Dlaczego liście zmieniają kolor jesienią?

Dlaczego liście zmieniają kolor jesienią? Kiedy liście wydają się zielone, dzieje się tak dlatego, że zawierają ich mnóstwo chlorofil. W aktywnym liściu jest tyle chlorofilu, że zieleń maskuje inne kolory pigmentów. Światło reguluje produkcję chlorofilu, więc wraz ze skracaniem się jesiennych dni, wytwarza się mniej chlorofilu. Szybkość rozkładu chlorofilu pozostaje stała, więc zielony kolor zaczyna blaknąć z liści.

Jednocześnie rośnie cukier stężenia powodują wzrost produkcji pigmentów antocyjanowych. Liście zawierające głównie antocyjany będą miały kolor czerwony. Karotenoidy to kolejna klasa pigmentów znalezionych w niektórych liściach. Produkcja karotenoidów nie zależy od światła, więc poziomy nie są zmniejszane przez skrócone dni. Karotenoidy mogą być pomarańczowe, żółte lub czerwone, ale większość tych pigmentów znajdujących się w liściach jest żółta. Liście z dużą ilością antocyjanów i karotenoidów będą pomarańczowe.

Liście z karotenoidami, ale niewielka ilość antocyjanów lub ich brak, wydają się żółte. W przypadku braku tych pigmentów inne chemikalia roślinne mogą również wpływać na kolor liści. Przykładem są garbniki, które odpowiadają za brązowawy kolor niektórych liści dębu.

Temperatura wpływa na szybkość reakcji chemicznych, w tym te w liściach, więc odgrywa rolę w kolorze liści. Jednak to głównie poziomy światła są odpowiedzialne za kolory jesiennych liści. Słoneczne jesienne dni są potrzebne dla najjaśniejszych kolorowych wyświetlaczy, ponieważ antocyjany wymagają światła. Pochmurne dni doprowadzą do większej liczby żółci i brązów.

Przyjrzyjmy się bliżej strukturze i funkcji pigmentów liściowych. Jak powiedziałem, kolor liścia rzadko wynika z pojedynczego pigmentu, ale raczej z interakcji różnych pigmentów wytwarzanych przez roślinę. Głównymi klasami pigmentów odpowiedzialnymi za kolor liści są porfiryny, karotenoidy i flawonoidy. Kolor, który postrzegamy, zależy od ilości i rodzajów obecnych pigmentów. Interakcje chemiczne w obrębie rośliny, szczególnie w odpowiedzi na kwasowość (pH), również wpływają na kolor liści.

Porfiryny mają strukturę pierścieniową. Pierwotną porfiryną w liściach jest zielony pigment zwany chlorofilem. Istnieją różne formy chemiczne chlorofilu (tj. Chlorofilu za i chlorofil b), które są odpowiedzialne za syntezę węglowodanów w roślinie. Chlorofil jest wytwarzany w odpowiedzi na światło słoneczne. Wraz ze zmianą pór roku i zmniejszeniem ilości światła słonecznego powstaje mniej chlorofilu, a liście wydają się mniej zielone. Chlorofil jest rozkładany na prostsze związki ze stałą szybkością, więc zielony kolor liści stopniowo zanika, gdy produkcja chlorofilu spowalnia lub zatrzymuje się.

Karotenoidy są terpeny wykonane z podjednostek izoprenowych. Przykłady karotenoidów znajdujących się w liściach obejmują likopen, który jest czerwony, i ksantofil, który jest żółty. Światło nie jest potrzebne, aby roślina mogła wytwarzać karotenoidy, dlatego te pigmenty są zawsze obecne w żywej roślinie. Ponadto karotenoidy rozkładają się bardzo powoli w porównaniu z chlorofilem.

Flawonoidy zawierają podjednostkę difenylopropenową. Przykłady flawonoidów obejmują flawon i flawol, które są żółte, i antocyjany, które mogą być czerwone, niebieskie lub fioletowe, w zależności od pH.

Antocyjany, takie jak cyjanidyna, zapewniają naturalny filtr przeciwsłoneczny dla roślin. Ponieważ struktura molekularna antocyjanu obejmuje cukier, produkcja tej klasy pigmentów zależy od dostępności węglowodany w obrębie rośliny. Antocyjany zmiany koloru wraz z pH, więc kwasowość gleby wpływa na kolor liści. Antocyjanina jest czerwona przy pH mniejszym niż 3, fioletowa przy wartościach pH około 7-8 i niebieska przy pH większym niż 11. Produkcja antocyjanów również wymaga światła, dlatego potrzeba kilku słonecznych dni z rzędu, aby uzyskać jasne odcienie czerwieni i fioletu.

• Archetti, Marco; Döring, Thomas F.; Hagen, Snorre B.; Hughes, Nicole M.; Skóra, Simon R.; Lee, David W.; Lev-Yadun, Simcha; Manetas, Yiannis; Ougham, Helen J. (2011). „Odkrywanie ewolucji kolorów jesiennych: podejście interdyscyplinarne”. Trendy w ekologii i ewolucji. 24 (3): 166–73. doi:10.1016 / j.tree.2008.10.006
• Hortensteiner, S. (2006). „Degradacja chlorofilu podczas starzenia”. Coroczny przegląd biologii roślin. 57: 55–77. doi:10.1146 / annurev.arplant.57.032905.105212
• Lee, D; Gould, K (2002). „Antocyjany w liściach i innych organach wegetatywnych: wprowadzenie”. Postępy w badaniach botanicznych. 37: 1–16. doi:10.1016 / S0065-2296 (02) 37040-X ISBN 978-0-12-005937-9.
• Thomas, H; Stoddart, J L (1980). „Senescencja liści”. Coroczny przegląd fizjologii roślin. 31: 83–111. doi:10.1146 / annurev.pp.31.060180.000503