हरितद्रव्य : (क्लोरोफिल). उच्चतर दर्जाच्या वनस्पती, शैवले, सूक्ष्मजंतू इत्यादींत आढळणाऱ्या गर्द हिरव्या, निळ्या किंवा जांभळ्या टेट्रापायरोलिक रंगद्रव्यांचे ‘क्लोरोफिल’ हे जननिक (गटाचे) नाव आहे. ही रंगद्रव्ये ⇨ प्रकाशसंश्लेषणा मध्ये प्रकाशग्राही किंवा प्रकाश ऊर्जेचे रासायनिक ऊर्जेत परिवर्तन करणारी ऊर्जापरिवर्तक द्रव्ये म्हणून कार्य करतात.
हरितद्रव्य बहुतांशी सर्व प्रकाशसंश्लेषी जीवांमध्ये आढळते. उदा., हिरव्या वनस्पती, सायनोफाइट (निळी-हिरवी शैवले), विशिष्ट सूक्ष्मजंतू तसेच शैवले, डायाटम व कवक यांसारखे एककोशिकीय (एकपेशीय) जीव. शिवाय सोनेरी शैवलांत विरळा आढळणारा हरितद्रव्याचा ई हा प्रकार आढळतो. कोशिकांमधील हरितद्रव्य हे हरितकणू (क्लोरोप्लास्ट) या तबकडीसारख्या रचनेच्या कोशिकांगांमध्ये असते. हरितद्रव्यांमुळे हवेतील कार्बन डाय-ऑक्साइड वायूपासून वनस्पतींत शर्करा व इतर कार्बनी संयुगे निर्माण होतात. प्रकाश ऊर्जेचे रासायनिक ऊर्जेत परिवर्तन करणाऱ्या प्रक्रियेत ऑक्सिजन मुक्त होतो आणि हवेतून कार्बन डाय-ऑक्साइड घेण्यासाठी रासायनिक ऊर्जा गरजेची असते. अखेरीस यातून कार्बोहायड्रेटे, स्टार्च, वसा, प्रथिने व जीवनसत्त्वे यांसारखे अन्नघटक निर्माण होतात. वनस्पती प्रकाशात असतानाच बहुतेक वनस्पतिकोशिका हरितद्रव्य निर्माण करतात. यामुळे प्रकाशापासून दूर ठेवल्यास हिरव्या वनस्पती हिरव्या न राहता पांढऱ्या वा पिवळ्या होतात.
वनस्पतींप्रमाणेच काही सूक्ष्मजंतू प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे स्वतःचे अन्नतयार करतात. या सूक्ष्मजंतूंमध्ये खास प्रकारचे हरितद्रव्य असून तेदीर्घतर तरंगलांब्यांचा अदृश्य अवरक्त व तांबड्या रंगाचा प्रकाश शोषते.
हरितद्रव्याच्या रेणूमध्ये मध्यभागी मॅग्नेशियम अणू असून त्याच्या-भोवती पॉर्फिरीन वलय नावाची नायट्रोजनयुक्त संरचना असते. पॉर्फिरीन वलयाला फायटॉल नावाची दीर्घ कार्बन-हायड्रोजन पार्श्वशाखा जोडलेली असते. हरितद्रव्यांची रासायनिक संरचना प्रकाशसंश्लेषण या नोंदीत विस्ताराने दिली आहे. रशियन वनस्पतिवैज्ञानिक ⇨ क्ल्यिम्येंट अर्काद्यियेव्ह्यिच तिमिरियाझ्येफ यांनी हरितद्रव्याच्या भौतिक संरचने-बरोबर प्रकाशसंश्लेषणात ते ऑक्सिडीभवन क्षपण [→ ऑक्सिडीभवन क्षपण] रूपांतरणाचा त्वरेने परिणाम होणारे एक संवेदनशील रासायनिक द्रव्य आहे हा दृष्टिकोन मांडला. ⇨ हान्स फिशर यांनी स्तनी व इतर पृष्ठवंशी (पाठीचा कणा असलेल्या) प्राण्यांच्या रक्तातील हीमोग्लोबिना-पासून मिळणाऱ्या हीमीन या स्फटिकी रंगद्रव्याची रासायनिक संरचना व हरितद्रव्याची रासायनिक संरचना यांच्यात विलक्षण साम्य असल्याचेदाखवून दिले.
हरितद्रव्ये त्यांनी शोषलेल्या प्रकाश ऊर्जेपैकी काही भाग अनुस्फुरणाच्या रूपात परत उत्सर्जित करतात. त्यामुळे ती स्वयंप्रकाशी वाटतात. शोषलेल्या प्रकाशाची तरंगलांबी कोणतीही असली, तरी उत्सर्जित अनुस्फुरण नेहमीच किमान ऊर्जा शोषण पट्टाच्या दीर्घ तरंगलांबीच्या बाजूचे म्हणजे वर्णपटाच्या तांबड्या किंवा अवरक्त विभागातील असते. विशिष्ट हरितद्रव्याचे अनुस्फुरक गुणधर्म हे त्याच्या रेणूची संरचना व त्याच्या निकटचे पऱ्यावरण यांच्यावर अवलंबून असते. अशा रीतीने सजीव वनस्पतींतील हरितद्रव्याचा अनुस्फुरक वर्णपट नेहमी त्या रंगद्रव्याच्या विद्रावाच्या अनुस्फुरक वर्णपटाच्या (सु. ६६० मिमी. शिखरबिंदू) तुलनेत दीर्घतर तरंगलांबीकडे (६८५ मिमी. शिखरबिंदू) सरकलेला आढळतो. ही ताम्रच्युती हरितद्रव्य-प्रथिन जटिलांचे गुणवैशिष्ट्य आहे.
प्रमुख हरितद्रव्यांचा आढळ व वाटणी : सर्वसाधारणपणे एकूण २० हरितद्रव्ये आहेत. मात्र, विशेषतः सागरी सूक्ष्मशैवलांमध्येआणि सरोवरे व किनाऱ्यावरील भरती-ओहोटीच्या टप्प्यातील सपाटपृष्ठभाग येथील प्रकाशसंश्लेषी सूक्ष्मजंतूंमध्ये दरवर्षी नवीन हरितद्रव्ये आढळतात. हरितद्रव्यांचे ए, बी आणि डी हे प्रकार ऑक्सिजननिर्मात्या प्रकाशसंश्लेषी जीवांत, सी प्रकारची सर्व हरितद्रव्ये ऑक्सिजननिर्मात्या सागरी सूक्ष्मशैवलांत आणि सूक्ष्मजंतुहरितद्रव्ये (बॅक्टिरिओ-क्लोरोफिल) सी, डी, ई आणि जी या रूपांत ऑक्सिजन निर्माण न करणाऱ्या प्रकाशसंश्लेषी सूक्ष्मजंतूंमध्ये आढळतात.
हरितद्रव्ये ए आणि बी : ही उच्चतर दर्जाच्या वनस्पती व हिरवी शैवले यांतील प्रमुख हरितद्रव्ये आहेत. प्रकाश संकलित करणाऱ्या रंगद्रव्य–प्रथिन (यांना शृंगिका म्हणजे आकाशक असेही म्हणतात) जटिलांतव विक्रिया-केंद्र जटिले (येथे रासायनिक विक्रिया होते) यांच्यामध्ये हरितद्रव्य ए आढळते, तर हरितद्रव्य बी फक्त शृंगिकांमध्ये आढळते.
उच्चतर दर्जाच्या वनस्पतींत हरितद्रव्ये ए आणि बी हरितकणूमध्ये (कोशिकेच्या एका प्रकारच्या प्राकणूत म्हणजे कोशिकांगात) असतात. प्रकाशकीय सूक्ष्मदर्शकाच्या सर्वोच्च विवर्धनात अशा प्राकणूंमध्ये केवळ अनेक पदरी पटलाचे सूक्ष्म घटक दिसतात. हा घटक १०–१००थायलॅकॉइडांचा (चकत्यांचा) बनलेला असतो. थायलॅकॉइडे ही मूलभूत प्रकाशसंश्लेषी साधने आहेत. थायलॅकॉइड पटलांतील विशिष्ट प्रथिनांना हरितद्रव्ये ए आणि बी जोडलेली असतात. प्रकाश संकलित करणाऱ्या शृंगिका जटिलांशिवाय कार्य व संरचना यांच्या दृष्टीने ओळखता येण्याजोगे हरित-द्रव्य-प्रथिन जटिलांचे दोन गट असतात. त्यांना प्रकाशप्रणाली-प्रथम व प्रकाशप्रणाली-द्वितीय म्हणतात. प्रत्येक प्रकाशप्रणालीत संबंधितशृंगिकेसह ३०० हरितद्रव्य रेणू व अगदी थोडे कॅरोटिनॉइड रेणू असतात. ही बहुसंख्य हरितद्रव्ये प्रकाश संकलित करणाऱ्या शृंगिका म्हणून कार्य करतात आणि त्यांनी शोषलेली ऊर्जा प्रकाशप्रणाली-प्रथम व-द्वितीय यांच्या खास विक्रिया-केंद्र असलेल्या हरितद्रव्यांकडे नसराळ्यातून जावी तशी जाते. ही विक्रिया-केंद्र हरितद्रव्ये खास प्रकारची असतात. कारण ते दोन हरितद्रव्य ए रेणू असून ते एकमेवद्वितीय (अनन्य) प्रथिन घट्ट निकट स्थितीत धरलेले असतात.
हरितद्रव्य सी : किमान आठ शृंगिकायुक्त हरितद्रव्यांचा गट जलदपणे विस्तार पावत आहे. यातील सर्व हरितद्रव्ये ऑक्सिजननिर्माती सागरीसूक्ष्मशैवले व पिंगट (उदी) शैवले यांमध्ये आढळतात.
हरितद्रव्य डी : ॲकॅरिओब्लोरिस मरिना या सायनोबॅक्टिरियम सूक्ष्मजंतूमध्ये हरितद्रव्य डी हे प्रमुख हरितद्रव्य आहे. मुक्तपणे जगणारी अपिवनस्पतीय सूक्ष्मजंतूंची ही जाती असून लाल शैवलांच्या साहचर्यात तिची वाढ होते.
सूक्ष्मजंतुहरितद्रव्ये : जे प्रकाशपरपोषित सूक्ष्मजंतू ऑक्सिजन बाहेर टाकीत नाहीत, त्यांच्यामध्ये सूक्ष्मजंतुहरितद्रव्य ए हे ‘विक्रिया-केंद्र हरित-द्रव्य’ म्हणून असते परंतु त्यांच्यात सूक्ष्मजंतुहरितद्रव्ये ए , बी, सी,डी, ई आणि जी ही ‘शृंगिका हरितद्रव्यांच्या’ रूपात असू शकतात.जांभळ्या प्रकाशसंश्लेषी सूक्ष्मजंतूंमध्ये सूक्ष्मजंतुहरितद्रव्ये ए, बी व जी आणि हिरव्या सूक्ष्मजंतूंमध्ये सूक्ष्मजंतुहरितद्रव्ये ए, सी, डी व ई असतात.
कार्य : हरितद्रव्याचे रेणू पुढील तीन कार्ये करतात : (१) प्रकाशाचा पुंज शोषण्यासाठी ते शृंगिका म्हणून कार्य करतात. (२) हरितद्रव्ये ऊर्जा एका हरितद्रव्याकडून दुसऱ्याकडे बहुधा १.५–२ मिमी. अंतरावर अनुस्पंदन स्थानांतरण प्रक्रियेद्वारे स्थानांतरित करतात. यामुळे अखेरीस ऊर्जा प्रकाशप्रणाली-प्रथम किंवा-द्वितीय याच्या विक्रिया-केंद्रातीलपी-७०० किंवा पी-६८० या खास हरितद्रव्य रेणूत राहते (येथे पी पुढीलसंख्या त्यांच्या दीर्घ तरंगशोषणाचे महत्तम मूल्य दर्शवितात). (३) पी–६८० व पी-७०० हे खास हरितद्रव्य रेणू त्यांच्या उत्तेजित अवस्थेत असताना (उत्तेजित अवस्था पी-६८०± व पी-७००± अशी दर्शवितात) फोटॉनाची (प्रकाशकणाची) ऊर्जा रासायनिक ऑक्सिडीभवन घडविते. तेव्हा त्यांच्या एका इलेक्ट्रॉनाचे लगतच्या स्वीकारक रेणूकडे स्थानांतरण होते. विशेषतः पी-६८०± रेणू (प्रकाशप्रणाली-द्वितीयच्या बाबतीत) एक इलेक्ट्रॉन मध्यवर्ती मॅग्नेशियम अणू नसलेल्या हरितद्रव्याच्या फिओफिटीन अनुजाताच्या रेणूकडे स्थानांतरित करतो आणि पी-७००± रेणू (प्रकाशप्रणाली-प्रथमच्या बाबतीत) एक इलेक्ट्रॉन दुसऱ्या हरितद्रव्य रेणूकडे स्थानांतरित करतो. अशा रीतीने शीघ्रगती प्रकाशपुंजाची ऊर्जा स्थिर रासायनिक ऊर्जेत परिवर्तित होते.
पहा : कोशिका तिमिरियाझ्येफ, क्ल्यिम्येंट अर्काद्यियेव्ह्यिच पान प्रकाशसंश्लेषण फिशर, हान्स रंजक व रंजकद्रव्ये रंजन, जैव.
संदर्भ : 1. Blankenship, R. Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 2002.
2. Jeffrey, S. W. Mantoura, R. F. C. Wright, S. W., Eds. Phytoplankton Pigments in Oceanography : Guidelines to Modern Methods, 1997.
3. Scheer, H. Ed. Chlorophylls, 1991. 4. Vernok, L. P. Seely, G. R. Eds. The Chlorophylls, 1966.
ठाकूर, अ. ना.
“