I colori nei fiori e il loro significato

Cenni di chimica e fisiologia nel corso della fioritura

 

di Ugo Laneri

16 maggio 2021

Tutti ammiriamo i fiori per la forma e soprattutto per i vari colori, e vediamo tanti insetti che vi si posano, attratti da segnali chimici (profumi o altro) e fisici (emissione di radiazioni di determinate lunghezze d’onda, che vediamo come colori). Chimicamente il colore è dovuto a pigmenti, sintetizzati, in base a informazioni genetiche, in presenza di luce; essi appartengono principalmente a due gruppi chimici:
A) i Flavonoidi, comprendenti le diffusissime antocianine (o antociani), che producono colorazioni blu, azzurre, viola, rosa e rosse, e i flavanoni, flavoni e flavonoli, che danno solitamente colori bianchi, dorati, crema. Le betacianine o betalaine sostituiscono gli antociani in alcune famiglie: nelle Chenopodiacee come barbabietola e spinaci, nelle Cactacee - il gruppo maggiore delle piante succulente o “grasse” - e nelle Aizoacee, anch’esse succulente; simili ai Flavonoidi sono gli Isoflavonoidi e i Neoflavonoidi;
B) i Carotenoidi (comprendenti caroteni e xantofille) responsabili di colorazioni dal giallo, all’arancio e al rosso, ad esempio in calendula, carota e Delonix regia.

Flavonoidi e Carotenoidi sono contenuti nelle cellule dei petali e talvolta in altri organi, ma i primi, idrosolubili, sono disciolti nel succo cellulare acquoso contenuto in una cisterna microscopica detta vacùolo, mentre i secondi sono idrofobi (insolubili in acqua) e presenti nei cloroplasti o in corpiccioli cellulari detti cromoplasti.

Delphinium, aquilegie, fiordalisi, genziane (e probabilmente Lisianthus), ibischi, papaveri, pelargoni (gerani da balcone), peonie, petunie, viole, rose e altre Rosaceae sono piante in cui il colore dei fiori è dovuto ad antocianine, mentre nelle ligule ("petali") di margherite e crisantemi troviamo l’apigenina, un altro Flavonoide.

Delonix regia	Aquilegia in siepe di Euonymus japonicus	Hibiscus militaris	Ciliegio giapponese (Prunus serrulata)

Gli antociani possono cambiare colore a seconda del grado di acidità del succo cellulare: generalmente quando è acido il colore è rosso, quando è basico, il colore vira al rosso scuro, viola, blu, secondo i pigmenti e il grado di basicità. Un esempio di questo cambiamento in funzione dell’acidità, variabile a sua volta secondo lo stadio di sviluppo, si ha nel fiore di Pulmonaria, una piantina dei nostri boschi: prima di aprirsi il bocciolo è di colore rosso; il fiore aperto e fresco (fertile) è color malva; quando sfiorisce il fiore assume il colore viola e infine il blu. Il significato di ciò è semplice: la pianta segnala da lontano agli insetti impollinatori se il fiore è nello stadio giusto per essere visitato e impollinato, oppure è troppo giovane o già invecchiato. È da notare che l’invecchiamento e quindi il viraggio è spesso determinato dalla stessa impollinazione. Al riguardo, mi è capitato di vedere da un fioraio un’infiorescenza di Cymbidium (un’orchidea) in cui uno dei fiori era cambiato di colore in quanto impollinato e quindi destinato ad appassire rapidamente, mentre il venditore considerava questo fatto un pregio, una rarità...

Il viraggio può avvenire a carico di diversi pigmenti e dar luogo ad altri colori o a scolorazioni. Alcuni fiori bianchi con la vecchiaia diventano gialli: ad es. in pittosporo (Pittosporum tobira) e caprifoglio (Lonicera caprifolium).

Pulmonaria	Pittosporo	Caprifoglio

 

Altri diventano rossi: in Hibiscus mutabilis i fiori sono bianchi al mattino, diventano carminio soffuso a mezzogiorno, per poi virare al rosa e infine al rosso intenso a sera prima di chiudersi e appassire; in Quisqualis indica e Arauja sericifera i fiori che si aprono la sera sono bianchi, appaiono rosa il mattino seguente e intensificano progressivamente per qualche giorno la colorazione rossa. Alcuni fiori azzurri/blu invecchiando diventano invece bianchi: ad esempio in Solanacee come Brunfelsia pauciflora e alcuni Solanum (es. S. jasminoides). I fiori di Rosa x odorata mutabilis (un tempo nota come Rosa mutabilis) virano dal colore rosso dei boccioli al color giallo-albicocca ed infine ancora al rosso nella vecchiaia. I fiori di Streptosolen jamesonii virano dal giallo all’arancione acceso. Una specie molto coltivata e spontaneizzata nelle zone costiere, a seconda delle varietà può avere viraggi diversi, frequentemente dal giallo al rosa o al rosso: è la Lantana camara, su cui ci si soffermerà in futuro.

Hibiscus mutabilis	Arauja sericifera (Pianta crudele)	Brunfelsia pauciflora	Rosa x odorata mutabilis

L’espressione del colore può variare, oltre che per la presenza di elementi chimici, zuccheri e altre molecole nelle cellule dei petali, anche in funzione di temperatura e intensità luminosa. Un esempio dell’influenza di tali fattori fisici si ha nei fiori delle rose cinesi, i cui colori possono variare considerevolmente in funzione della stagione, tanto da farle sembrare varietà diverse.

Naturalmente i fiori con colore virato, se persistono sulla pianta, in contrasto con gli altri, potranno produrre un effetto estetico molto particolare e ricercato.
Le numerose cultivar di rose offrono esempi di vario genere: in alcune i fiori gialli con la vecchiaia virano al bianco, passando talvolta attraverso interessanti sfumature, in altre diventano bianchi partendo dal rosa o diventano rosa partendo da colori più accesi.

Un fenomeno ben diverso si può verificare quando, su una pianta con fiori normalmente colorati, ne appare uno (o alcuni) bianco o di colore diverso: questo è generalmente l’effetto di una mutazione genetica (“sport”): tale argomento richiede una trattazione a parte, che apparirà in un prossimo articolo.
Differente ancora è il caso del colore di certe varietà di ortensie, che in terreno acido presentano fiori di colore blu e in quello basico colore rosa; il colore blu è dovuto alla disponibilità di alluminio nel terreno, che dipende da un pH basso (ciò si può ottenere in vari modi, ad esempio usando dei prodotti a base di zolfo, come il solfato di ferro).

La presenza degli antociani nei fiori (e talvolta nelle foglie) ha due funzioni: le loro proprietà chimiche li rendono piuttosto indigesti per gli “erbivori” e proteggono la pianta da stress ossidativi, mentre il colore è un segnale attrattivo per gli impollinatori. È da notare che la loro sintesi avviene solo in presenza di luce abbastanza intensa ed è stimolata dal freddo (stress termico), ma si osserva anche in presenza di contaminanti chimici.

Tornando ai carotenoidi, oltre che nella carota, ove è presente in abbondanza il β-carotene responsabile del colore arancio, troviamo elevate quantità di xantofille quali luteina e zeaxantina in vegetali verdi come spinaci, piselli, broccoli, lattuga, prezzemolo, sedano, dove sono mascherate dalla clorofilla, e assumono quindi il colore verde; il colore giallo/arancio in particolare lo troviamo nelle cariossidi (“chicchi”) del mais, in calendula, grano duro, arance, limoni, banane, peperoni, tuorlo d’uovo. Ai carotenoidi appartiene anche il licopene, responsabile del colore rosso nei pomodori.
Si è visto che il ruolo dei carotenoidi è fondamentale per la pianta: essi proteggono dall’eccessiva insolazione, sono antiossidanti, contrastano i radicali liberi e coadiuvano il processo fotosintetico assorbendo la luce in una regione dello spettro non captata dalle clorofille.

Nell’uomo luteina e zeaxantina sono presenti nella macula lutea della retina, ove pare che abbiano una grande importanza vuoi per l’azione antiossidante, vuoi per la capacità di assorbire le dannose lunghezze d’onda della luce blu.

Per la nostra salute è molto utile il ruolo sia degli antociani, sia dei carotenoidi quali molecole antiossidanti; è quindi importante mangiare alimenti colorati, dal radicchio rosso alle barbabietole, ai frutti gialli o rossi/blu. Diversi studi hanno dimostrato che un consumo adeguato di alimenti ricchi in carotenoidi, come frutta e verdura, è correlato con una riduzione del rischio di sviluppo di diverse malattie cronico-degenerative. Il β-carotene, detto anche pro-vitamina A, viene trasformato nell’intestino in vitamina A, indispensabile per la visione, per l’efficienza del sistema immunitario e altre fondamentali funzioni.
Alcuni antociani, come quelli del mirtillo nero, producono anche un miglioramento nella visione crepuscolare e sono reputati di gran valore per il microcircolo oculare e non solo.

Conclusioni

Il colore dei fiori, la cui sintesi avviene solo in presenza di luce, è dovuto principalmente a due classi di pigmenti molto diversi tra loro: le antocianine (e altri flavonoidi) idrosolubili, che forniscono tutti i toni dal blu al viola, fino al rosso (rosso violaceo); i carotenoidi non solubili in acqua, che danno i colori giallo, arancione, fino al rosso (rosso mattone).
Le antocianine possono cambiare colore secondo il pH e ciò si verifica nei diversi stadi di sviluppo dei fiori, in modo da segnalare ai pronubi quale sia lo stadio giusto per l’impollinazione; tale fenomeno prende il nome di viraggio. I diversi pigmenti in generale sono antiossidanti e hanno inoltre varie importanti funzioni. Gli antociani, oltre al segnale visivo per gli impollinatori, rendono il fiore (e talvolta le foglie) poco appetibili agli animali brucatori; ma sono anche un indice di stress termico o chimico. I carotenoidi coadiuvano la fotosintesi e proteggono il fiore da eccessiva insolazione.

Anche nell’uomo tutti questi pigmenti hanno importanti funzioni come antiossidanti. Inoltre:
- gli antociani hanno una funzione protettiva del microcircolo e determinano un aumento della capacità visiva in condizione di scarsa illuminazione;
- i carotenoidi proteggono in particolare la retina dalle dannose lunghezze d’onda della luce blu, sono precursori della vitamina A e coadiuvano l’abbronzatura contribuendo a proteggere la pelle.

Per saperne di più

Una visione più ampia dei pigmenti biologici:
Pigmento biologico (Wikipedia)

Un articolo più tecnico:
Italushortus