Miks lehed muudavad sügisel värvi?

Miks lehed sügisel värvi muudavad? Kui lehed tunduvad rohelised, on selle põhjus, et lehed sisaldavad rohkesti klorofüll. Aktiivses lehes on nii palju klorofülli, et roheline varjab teisi pigmendi värvid. Valgus reguleerib klorofülli tootmist, nii et kui sügispäevad lühenevad, toodetakse vähem klorofülli. Klorofülli lagunemiskiirus püsib ühtlane, nii et roheline värv hakkab lehtedest tuhmuma.

Samal ajal hüppeliselt suhkur kontsentratsioonid põhjustavad antotsüaniinipigmentide suurenenud tootmist. Peamiselt antotsüaniine sisaldavad lehed on punased. Karotenoidid on veel üks pigmentide klass, mida leidub mõnel lehel. Karotenoidide tootmine ei sõltu valgust, nii et lühendatud päevad ei vähenda taset. Karotenoidid võivad olla oranžid, kollased või punased, kuid enamik neist lehtedes leiduvatest pigmentidest on kollased. Lehed, milles on palju antotsüaniine ja karotenoide, on oranžid.

Karotenoididega lehed, kuid antotsüaniini vähe või üldse mitte, on kollased. Nende pigmentide puudumisel võivad lehtede värvi mõjutada ka muud taimsed kemikaalid. Näit sisaldab tanniine, mis vastutavad mõnede tammelehtede pruunika värvuse eest.

Temperatuur mõjutab keemiliste reaktsioonide kiirus, sealhulgas lehtedes olevad, seega mängib see rolli lehtede värvuses. Sellegipoolest on lehestiku sügisvärvide põhjustajaks peamiselt heledad toonid. Päikeselisi sügispäevi on vaja eredamate värviekraanide jaoks, kuna antotsüaniinid vajavad valgust. Päikesepaisteline päev toob kaasa rohkem kollaseid ja pruune.

Vaatame lähemalt lehepigmentide struktuuri ja funktsiooni. Nagu ma olen öelnud, tuleneb lehe värvus harva ühest pigmendist, vaid taime erinevate pigmentide koostoimest. Peamised lehtede värvuse eest vastutavad pigmendiklassid on porfüriinid, karotenoidid ja flavonoidid. Värv, mida me tajume, sõltub olemasolevate pigmentide kogusest ja tüübist. Lehe värvi mõjutavad ka keemilised koostoimed taimes, eriti vastusena happesusele (pH).

Porfüriinidel on rõngasstruktuur. Lehtede esmane porfüriin on roheline pigment, mida nimetatakse klorofülliks. Klorofülli keemilised vormid (st klorofüll) on erinevad a ja klorofüll b), mis vastutavad taime süsivesikute sünteesi eest. Klorofülli toodetakse vastusena päikesevalgusele. Kuna aastaajad muutuvad ja päikesevalgus väheneb, toodetakse vähem klorofülli ja lehed on vähem rohelised. Klorofüll jaotatakse ühtlase kiirusega lihtsateks ühenditeks, nii et roheliste lehtede värvus tuhmub järk-järgult, kuna klorofülli tootmine aeglustub või peatub.

Karotenoidid on terpeenid valmistatud isopreenist subühikutest. Lehtedes leiduvate karotenoidide näidete hulka kuuluvad lükopeen, mis on punane, ja ksantofüll, mis on kollane. Karotenoidide tootmiseks pole taime jaoks vaja valgust, seetõttu on neid pigmente elusas taimes alati olemas. Samuti lagunevad karotenoidid klorofülliga võrreldes väga aeglaselt.

Flavonoidid sisaldavad difenüülpropeeni subühikut. Flavonoidide näideteks on flavoon ja flavol, mis on kollased, ja antotsüaanid, mis sõltuvalt pH-st võivad olla punased, sinised või lillad.

Antotsüaniinid, näiteks tsüanidiin, pakuvad taimedele looduslikku päikesekaitsekreemi. Kuna antotsüaniini molekulaarstruktuur sisaldab suhkrut, sõltub selle klassi pigmentide tootmine süsivesikud taime sees. Antotsüaniin värv muutub pH-ga, seega mõjutab mulla happesus lehtede värvi. Antotsüaniin on punane, kui pH on alla 3, violetne, kui pH väärtus on umbes 7-8 ja sinine, kui pH on suurem kui 11. Antotsüaniini tootmine nõuab ka valgust, seetõttu on erepunase ja lilla tooni kujunemiseks vaja mitu päikselist päeva järjest.

• Archetti, Marco; Döring, Thomas F.; Hagen, Snorre B.; Hughes, Nicole M.; Nahk, Simon R.; Lee, David W.; Lev-Yadun, Simcha; Manetas, Yiannis; Ougham, Helen J. (2011). "Sügisvärvide arengu lahti mõtestamine: interdistsiplinaarne lähenemine". Ökoloogia ja evolutsiooni suundumused. 24 (3): 166–73. doi:10.1016 / j.tree.2008.10.006
• Hortensteiner, S. (2006). "Klorofülli lagunemine vananemise ajal". Taimebioloogia aastane ülevaade. 57: 55–77. doi:10.1146 / annurev.arplant.57.032905.105212
• Lee, D; Gould, K (2002). "Antotsüaniinid lehtedes ja teistes vegetatiivsetes elundites: sissejuhatus." Botaaniliste uuringute edusammud. 37: 1–16. doi:10.1016 / S0065-2296 (02) 37040-X ISBN 978-0-12-005937-9.
• Thomas, H; Stoddart, J. L. (1980). "Lehe senescence". Taimefüsioloogia aastane ülevaade. 31: 83–111. doi:10.1146 / annurev.pp.31.060180.000503