أساسيات تلوين الزهرة الزرقاء
الآليات

الارتباط الذاتي يرتبط بتركيز الأنثوسيانين. عندما يكون التركيز أعلى، يمكننا ملاحظة التغيير في الحد الأقصى للامتصاص وزيادة كثافة اللون. ترتبط جزيئات الأنثوسيانين معًا مما ينتج عنه لون أقوى وأكثر قتامة.
التصبغ المشترك يستقر ويوفر الحماية للأنثوسيانين في المعقدات. تكون الأصباغ المشتركة عديمة اللون أو ذات لون أصفر قليلاً. عادةً ما تكون الأصباغ المشتركة عبارة عن مركبات الفلافونويد (فلافون، فلافونول، فلافانون، فلافانول)، بوليفينول آخر، قلويدات، أحماض أمينية أو أحماض عضوية. أكثر الأصباغ المشتركة فعالية هي الفلافونول مثل الروتين أو الكيرسيتين والأحماض الفينولية مثل حمض سينابيك أو حمض الفيروليك. يؤدي ارتباط الصباغ المشترك مع الأنثوسيانين إلى تأثير باثوكروميك، وتحول أقصى امتصاص إلى طول موجي أعلى، ونتيجة لذلك يمكننا ملاحظة تغير اللون من الأحمر إلى الأزرق. تسمى هذه الظاهرة أيضًا بتأثير الصبغة الزرقاء. يمكننا تنويع نوعين من التصبغ المشترك، بين الجزيئات وداخل الجزيئات. في النوع الأول يرتبط الصباغ المشترك بالأنثوسيانين برابطة غير تساهمية (رابطة هيدروجينية، تفاعل كاره للماء، تفاعل أيوني). في النوع الثاني، يمكننا ملاحظة أسيل تساهمية لشق جليكوزيل الأنثوسيانين. التصبغ المشترك الجزيئي له تأثير أقوى على اللون. يسمى هذا النوع من التكديس الوقائي أيضًا نوع التكديس وهو آلية شائعة جدًا في تكوين لون الزهرة الزرقاء. تيرانتين الموجود في زهرة المازريون الهندي (البازلاء الفراشة) وفاسيليانين الموجود في زهرة فاسيلا كامبانولاريا هي أمثلة على الأصباغ ذات التصبغ المشترك داخل الجزيئات.
معقدات المعادن: غالبًا ما يرتبط لون الزهرة الزرقاء بوجود الأنثوسيانين في تجمعات (معقدات) مع أيونات المعادن. تتكون الأنثوسيانين المعدنية من الأنثوسيانين والفلافونات وأيونات المعادن بكميات متكافئة تبلغ 6: 6: 2 على التوالي. المعادن النموذجية في معقدات الأنثوسيانين هي الحديد (Fe) والمغنيسيوم (Mg) والألمنيوم (Al) والنحاس (Cu) والبوتاسيوم (K) والقصدير (Sn). الأنثوسيانين التي يمكن أن تشكل معقدات مع أيونات المعادن هي فقط نوع سيانيدين أو دلفيندين، لأن مجموعتين هيدروكسيل حرة على الأقل في الحلقة-ب ضروريان لوجودهما.
أمثلة على الأنثوسيانين المعدني: يحتوي الكوملينين المعزول من نبات وعلان شائع على مالونيلاوبانين (نوع: دلفيندين)، وفلافوكوملين (كصبغة مشتركة) وأيونات المغنيسيوم في نسبة متكافئة 6: 6: 2. السيانين المعدني هو صبغة زرقاء من نبات القنطريون العنبري. وهو يتألف من سكسينيل كولين (الأنثوسيانين) ومالونيل فلافون (صبغة مشتركة) وأنيونات الحديد والمغنيسيوم واثنين من أيونات الكالسيوم لتثبيت المركب. المثير للاهتمام هو أن نفس الأنثوسيانين عندما لا يكون معقدًا مع أيونات المعادن موجود في بتلات الورد الأحمر.
أصباغ معقدة معدنية ضبابية: في الأزهار ذات اللون الأزرق، في كثير من الأحيان بدلاً من -المعقدات المعدنية- يمكننا العثور على -أصباغ معقدة غير متكافئة المعادن- مثبتة عن طريق التصبغ المشترك. تظهر هذه الأصباغ اللون الأزرق فقط في محلول مائي وتكون أقل ثباتًا من الأنثوسيانين المعدني. مثال على هذا النوع من الأصباغ موجود في الكوبية الكأسية (الأرطنسية الكأسية). الأنثوسيانين الرئيسي هنا هو دلفيندين -3 جلوكوزيد الذي يجب أن ينتج عنه تكوين الزهرة الزرقاء، ولكن الأصناف ذات الزهور الحمراء والوردية موجودة أيضًا. من المعروف أن تحمض التربة يمكن أن يتسبب في تغير لون زهرة الكوبية من الأحمر/الوردي إلى الأزرق/البنفسجي. تفسير هذه الظاهرة يمكن أن نجد في النسبة المولية للصبغة المشتركة (حمض الأسيلكونينيك) إلى الأنثوسيانين، وهي أعلى بكثير في الخلايا الزرقاء، كما أن مستوى أيونات الألومنيوم أعلى في الأزهار الزرقاء. بالإضافة إلى ذلك، يكون الرقم الهيدروجيني للخلية الزرقاء حوالي 4.1 والأحمر أقل بحوالي 3.3. هذا الجزيء الفائق غير مستقر نسبيًا ويمكن أن يتفكك بسهولة نتيجة لتغير تركيز المكون أو ظروف الأس الهيدروجيني، لذلك يمكن أن يفسر هذا سبب انخفاض ثبات اللون الأزرق في الكوبية.
تأثير الأس الهيدروجيني الفجوي على لون الزهرة: كانت نظرية الأس الهيدروجيني هي المفهوم الأول، الذي حاول تفسير لغز تكوين اللون الأزرق في بتلات الزهور. أظهرت الملاحظة الأولى أن السيانين المستخرج من القنطريون العنبري الزرقاء يغير اللون في محلول مائي في درجة حموضة مختلفة. في النطاق الحمضي، كانت الصبغة حمراء ولكن في المحلول القلوي كانت زرقاء. يؤدي إلى استنتاج مفاده أن زيادة الرقم الهيدروجيني في فجوة الخلية يجب أن يؤدي إلى زيادة اللون الأزرق. يمكن ملاحظة هذه الظاهرة في بتلات مجد الصباح ومجد الصباح الياباني الأزرق. خلال تطور الزهرة يمكننا أن نلاحظ تغير لون الزهرة من الأرجواني إلى الأزرق. تحتوي نبتة مجد الصباح على نوع واحد فقط من الأنثوسيانين من نوع دلفيندين ولا يتغير تكوينه أثناء نمو الزهرة، ولكن تغيير اللون ناتج عن زيادة الرقم الهيدروجيني في فجوة الخلايا الملونة من 6.6 في البراعم إلى 7.7 في الزهور الناضجة تمامًا. خلال المرحلة المبكرة من التطور، يتم الحفاظ على الأس الهيدروجيني الحمضي بواسطة مضخات البروتون، وفي المرحلة الأخيرة تكون تبادل أيونات الهيدروجين والبوتاسيوم مسؤولاً عن فجوة القلونة.