In suoli neutro-alcalini, invece, il metallo è principalmente presente come Al(OH)3 insolubile, e non viene assorbito dalle radici. Terreni fortemente alcalini non sono invece idonei alla crescita di questa pianta.

Va notato, tuttavia, che questo fenomeno non è osservabile in tutte le specie di ortensie.  

Invito quindi chi possiede ortensie a casa a sperimentare le diverse colorazioni che possono assumere variando il pH e la composizione del terreno! 😊

Per chi vuole approfondire:

Ruxton GD, Schaefer HM, Floral colour change as a potential signal to pollinators, Current Opinion in Plant Biology (2016), 32: 96-100 . [link]  

Yoshida K, Oyama KI, Kondo T. Insight into chemical mechanisms of sepal color development and variation in hydrangea. Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci (2021). 97:51-68. [link]  

Oberrath R & Böhning-Gaese K. Floral color change and the attraction of insect pollinators in lungwort (Pulmonaria collina). Oecologia (1999) 121, 383–391  [link]  

Schreiber HD, Jones AH, et al. Role of aluminum in red-to-blue color changes in Hydrangea macrophylla sepals. Biometals (2011) 24, 1005–1015. [link]