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Le monde végétal nous offre une merveilleuse diversité de couleurs, avec cependant une dominance du vert (feuilles des arbres, mousses, algues, lichens) due à la présence des chlorophylles a et b dont le rôle est essentiel dans la photosynthèse. Il existe une famille de pigments qui sont à l’origine des couleurs des végétaux, caroténoïdes, anthocyanes et flavonoïdes.Ils  changent la couleur réfléchie ou diffusent de la lumière suite à l'absorption d'une plage sélective de longueur d'onde appelée spectre d'absorption.

Dans le cas ou le pigment  absorbe toutes les longueurs d'onde alors la couleur observée sera noire, si le pigment reflète toutes les longueurs d'onde la couleur nous apparaitra blanche. En conclusion le pigment montre toujours la couleur de la lumière réfléchie.

Le monde végétal nous offre une merveilleuse diversité de couleurs, avec cependant une dominance du vert (feuilles des arbres, mousses, algues, lichens) due à la présence des chlorophylles a et b dont le rôle est essentiel dans la photosynthèse. Il existe une famille de pigments qui sont à l’origine des couleurs des végétaux,caroténoïdes, anthocyanes et flavonoïdes.

Rappel sur la lumière du jour

Le soleil émet un rayonnement de type électromagnétique. Ce rayonnement constitue un spectre de lumière . La lumière blanche qui est composée de lumières colorées appelées radiation, le Bleu, le Jaune, le Rouge qui sont les couleurs primaires, le Vert, le Violet et l’Orangé Indigo.

Une couleur est donc la perception de l'œil humain d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses. Le spectre lumineux est une petite fenêtre du spectre électromagnétique, C'est dans cette zone que nos yeux captent les informations lumineuses.

Ce spectre est identifiable dans l’arc en ciel

Le spectre électromagnétique comprend toutes les plages d'ondes  électromagnétiques, de la plus basse à la plus haute fréquence. Il s'étale, des rayons gamma aux ondes de basses fréquences, en passant par les rayons X, les rayons ultraviolets, la lumière visible, les rayons infrarouges, les micro-ondes et les ondes radios. Cette lumière « contient » toutes les couleurs de l'arc-en-ciel. Lorsque les rayons du soleil traversent les gouttes d'eau, les différentes couleurs qui composent la lumière blanche se séparent par réfraction .

Les différentes fenêtres du spectre électromagnétique se caractérisent par une longueur d'ondes, mais aussi par une plage de fréquences, bien définies.

La fréquence est le nombre d'oscillations électromagnétiques qui passent par un point donné en une seconde. Elle s'exprime avec l'unité de fréquence l’Hertz. Plus la longueur d'onde est courte, plus la fréquence est élevée . La fréquence est donc inversement proportionnelle à la longueur d'onde. Ces ondes électromagnétiques, dont le vecteur est le photon, filent à la vitesse de  300 000 km/s. A titre d’exemple et à cette vitesse, un rayon lumineux, émis par le Soleil, met environ 8 minutes pour parvenir sur Terre. Si on se place dans l’eau, l’indice de réfraction étant de 1,33, la vitesse de la lumière sera donc réduite de 25 %

Exemple de perception des couleurs

Les fleurs qui nous paraissent uniformément colorées sont bien différentes vues par l'abeille. Au niveau des couleurs, les abeilles possèdent une vision trichromatique, elles perçoivent le vert, le bleu et les ultraviolets. Elles ne distinguent donc pas le rouge.

 

L'ultraviolet est donc un élément avantageux pour l'abeille,les papillons et les mouches.Les ultraviolets font apparaître des lignes qui convergent des pétales vers le cœur de la fleur la où se trouve le nectar.C'est un élément avantageux pour l'insecte, plus ce rayonnement sera important et plus la couleur des fleurs sera intense.

Les ocelles situés sur le sommet de la tête de l’insecte captent la lumière et mesurent son intensité.

Les pigments sont classés en fonction de la présence ou de l’absence d’azote (N) dans leur structure.

Les pigments azotés sont chez les végétaux, les chlorophylles.

Les pigments non azotés sont les caroténoïdes, les flavonoïdes, les anthocyanes

Rappel : La couleur d'un pigment dépend de son absorption de certaines longueurs d'onde (synthèse soustractive) et de la diffusion d'autres longueurs d'onde. Chez les végétaux, il existe deux grandes familles de pigments : les pigments liposolubles (soluble dans les graisses) , contenus dans des organites cellulaires très concentrés en pigments et les pigments hydrosolubles (solubles dans l’eau ), que l’on trouve dans les vacuoles des cellules épidermiques des pétales

Le plus connu reste la chlorophylle. Il donnera aux plantes leur couleur verte.

Elle absorbe les rayonnements violets (~400nm) et orange-rouge (~600nm) du spectre solaire et diffuse la lumière verte (~550nm) et jaune (~580nm) qui sera perçue par notre œil.

En ce qui concerne les autres couleurs, il faudra se tourner vers différents pigments comme le caroténoïde de couleur orange et jaune répandus dans de nombreux organismes vivants.

La famille de caroténoïdes est divisée en deux sous-familles appelées les carotènes et les xanthophylles.

Les carotènes :

Le carotène est un pigment de couleur orange, très important pour la photosynthèse. Il absorbe essentiellement dans le bleu (entre 400 et 500nm).

Le carotène est une molécule organique classée dans la catégorie des « pigments » de par sa couleur orange. C’est un pigment important pour la synthèse, en effet, il transfère l’énergie lumineuse reçue à la chlorophylle.

Le carotène absorbe dans les faibles longueurs ondes (violet-bleu)(400 à 500 nm) d’où leur couleur jaune-orangé.

Les xanthophylles :

Les xanthophylles sont des molécules organiques, classées parmi les « pigments »  de par leur couleur jaune.La détérioration de la chlorophylle permet à la couleur jaune de la xanthophylle d’être observée. C’est un phénomène qui se produit, par exemple, au cours de l’automne ou du mûrissement des fruits.

Ces pigments sont dérivés des carotènes.Ils sont situés dans les chloroplastes des cellules végétales, (pétales de certaines fleurs de couleur jaune, orange ou rouge), et chez les algues (de couleur brune).

Les flavonoïdes :

Les flavonoïdes sont des molécules organiques appartenant aux « pigments » présentes dans les plantes, fruits, légumes. Ces pigments sont situés tous organes végétaux : racines, tiges, feuilles, fleurs, pollens, fruits, graines, bois...  et dont le rôle dans la photosynthèse est très important : en effet, ils empêchent les ultraviolets (rayons qui détruisent les noyaux cellulaires et les protéines) de pénétrer dans les cellules qui les contiennent. Ils sont aussi responsables de la couleur des végétaux : leur principale fonction est la pigmentation. Les flavonoïdes regroupent un très grand nombre de pigment dont l’un des plus connu l’anthocyane, est une des seules molécules organiques à pouvoir produire des teintes allant du jaune-orangé au bleu, en passant par le pourpre et le rouge. Elles sont responsables de la couleur des aliments.

Les anthocyanes.

Les anthocyanes appartiennent à la classe des composés flavonoïdes. Ils sont hydrosolubles et contenus dans la vacuole des cellules végétales et sont responsables d’une large gamme de couleur. Ils changent de couleur en fonction de leur nature et du degré d’acidité ou de basicité (Ph) de la solution vacuolaire. Ces pigments donnent aussi en combinaison avec les carotènes les couleurs rouge/orange des feuilles durant l'automne lorsqu'il y a une dégradation des chlorophylles qui cachent ces pigments.

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