Barwniki fotosyntetyczne: metody identyfikacji i praktyczne wykorzystanie w badaniach środowiskowych

Barwniki fotosyntetyczne występują w komórkach wszystkich fotoautotrofów. Ich rolą jest pochłanianie promieniowania elektromagnetycznego i przenoszenie energii zaabsorbowanych fotonów do centrów energetycznych zlokalizowanych w chloroplastach. Można je podzielić na dwie grupy: chlorofile i karotenoidy. Najczęściej stosowaną techniką analityczną służącą do rozdzielenia mieszaniny pigmentów w próbach środowiskowych (w liściach roślin wyższych, kulturach glonów, wodzie, glebie, osadach dennych morskich i jeziornych) jest wysokosprawna chromatografia cieczowa. Wyniki takiej analizy mogą posłużyć do wnioskowania o warunkach środowiskowych zarówno lądowych jak i wodnych. Zmiany funkcjonowania aparatu asymilacyjnego należą do najszybszych reakcji roślin na czynniki stresowe, dlatego barwniki fotosyntetyczne mogą być dogodnymi bioindykatorami stresu u roślin wyższych. Ponadto stanowią one ważne źródło informacji o organizmach fotosyntetyzujących zasiedlających zbiorniki wodne. Na podstawie stężenia chlorofilu można oszacować całkowitą biomasę producentów pierwotnych w kolumnie wody i w osadzie. Z kolei karotenoidy są biomarkerami różnych grup taksonomicznych fitoplanktonu. Analiza stężenia i składu pigmentów w osadach morskich i jeziornych może być wykorzystane do wnioskowania o składzie taksonomicznym zgrupowań glonów planktonowych oraz zmianach warunków środowiskowych np. niskie pH, warunki beztlenowe, intensywne żerowanie zooplanktonu itp. na przestrzeni tysięcy lat.