در این نوشته قصد داریم درباره علت تغییر رنگ برگ درختان در فصل پاییز صحبت کنیم و ببینیم چه اتفاقی می افتد که برگ درختان در فصل پاییز به رنگ زرد درمی آید.
رنگ‌های پاییزی درختان برگریز یکی از زیباترین مناظری است که می‌توان در طول سال دید. صرف‌نظر از این که طرفدارش هستید یا نه، دیدن و لذت بردن از رنگ‌های گرم پاییزی در جنگل یا پارک نزدیک به خانه، ایده ای فوق‌العاده به شمار می‌رود. در حالی که تغییر رنگ برگ درختان در پاییز، منظره‌ی فوق‌العاده زیبایی است اما زیست‌شناسی پشت این تغییر بزرگ چیست؟ چرا رنگ برگ درختان در پاییز تغییر می کند؟ چه چیزی باعث می‌شود تا برگ‌های سبز رنگ ناگهان به رنگ زرد، نارنجی و قرمز تبدیل شوند؟ چرا رنگ برگ درختان سال به سال متفاوت می‌شود؟
چرا رنگ برگ درختان در پاییز تغییر می کند
بسیاری از ما از درس علوم در مدرسه به یاد داریم که رنگ سبز برگ درختان به خاطر کلروفیل است؛ ماده‌ی شیمیایی که به گیاه امکان استفاده از انرژی نور خورشید برای تبدیل کربن دی اکسید و آب به کربوهیدرات را می‌دهد و در نتیجه، گیاه می‌تواند رشد کند. همانطور که پیتر ریون، گیاه‌شناس معروف، گفته است: برگ درختان در واقع آشپزخانه‌ی یک درخت در نظر گرفته می‌شوند.
در تابستان و فصل بهار، از نور خورشید و آب و هوای گرم به منظور تولید هر چه یشتر غذا استفاده می‌کنند. اما هر چه به زمستان بیشتر نزدیک می‌شویم، نور خورشید در دسترس کمتر می‌شود و برگ درختان برای آب و هوای سرد درست نشده‌اند.
پاسخ علمی به دلیل تغییر رنگ برگ درختان در پاییز
این یک پاسخ علمی برای تغییر رنگ برگ درختان در فصل پاییز است. چرخه زندگی برگ‌های پاییزی در انتهای تابستان و با کوتاه شدن روزها شروع می‌شود. هر چه روزها کوتاه‌تر می‌شوند، درخت به نور کمتری برای تولید مواد مغذی دسترسی پیدا می‌کند. درخت به جای تلاش برای تولید مواد مغذی موردنیاز در فصل زمستان، به خواب می‌رود. تولید کلروفیل متوقف می‌شود و برگها می‌میرند. زمانی که درخت دست از تولید کلروفیل برمی‌دارد، رنگ سبز درختان از بین می‌رود و رنگ واقعی آن‌ها نمایان می‌شود.
برخی از درختان، آنتوسیانین را سریع‌تر از بقیه تولید می‌کنند. این بدان معنی است که برگ چنین درختانی دیگر به رنگ زرد و نارنجی تبدیل نمی‌شوند و مستقیماً به قرمز تغییر رنگ می‌یابند. در هر صورت، شما شاهد تغییر رنگ بسیار زیبای برگ درختان در فصل پاییز خواهید بود.
جزئیات بیشتر از علت زرد شدن برگ درختان در فصل پاییز
روزهای کوتاه‌تر، هورمون‌هایی را تحریک می‌کنند که فرآیندی به نام ریزش (کلمه‌ای با همان ریشه‌ی کلمه‌ی قیچی) را آغاز می‌کنند. لایه‌ی خاصی از سلول‌ها در پایه ساقه برگ به تدریج ضعیف می‌شود و در نتیجه، می‌ریزد.
در همین حال، درخت تا جایی که ممکن است مواد مغذی را جذب می‌کند تا در ریشه‌ی خود ذخیره نماید. با تجزیه و جذب مجدد کلروفیل، رنگدانه‌های زردی که در واقع همواره وجود داشته‌اند، قابل رویت می‌شوند و رنگدانه‌های قرمز تولید می‌گردند.
همانطور که احتمالاً متوجه شده‌اید، برگ درختان مختلف به دلیل تفاوت در مقدار کلروفیل باقیمانده و همچنین رنگدانه‌های دیگر به رنگ‌های مختلفی تبدیل می‌شوند. البته، آب و هوا نیز در این تغییر رنگ موثر است. در ادامه، بیشتر در این زمینه صحبت خواهیم کرد.
علت تفاوت رنگ‌ها چیست؟
- زرد و نارنجی:
این رنگ کارتنوئیدهاست که معمولاً توسط کلروفیل پوشانده می‌شوند. کارتنوئیدها در واقع رنگدانه‌هایی هستند که به مواد غذایی از قبیل هویج و زرده‌ی تخم مرغ رنگ می‌دهند. درجه حرارت پایین موجب از بین رفتن کلروفیل می‌شود؛ در نتیجه، شب‌های سرد و یخبندان موجب زرد شدن برگ درختان می‌گردد.
- قرمز و بنفش:
این دو رنگ به خاطر آنتوسیانین ایجاد می‌شوند. زمانی که قندی که هنوز جذب نشده است، در برگ درختان گیر می‌افتد، در نهایت به رنگدانه‌های آنتوسیانین تبدیل می‌شوند. این اتفاق معمولاً در آب و هوای خشک رخ می‌دهد؛ زمانی که درجه حرارت بالاتر از صفر است. اما یخبندان و سرما موجب تضعیف آنتوسیانین می‌شود. به همین دلیل است که برگ درختان قرمز رنگ کمتری در ماه‌های سرد سال دیده می‌شوند.
- قهوه‌ای:
این رنگ دیواره‌های سلولی برگ‌هایی است که کاملاً خشک شده‌اند و آماده‌ی افتادن هستند.
آیا تغییر رنگ برگ درختان در پاییز به نفع درختان است؟
علاوه بر این، این امکان وجود دارد که تغییر رنگ برگ درختان در پاییز به نفع آن‌ها باشد. مطالعات نشان داده‌اند که آنتوسیانین از برگها در برابر نور بسیار زیاد در دماهای پایین محافظت می‌کند و این امکان را فراهم می‌سازد تا برگها، مواد مغذی را بهتر جذب کنند.
همچنین گفته می‌شود که برگ‌های قرمز درختان در واقع سکونت‌گاه حشرات انگلی در فصل زمستان هستند. برگ‌های روشن‌تر نشان‌دهنده‌ی سطح بالاتری از دفاع شیمیایی در مقابل این حشرات هستند. مطالعات نشان می‌دهند که برگ‌های درخت سیب که قرمز رنگ می‌شوند، در نهایت انگل کمتری دارند.
چرا تغییر رنگ برگ درختان سال به سال متفاوت است؟
شاید تاکنون متجوه شده باشید که رنگ برگ درختان در برخی از سال‌ها فوق‌العاده زیباست اما برخی از سال‌ها نیز فقط قهوه‌ای رنگ می‌شوند. دو دلیل برای این موضوع وجود دارد. رنگدانه برگ‌های پاییزی به نور خورشید حساس هستند. اگر پاییز آفتابی باشد، درخت کمی بی‌رنگ می‌شود زیرا رنگدانه‌ها به سرعت در حال تجزیه هستند.
در صورتی که برگ‌های پاییزی قهوه‌ای رنگ شوند، این به دلیل آب و هوای سرد است. آب و هوای سرد می‌تواند منجر به از بین رفتن برگها همانند سایر گیاهان شود. برگ‌های درختان نیز مانند سایر گیاهان وقتی می‌میرند، قهوه‌ای رنگ می‌شوند. در حالی که دانستن دلیل تغییر رنگ برگ درختان در پاییز موجب از بین رفتن جادوی آن می‌شود اما این موضوع چیزی از زیبایی پاییز کمک نمی‌کند.
افتادن برگها
پس از افتادن برگها، درختان به منظور جلوگیری از عفونت، قسمت بریده شده را مهر و موم می‌کنند. درختان برای زنده ماندن در زمستان وارد فرآیندی شبیه به خواب زمستانی حیوانات می‌شوند. همه چیز در یک درخت کند می‌شود – متابولیسیم، مصرف انرژی و رشد – و گیاه با مصرف مواد مغذی ذخیره شده در تابستان زنده می‌ماند.
و آن همه برگ درختان که بر زمین افتاده‌اند، چه می‌شوند؟ برگ درختان روی زمین افتاده، نقش بسیار مهمی در جنگل‌های برگریز ایفا می‌کنند. برگ‌های در حال تجزیه، مواد مغذی را دوباره به خاک برمی‌گردانند و طی سال‌های بعد در طبیعت تجزیه می‌شوند. آن لایه از برگ‌های روی زمین افتاده در نهایت مانند مالچ عمل می‌کند و در نهایت به رطوبت ختم می‌شود.
این برگها همچنین یک زیستگاه عالی برای لانه‌سازی کرم‌ها، حلزون‌ها، عنکبوت‌ها و تجزیه‌کننده‌هایی مانند قارچ‌ها و باکتری‌ها به شمار می‌روند. بنابراین، اگر می‌بینید حیاط‌تان از برگ درختان پر شده است، چرا آن‌ها را در گوشه‌ای جمع نمی‌کنید و نمی‌گذارید همانجا بمانند؟