В чому переваги хлорофілу в порівняні з іншими пігментами?
Становлення пігментних систем первинних фототрофних організмів відбувалося шляхом їх ускладнення та вдосконалення у відповідності із неминучими змінами умов середовища на ранніх етапах становлення життя на Землі. При цьому хімічна структура молекул пігментів видозмінювалась так, щоб максимум поглинання був у тій ділянці спектра, промені якої були найстабільнішими за інтенсивністю упродовж всього світлового дня. Цій умові відповідає лише червоне світло, кількість якого у світловому потоці майже однакова від сходу до заходу Сонця, мало змінюючись навіть у хмарні дні. Світло інших ділянок спектра характеризується надмірним полуденним максимумом, що дуже ускладнювало б здійснення світлозалежних реакцій.
Будова відібраної таким чином молекули хлорофілу визначала й інший максимум її поглинання в синьо-фіолетовій ділянці спектра. Проте потреба захисту від енергоємкіших квантів зумовила появу каротиноїдів та їх поєднання з хлорофілами. Інтенсивно поглинаючи синьо-фіолетове світло, каротиноїди оберігають хлорофіл від фотодинамічного руйнування та ще й передають йому частину поглинутої енергії.
Переваги хлорофілу над іншими ймовірними претендентами на провідну роль у фотосинтезі визначились і додатковими його властивостями: а) включення до складу молекули атома магнію, який надав йому зеленого кольору; б) гідрофільна тетрапірольна “головка” і гідрофобний фітольний “хвіст” молекули хлорофілу забезпечили ефективне структурно-просторове включення її в мембрани тилакоїдів; в) наявність системи спряжених (кон’югованих) подвійних зв’язків забезпечило стійкість молекули до температури і хімічних чинників; г) залежно від ступеня агрегації молекул, хлорофіл може знаходитись в кількох різних спектральних формах; д) особливість будови молекули хлорофілу визначає легку збудливість його електронів; е) надлишок поглинутої енергії, як правило, перетворюється у червоне світло флуоресценції, яке знову може поглинутися суміжними молекулами.
