لماذا الأوراق تغير لونها في الخريف؟

لماذا تتغير الأوراق في الخريف؟ عندما تظهر الأوراق الخضراء ، فذلك لأنها تحتوي على وفرة الكلوروفيل. هناك الكثير من الكلوروفيل في ورقة نشطة لدرجة أن الأقنعة الخضراء أخرى ألوان الصباغ. ينظم الضوء إنتاج الكلوروفيل ، بحيث تصبح أيام الخريف أقصر ، ويتم إنتاج كمية أقل من الكلوروفيل. يظل معدل تحلل الكلوروفيل ثابتًا ، لذلك يبدأ اللون الأخضر في التلاشي من الأوراق.

في الوقت نفسه ، ارتفاع السكر تركيزات تسبب زيادة إنتاج أصباغ الأنثوسيانين. الأوراق التي تحتوي في المقام الأول الانثوسيانين سوف تظهر حمراء. الكاروتينات هي فئة أخرى من الأصباغ الموجودة في بعض الأوراق. لا يعتمد إنتاج الكاروتين على الضوء ، لذلك لا تتناقص المستويات بالأيام المختصرة. يمكن أن تكون الكاروتينات برتقالية أو صفراء أو حمراء ، ولكن معظم هذه الأصباغ الموجودة في الأوراق صفراء. الأوراق التي تحتوي على كميات جيدة من كل من الأنثوسيانين والكاروتينات ستظهر بلون برتقالي.

يترك مع الكاروتينات ولكن قليل أو لا يظهر أنثوسيانين أصفر. في غياب هذه الأصباغ ، يمكن أن تؤثر المواد الكيميائية النباتية الأخرى أيضًا على لون الورقة. مثال على ذلك العفص ، المسؤولة عن اللون البني لبعض أوراق البلوط.

درجة الحرارة تؤثر على معدل التفاعلات الكيميائية، بما في ذلك تلك الموجودة في الأوراق ، بحيث تلعب دورًا في لون الورقة. ومع ذلك ، فإن مستويات الضوء هي المسؤولة بشكل أساسي عن ألوان أوراق الشجر المتساقطة. هناك حاجة إلى أيام خريف مشمسة لشاشات العرض اللامعة ، لأن الأنثوسيانين تحتاج إلى إضاءة. الأيام الملبدة بالغيوم ستؤدي إلى مزيد من الأصفر والأصفر.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على بنية ووظيفة أصباغ الأوراق. كما قلت ، نادراً ما ينتج لون الورقة عن صبغة واحدة ، ولكن عن تفاعل أصباغ مختلفة ينتجها النبات. فئات الصباغ الرئيسية المسؤولة عن لون الأوراق هي البورفيرينات والكاروتينات والفلافونويدات. يعتمد اللون الذي ندركه على كمية الأصباغ الموجودة وأنواعها. التفاعلات الكيميائية داخل النبات ، وخاصة في استجابة للحموضة (درجة الحموضة) تؤثر أيضا على لون ورقة.

البورفيرين لديها هيكل حلقة. البورفيرين الأساسي في الأوراق هو صبغة خضراء تسمى الكلوروفيل. هناك أشكال كيميائية مختلفة من الكلوروفيل (أي الكلوروفيل أ والكلوروفيل ب) ، والتي هي المسؤولة عن تخليق الكربوهيدرات داخل المصنع. يتم إنتاج الكلوروفيل استجابة لأشعة الشمس. مع تغير الفصول وتناقص كمية ضوء الشمس ، يتم إنتاج كمية أقل من الكلوروفيل ، وتظهر الأوراق أقل خضرة. يتم تقسيم الكلوروفيل إلى مركبات أبسط بمعدل ثابت ، لذلك سوف يتلاشى لون الورقة الخضراء تدريجياً مع إبطاء أو توقف إنتاج الكلوروفيل.

الكاروتينات هي تربين مصنوعة من وحدات فرعية isoprene. من أمثلة الكاروتينات الموجودة في الأوراق الليكوبين، وهو أحمر ، و xanthophyll ، وهو أصفر. ليست هناك حاجة للضوء من أجل أن ينتج المصنع الكاروتينات ، وبالتالي فإن هذه الأصباغ موجودة دائمًا في النبات الحي. أيضا ، تتحلل الكاروتينات ببطء شديد مقارنة بالكلوروفيل.

تحتوي الفلافونويدات على وحدة فرعية للديفينيل بروبين. تشمل أمثلة الفلافونويد الفلافون والفلافول ، وهي صفراء ، والأنثوسيانين ، التي قد تكون حمراء أو زرقاء أو أرجوانية ، اعتمادًا على درجة الحموضة.

الأنثوسيانين ، مثل السيانيدين ، يوفر واقيًا طبيعيًا من الشمس للنباتات. لأن التركيب الجزيئي للأنثوسيانين يتضمن السكر ، فإن إنتاج هذه الفئة من الأصباغ يعتمد على توافر الكربوهيدرات داخل النبات. أنثوسيانين يتغير اللون مع درجة الحموضة، لذلك تؤثر حموضة التربة على لون الورقة. أنثوسيانين أحمر في درجة الحموضة أقل من 3 ، والبنفسجي في قيم درجة الحموضة حوالي 7-8 ، والأزرق في درجة الحموضة أكبر من 11. يتطلب إنتاج أنثوسيانين أيضًا الضوء ، لذلك هناك حاجة إلى عدة أيام مشمسة على التوالي لتطوير نغمات حمراء وأرجوانية ساطعة.

• أرشيتي ، ماركو ؛ دورينج ، توماس ف. هاغن ، سنور ب. هيوز ، نيكول م. ليذر ، سيمون ر. لي ، ديفيد دبليو ؛ ليف يادون ، سيمشا ؛ مانيتاس ، يانيس ؛ أوغهام ، هيلين ج. (2011). "كشف تطور ألوان الخريف: نهج متعدد التخصصات". الاتجاهات في البيئة والتطور. 24 (3): 166–73. دوى:10.1016 / j.tree.2008.10.006
• هورتنشتاينر (2006). "تدهور الكلوروفيل أثناء الشيخوخة". الاستعراض السنوي لبيولوجيا النبات. 57: 55–77. دوى:10.1146 / annurev.arplant.57.032905.105212
• لي ، د ؛ جولد ، ك. (2002). "الأنثوسيانين في الأوراق وغيرها من الأعضاء النباتية: مقدمة". التقدم في البحوث النباتية. 37: 1–16. دوى:10.1016 / S0065-2296 (02) 37040-X ISBN 978-0-12-005937-9.
• توماس ، ح. Stoddart، J L (1980). "ورقة الشيخوخة". الاستعراض السنوي لعلم وظائف الأعضاء النباتية. 31: 83–111. دوى:10.1146 / annurev.pp.31.060180.000503