Miksi lehdet muuttavat väriä syksyllä?

Miksi lehdet muuttavat väriä syksyllä? Kun lehdet näyttävät vihreiltä, ​​se johtuu siitä, että ne sisältävät runsaasti klorofylli. Aktiivisessa lehdessä on niin paljon klorofylliä, että vihreä naamioi muita pigmentin värit. Valo säätelee klorofyllin tuotantoa, joten kun syksypäivät lyhenevät, klorofylliä syntyy vähemmän. Klorofyllin hajoamisnopeus pysyy vakiona, joten vihreä väri alkaa haalistua lehdistä.

Samanaikaisesti nouseva sokeri pitoisuudet lisäävät antosyaniinipigmenttien tuotantoa. Pääosin antosyanaineja sisältävät lehdet näkyvät punaisina. Karotenoidit ovat toinen luokka pigmenttejä, joita löytyy joistakin lehdistä. Karotenoidituotanto ei ole riippuvainen valosta, joten lyhennetyt päivät eivät vähennä pitoisuuksia. Karotenoidit voivat olla oransseja, keltaisia ​​tai punaisia, mutta suurin osa näistä lehdistä löytyvistä pigmenteistä on keltaisia. Lehdet, joissa on paljon määriä sekä antosyaniineja että karotenoideja, näkyvät oransseina.

Lehdet, joissa on karotenoideja, mutta vähän tai ei lainkaan antosyaniinia, näkyvät keltaisina. Näiden pigmenttien puuttuessa myös muut kasvikemikaalit voivat vaikuttaa lehtien väriin. Esimerkki sisältää tanniinit, jotka ovat vastuussa joidenkin tammenlehtien ruskehtavasta väristä.

Lämpötila vaikuttaa kemiallisten reaktioiden nopeus, mukaan lukien lehdet, joten sillä on merkitystä lehden värissä. Kuitenkin pääasiassa vaaleusaste vastaa syksyn lehtien väreistä. Aurinkoisia syksyn päiviä tarvitaan kirkkaimmissa värinäytöissä, koska antosyaanit vaativat valoa. Pilvistä tulee enemmän keltaisia ​​ja ruskeita.

Katsotaanpa lähemmin lehtipigmenttien rakennetta ja toimintaa. Kuten olen sanonut, lehden väri johtuu harvoin yhdestä pigmentistä, vaan kasvin tuottamien eri pigmenttien vuorovaikutuksesta. Tärkeimmät lehtiväristä vastaavat pigmenttiluokat ovat porfyriinit, karotenoidit ja flavonoidit. Mielestämme oleva väri riippuu läsnä olevien pigmenttien määrästä ja tyypistä. Kemialliset vuorovaikutukset kasvin sisällä, etenkin vastauksena happamuuteen (pH), vaikuttavat myös lehden väriin.

Porfyriineillä on rengasrakenne. Lehdissä ensisijainen porfyriini on vihreä pigmentti, nimeltään klorofylli. Klorofyllillä on erilaisia ​​kemiallisia muotoja (ts. Klorofylli ja klorofylli b), jotka vastaavat hiilihydraattien synteesistä kasvissa. Klorofylliä tuotetaan vastauksena auringonvaloon. Kun vuodenajat muuttuvat ja auringonvalon määrä vähenee, syntyy vähemmän klorofylliä ja lehdet näkyvät vähemmän vihreinä. Klorofylli hajotetaan yksinkertaisemmiksi yhdisteiksi vakiona, joten vihreiden lehtien väri haalistuu vähitellen, kun klorofyllin tuotanto hidastuu tai pysähtyy.

Karotenoidit ovat terpeenit valmistettu isopreeniyksiköistä. Esimerkkejä lehtiä sisältävistä karotenoideista ovat lykopeeni, joka on punainen, ja ksantofylli, joka on keltainen. Valoa ei tarvita, jotta kasvi tuottaa karotenoideja, siksi näitä pigmenttejä on aina läsnä elävässä kasvassa. Karotenoidit hajoavat myös erittäin hitaasti klorofylliin verrattuna.

Flavonoidit sisältävät difenyylipropeeni-alayksikön. Esimerkkejä flavonoideista ovat flavoni ja flavol, jotka ovat keltaisia, ja antosyaniinit, jotka voivat olla punaisia, sinisiä tai violetteja, pH: sta riippuen.

Antosyaanit, kuten syanidiini, tarjoavat luonnollisen aurinkovoidetta kasveille. Koska antosyaniinin molekyylirakenne sisältää sokerin, tämän pigmenttiluokan tuotanto riippuu siitä, onko hiilihydraatit kasvin sisällä. antosyaani väri muuttuu pH: n kanssa, joten maaperän happamuus vaikuttaa lehtien väriin. Antosyaaniini on punainen pH: ssa alle 3, violetti pH-arvoissa noin 7-8 ja sininen pH: ssa yli 11. Antosyaanin tuotanto vaatii myös valoa, joten tarvitaan useita aurinkoisia päiviä peräkkäin kirkkaan punaisen ja violetin sävyjen kehittämiseksi.

• Archetti, Marco; Döring, Thomas F.; Hagen, Snorre B.; Hughes, Nicole M.; Nahka, Simon R.; Lee, David W.; Lev-Yadun, Simcha; Manetas, Yiannis; Ougham, Helen J. (2011). "Syksynvärien kehityksen purkaminen: monitieteinen lähestymistapa". Ekologian ja evoluution suuntaukset. 24 (3): 166–73. doi:10,1016 / j.tree.2008.10.006
• Hortensteiner, S. (2006). "Klorofyllin hajoaminen vanhenemisen aikana". Kasvibiologian vuosikatsaus. 57: 55–77. doi:10,1146 / annurev.arplant.57.032905.105212
• Lee, D; Gould, K (2002). "Antosyaanit lehdissä ja muissa kasvullisissa elimissä: johdanto." Kasvitieteellisen tutkimuksen edistys. 37: 1–16. doi:10,1016 / S0065-2296 (02) 37040-X ISBN 978-0-12-005937-9.
• Thomas, H; Stoddart, J. L. (1980). "Leaf Senescence". Vuosikatsaus kasvien fysiologiaan. 31: 83–111. doi:10,1146 / annurev.pp.31.060180.000503