Zakaj listi na jeseni spreminjajo barvo?

Zakaj listi jeseni spremenijo barvo? Ko se listi pojavijo zeleno, je to zato, ker vsebujejo obilje klorofil. V aktivnem listu je toliko klorofila, da zelena maskira druge pigmentne barve. Svetloba uravnava proizvodnjo klorofila, tako da se jesenski dnevi krajšajo, manj klorofila nastane. Hitrost razpadanja klorofila ostane konstantna, zato zelena barva začne izpadati iz listov.

Hkrati pa se sunkovito povečuje sladkorja koncentracije povzročajo povečano proizvodnjo antocianinskih pigmentov. Listi, ki vsebujejo predvsem antocianine, bodo videti rdeči. Karotenoidi so še en razred pigmentov, ki jih najdemo v nekaterih listih. Proizvodnja karotenoidov ni odvisna od svetlobe, zato se ravni s skrajšanimi dnevi ne zmanjšajo. Karotenoidi so lahko oranžni, rumeni ali rdeči, vendar je večina teh pigmentov, ki jih najdemo v listih, rumena. Listi z dobrimi količinami tako antocianov kot karotenoidov bodo videti oranžni.

Listi s karotenoidi, vendar malo antocianina ali brez njega, bodo videti rumeni. Če teh pigmentov ni, lahko tudi druge rastlinske kemikalije vplivajo na barvo listov. Primer vključuje tanine, ki so odgovorni za rjavkasto barvo nekaterih hrastovih listov.

Temperatura vpliva na hitrost kemičnih reakcij, vključno s tistimi v listih, zato igra vlogo v barvi listov. Vendar so za padajoče barve listja odgovorne predvsem svetlobe. Sončni jesenski dnevi so potrebni za najsvetlejše barvne prikaze, saj antocianini potrebujejo svetlobo. Pretežni dnevi bodo povzročili več rumene in rjave barve.

Oglejmo si podrobneje strukturo in delovanje listnih pigmentov. Kot sem že rekel, barva listov redko izvira iz enega samega pigmenta, temveč iz interakcije različnih pigmentov, ki jih rastlina proizvede. Glavni razredi pigmenta, odgovorni za barvo listov, so porfirini, karotenoidi in flavonoidi. Barva, ki jo zaznavamo, je odvisna od količine in vrst pigmentov, ki so prisotni. Kemične interakcije v rastlini, zlasti kot odziv na kislost (pH), vplivajo tudi na barvo listov.

Porfirini imajo obročasto strukturo. Primarni porfirin v listih je zeleni pigment, imenovan klorofil. Obstajajo različne kemijske oblike klorofila (t.j. klorofila a in klorofil b), ki so odgovorni za sintezo ogljikovih hidratov v rastlini. Klorofil nastaja kot odziv na sončno svetlobo. Ko se letni časi spreminjajo in količina sončne svetlobe zmanjšuje, nastaja manj klorofila, listi pa so manj zeleni. Klorofil se s konstantno hitrostjo razgradi na enostavnejše spojine, zato bo zelena barva listov postopoma zbledela, ko se proizvodnja klorofila upočasni ali ustavi.

Karotenoidi so terpeni izdelana iz izoprenskih podenot. Primeri karotenoidov, ki jih najdemo v listih, vključujejo likopen, ki je rdeča, in ksantofil, ki je rumen. Svetloba ni potrebna, da rastlina proizvaja karotenoide, zato so ti pigmenti vedno prisotni v živi rastlini. Karotenoidi se razgradijo zelo počasi v primerjavi s klorofilom.

Flavonoidi vsebujejo difenilpropensko podenoto. Primeri flavonoidov vključujejo flavone in flavol, ki so rumene barve, in antocianine, ki so lahko rdeči, modri ali vijolični, odvisno od pH.

Antocianini, kot je cianidin, zagotavljajo naravno kremo za zaščito rastlin. Ker molekularna struktura antociana vključuje sladkor, je proizvodnja tega razreda pigmentov odvisna od razpoložljivosti ogljikovi hidrati znotraj rastline. Antocijanin barva se spreminja s pH, zato kislost tal vpliva na barvo listov. Antocianin je rdeč pri pH manj kot 3, vijoličen pri pH vrednostih okrog 7-8, modri pa pri pH večjem od 11. Za proizvodnjo antocianina je potrebna tudi svetloba, zato je za razvoj svetlo rdečih in vijoličnih tonov potrebno več sončnih dni zapored.

• Archetti, Marco; Döring, Thomas F.; Hagen, Snorre B; Hughes, Nicole M.; Usnje, Simon R.; Lee, David W.; Lev-Yadun, Simcha; Manetas, Yiannis; Ougham, Helen J. (2011). "Razplet razvoja jesenskih barv: interdisciplinarni pristop". Trendi v ekologiji in evoluciji. 24 (3): 166–73. doi:10.1016 / j.tree.2008.10.006
• Hortensteiner, S. (2006). "Razgradnja klorofila med staranjem". Letni pregled biološke rastline. 57: 55–77. doi:10.1146 / annurev.arplant.57.032905.105212
• Lee, D; Gould, K (2002). "Antocianini v listih in drugih vegetativnih organih: uvod." Napredek botaničnih raziskav. 37: 1–16. doi:10.1016 / S0065-2296 (02) 37040-X ISBN 978-0-12-005937-9.
• Thomas, H; Stoddart, J L (1980). "Starost listja". Letni pregled fiziologije rastlin. 31: 83–111. doi:10.1146 / annurev.pp.31.060180.000503