Защо листата променят цвета си през есента?
Растенията черпят от набор от пигменти, за да произвеждат енергия от слънчевата светлина, а през есента някои стават по-очевидни от други.
Защо растенията претърпяват тази радикална промяна и как знаят кога да започнат?
В умерените и бореалните гори дърветата и храстите, които пускат листата си, се наричат широколистни растения. Те включват групи като трепетлики, памук, кленове и дъбове. На другия край на спектъра са растенията, които не хвърлят листата си. Това са например боровете, смърчовете, кедрите и елите, които съставляват иглолистните дървета или вечнозелените. И двата вида дървета произвеждат по-малко енергия през зимата. Но иглолистните дървета имат адаптации, като например восъчно покритие за минимизиране на загубата на вода, което им помага да запазят иглите си през цялата година.
Според Адам Мур, надзорен лесничей в Държавната горска служба в Колорадо, дървета от всякакъв вид възприемат сигнали от околната среда, подобно на нас. Тези сигнали им казват кога е време да започнат да се подготвят за зимата. В началото на есента метеорологичните условия започват да се променят. Става по-хладно — с ясни, но не замръзващи нощи — и продължителността на дневната светлина намалява. Като цяло има по-малко слънчева светлина, която растенията да събират, използвайки хлорофила в листата си. Така широколистните дървета започват да оттеглят инвестициите си в поддържането им живи.
„Дърветата са като фабрика и искат да бъдат ефективни“
, каза Мур пред Live Science.
„Те произвеждат кислород за нас и енергия за себе си и без слънчева светлина започват да затварят магазина за сезона, така да се каже.“
По времето, когато ударят първите замръзвания, дърветата вече са на път към латентност.
Хлорофилът е най-често срещаният пигмент, който растенията използват за събиране на светлина. Зелените листа изглеждат по този начин, защото хлорофилът абсорбира червената и синята светлина и отразява зелената светлина. Растенията често имат и различни вторични пигменти. Когато хлорофилът в листата на дървото започне да намалява, тези основни пигменти стават видими. Това е, което виждаме, когато листата през есента достигнат своя връх, каза Кристина Безансон, дърводелец в Университета на Масачузетс Амхърст, в имейл пред Live Science.
Червените и лилавите нюанси произтичат от вторични пигменти, наречени антоцианини. Каротеноидите и ксантофилите дават съответно оранжево и жълто. В рамките на една група, като кленовете, различни видове са развили свой собствен набор от пигменти. Червените кленове, например, се превръщат в блестящо алено през есента, докато черните кленове стават жълти.
И докато тези пигменти правят дърветата красиви, те също така служат и на важна цел.
„Не забравяйте, че дърветата са автотрофи; те правят собствена храна чрез фотосинтеза и листата често се наричат „фабрики за храна“ за дървото“, каза Безансон. Наличието на набор от пигменти, които могат да се насочват към различни дължини на вълната на светлината, позволява на растенията да събират повече енергия по време на фотосинтеза. Може да бъде скъпо да се инвестира в толкова много пигменти, така че не всички дървета следват тази стратегия. Но тези, които го правят, често растат сравнително бързо.
Генетиката
Докато голяма част от есенното зачервяване се задвижва от околната среда, времето за промяна на цвета е поне частично продиктувано от генетиката. В един експеримент изследователите откриха, че десетки хиляди гени са били изразени по различен начин по време на периода на промяна на цвета. Някои видове, като кисело дърво (Oxydendrum arboreum), започват да променят цвета си още в края на лятото. Дъбовете често пускат листата си дълго след като другите дървета са оголени. Учените също така отбелязват, че членовете на един и същи вид, живеещи на подобна географска ширина, ще променят цветовете по едно и също време, независимо от надморската височина, когато дърветата, живеещи на по-високи, по-студени височини, обикновено се очаква да се променят първи поради по-ниските температури.
Но с настъпването на зимата широколистните растения в крайна сметка хвърлят листата си, оставяйки след себе си малки кръгли „белези по листата“ на възела, където листът се прикрепя към дървото. Дори в оголеното си, голо състояние, дърветата все още предоставят ценни екосистемни услуги. Те блокират вятъра и продължават да осигуряват ценно местообитание за птиците, а падналите листа осигуряват хранителни вещества, докато се разпадат в почвата. „Ежегодното отделяне на листа помага за изграждането на почвата, като прави мулч, покриващ почвата върху корените през зимата“, за да ги поддържа топли, каза Безансон.
