Liście są zielone, bo zawierają chlorofil. To związek chemiczny, barwnik, który potrafi „produkować” elektrony pod wpływem światła słonecznego. Po co roślinom elektrony? Potrzebują ich po to, by zaszła fotosynteza, czyli proces, w trakcie którego – w skrócie – z wody, dwutlenku węgla i światła powstają cukry i tlen. Ten ostatni jest usuwany do atmosfery, a cukry stanowią pożywienie dla roślin. W ciągu roku ilość wody i dwutlenku węgla jest mniej więcej stała. Co innego jednak ze światłem. Jego ilość w ciągu 12 miesięcy zmienia się diametralnie.

Sekret tkwi w świetle
Chlorofil to niejedyny barwnik – choć najważniejszy – z wielu występujących w roślinach zielonych. Gdy jesienią temperatura obniża się i powoli spada ilość dochodzącego do powierzchni ziemi światła słonecznego, dla roślin to znak, że zbliża się zima. Czas odpoczynku, a właściwie snu. To także sygnał, by przestać produkować chlorofil. To dosyć racjonalna decyzja. Skoro światła i tak jest coraz mniej, a za chwilę przyjdzie w ogóle „przystopować”, po co tracić energię na produkcję chlorofilu?

A więc chlorofilu jest coraz mniej, ale tutaj niespodzianka. Można by się spodziewać, że wraz z zanikiem barwnika liści, powinny one stawać się coraz bardziej przezroczyste. Otóż nie! Chlorofil znika a wraz ze zbliżaniem się zimy „do głosu” dochodzą inne barwniki. Są w liściach przez cały czas, ale „hegemonia” chlorofilu powoduje, że tych innych po prostu nie widać. Pojawiają się dopiero wtedy, gdy zmniejsza się ilość zielonego barwnika. Liście stają się coraz bardziej żółte i pomarańczowe, ale nie dlatego, że przysychają, ale dlatego, że znajduje się w nich całkiem sporo barwników z grupy karotenoidów. To te, które nadają kolor marchewce czy pomarańczom. Dzięki karotenoidom liście stają się żółte, pomarańczowe czy brązowe. Ale nie wszystkie liście są tak samo żółte. Sekret tkwi w ilości dochodzącego do powierzchni ziemi światła, a także temperaturze, gatunku drzewa, a nawet odczynie pH gruntu, na którym roślina się rozwija. Na jesień bardzo żółte są liście osiki, ale już liście klonu czy jesionu w ogóle nie żółkną. Te stają się intensywnie czerwone.

O co chodzi z czerwienią?
Barwniki, które odpowiadają za wiele odcieni czerwieni jesiennych liści, pochodzą z grupy antocyjanidyn. Te same związki występują zresztą w kwiatach. I tutaj ciekawostka. Dokładnie ten sam barwnik (cyjanidyna) nadaje róży kolor krwistej czerwieni i chabrom ciemnego błękitu. Wracając jednak do liści. Tak jak barwnik żółty czy pomarańczowy jest w liściach przez okrągły rok, tak barwniki czerwone produkowane są dopiero jesienią. Bez sensu? Po co tuż przed opadnięciem liść traci energię na produkcję czegokolwiek? To rzeczywiście swego rodzaju tajemnica. Dzisiaj naukowcy sądzą, że barwniki z grupy czerwonych chronią komórki liści przed zamarznięciem.

Jesienią nocne przymrozki są czymś zupełnie normalnym. Rośliny, w których liściach jest dużo czerwonych barwników, są odporniejsze na nie. To, co zastanawia badaczy, to fakt, że związki z grupy antocyjanidyn są produkowane także w innych okolicznościach. Na przykład wtedy, gdy roślinę zaatakują jednokomórkowe grzyby, gdy natężenie światła UV jest zbyt wielkie albo gdy zanieczyszczenie środowiska staje się dla nich uciążliwe. Czerwone liście mogą świadczyć o chorobie roślin. I znowu pojawia się pytanie. Dlaczego wyczerpana, chora roślina marnuje swoją energię na produkcję czerwonych barwników ? Czy nie lepiej, by w tej sytuacji ją oszczędzała? Eksperci przypuszczają, że jeżeli antocyjanidyny są produkowane po to, by liść wisiał na drzewie tylko troszkę dłużej, może oznaczać, że tuż przed zimą drzewo chce pobrać ze środowiska coś, co pomoże mu we wzroście w kolejnym sezonie. Być może tak jest rzeczywiście. W końcu liść zawiera wiele soli mineralnych czy pierwiastków, które roślinie mogą się jeszcze przydać. Część z nich drzewo odzyska, gdy liść zgnije na powierzchni gruntu, ale być może substancje najbardziej potrzebne roślina chce odzyskać bezpośrednio z liścia? Jeżeli tak, czerwone barwniki przypominałyby nieco komandosów czy BORowców, którzy w sytuacji zagrożenia pilnują ewakuacji ważnych osób. Dbają by liść wisiał jak najdłużej, po to by zanim spadnie, udało się z niego nak najwięcej wyciągnąć.

Przepis na kolorową jesień
Niektóre barwniki są charakterystyczne dla konkretnego gatunku roślin. Inne występują we wszystkich, ale pojawiają się w zależności od warunków zewnętrznych. To dlatego liście nawet dwóch stojących obok siebie drzew mogą mieć nieco inny odcień. Czy można sformułować przepis na kolorową jesień? Listę warunków, jakie muszą zostać spełnione, by spacer po jesiennym lesie był przeżyciem wręcz metafizycznym? Można się o to pokusić. Temperatura powietrza powinna spadać powoli, nie gwałtownie. To samo dotyczy ilości dochodzącego do liści światła. Pogoda powinna być słoneczna, a niebo niezasnute chmurami. Tylko wtedy chlorofil będzie ustępował innym barwnikom w sposób ciągły. Jakiekolwiek nagłe zmiany mogą spowodować, że liście znajdą się na ziemi, zanim zdążą zapłonąć feerią kolorów. Jeżeli jest zbyt mokro, liście wcześniej spadną, a jeżeli zbyt często chmury będą przysłaniały słońce, liście nie wyprodukują czerwonego barwnika. W skrócie: jesień musi być ciepła, sucha i słoneczna. Wtedy będzie złota, czerwona, brązowa, żółta, pomarańczowa…

 

Polecam wideo  „Tajemnica czerwonego drzewa – Nauka. To lubię.”

 

Polecam wideo „Liście jesienią (okiem fizyka) – Nauka. To lubię.”