Tuturor ne place să privim frunzele copacilor trecând de la verdele intens la culorile bogate ale toamnei. Copacii pictați cu roșu, auriu și maro apar pe măsură ce zilele devin mai scurte și vânturile agită dimineața și seara devreme. Toată lumea apreciază arta naturii, dar pentru cei care caută informații, motivele pentru care frunzele își schimbă culoarea nu sunt la fel de evidente.
Frunzele își schimbă culoarea toamna ca urmare a schimbării hormonilor și a substanțelor chimice din plantă. Modificările hormonale și chimice sunt declanșate de reducerea orelor de lumină și de scăderea temperaturilor. Producția de clorofilă încetinește, permițând să se vadă alți pigmenți din frunză.
Nu mulți oameni știu că plantele au hormoni, iar frunzele conțin alți pigmenți în afară de verde. Mulți ani, copacii și-au păstrat secretele. Oamenii de știință au descoperit în cele din urmă procesele, substanțele chimice și hormonii care provoacă aceste schimbări magnifice. Acest articol va explica pigmenții frunzelor și schimbările care au loc în copaci și care ne dau nuanțele glorioase de toamnă.
Culori într-o frunză
Pigmenții sunt responsabili pentru crearea culorii într-o frunză. Prezența pigmenților este determinată de diferite substanțe chimice și de nevoile arborelui. Când arborele necesită zaharuri și carbohidrați pentru creștere și înlocuirea celulelor, atunci frunzele vor fi verzi. Când cererea de nutrienți scade, atunci hormonii produși de copac vor avea ca rezultat culorile toamnei.
Frunze verzi
Un copac are frunze verzi datorită prezenței clorofilei. Arborele produce clorofilă pe care direcționează spre frunze. Clorofila ajută copacul să-și facă singuri hrana. Clorofila are structuri mici numite cloroplaste care sunt capabile să absoarbă lumina soarelui.
Lumina soarelui este sursa de energie utilizată pentru procesul de fotosinteză. Fotosinteza are loc atunci când dioxidul de carbon și apa sunt transformate în carbohidrați (zaharuri și amidon) pe care arborele le poate folosi pentru creștere. Fotosinteza eliberează oxigen în aer. Oxigenul este un produs secundar al fotosintezei și esențial pentru sănătatea pământului.
Alți pigmenți într-o frunză
Și alți pigmenți există în frunze, chiar dacă nu sunt întotdeauna vizibili. Carotenul dintr-o frunză provoacă culori portocalii. Flavanolii, în special xantofila, dau culoare galbenă, iar antocianina dă nuanțe roșii, roz și violet. Carotenul și xantofila sunt prezente în frunzele copacului în primăvară, vară și toamnă. Excesul de clorofilă verde maschează galbenul și portocaliul. Antocianinele se produc în frunză doar toamna.
Funcția carotenului
Carotenul este un pigment care apare în mod natural la plante. Efectul carotenului poate fi văzut în culoarea portocalie a morcovilor și a pepenilor galbeni. Carotenul joacă un rol esențial în fotosinteză. Absoarbe lumina ultravioletă, albastră și violetă și transmite lumina clorofilei.
Împrăștie lumina portocalie și roșie, motiv pentru care percepem frunzele ca fiind roșii sau portocalii. Lumina galbenă este, de asemenea, difractată, dar într-o măsură mult mai mică decât lumina roșie și portocalie. Carotenul ajută planta absorbind molecule libere de oxigen unic. Dacă nu sunt gestionate, aceste molecule de oxigen ar putea provoca daune plantei.
Funcția xantofilei
Xantofila este un puternic antioxidant în plante. Asistă carotenul cu îndepărtarea moleculelor de oxigen unic, uneori cunoscute sub numele de radicali liberi. Xantofila absoarbe oxigenul liber unic, protejând planta de daune. Moleculele de oxigen unic au electroni nepereche care încearcă să se lege cu celulele vegetale. Legătura cauzează stres celulelor și, în cele din urmă, duce la boli.
Funcția antocianinei
Antocianina se produce numai toamna. Oamenii de știință cred că ajută menținerea frunzei în viață pentru o perioadă îndelungată pe măsură ce clorofila scade. Antocianinele au proprietăți antiinflamatorii și antimicrobiene care prelungesc durata de viață a frunzei. Cu cât o frunză este mai vie, cu atât arborele poate absorbi din ea mai multe molecule. Acest proces economisește energie primăvara când aceste molecule trebuie utilizate pentru a crea clorofilă, caroten și xantofilă pentru creșterea frunzelor noi.
Cum își schimbă culoarea o frunză?
Toamna, zilele se scurtează, iar temperatura scade. Aceste modificări determină planta să scadă producția de clorofilă. Moleculele de clorofilă din frunze sunt descompuse în molecule mai mici și reabsorbite în țesuturile arborelui. Reducerea clorofilei permite coloritul carotenului și a xantofilelor să apară, rezultând frunze galbene sau portocalii.
Schimbările de mediu stimulează producerea de antociani în frunze. Antocianinele sunt responsabile de frunzele care devin roșii, roz sau violet. Cei trei pigmenți interacționează pentru a da alte culori, cum ar fi maro sau diferite nuanțe de culori.
De ce sunt culorile diferite în fiecare toamnă?
Intensitatea culorilor de toamnă este afectată de condițiile meteorologice. Zilele însorite și reci din toamnă au ca rezultat o producție mai mare de antocianină și frunze mai intense de culoare roșie. Temperaturile ar trebui să fie reci, dar nu trebuie să scadă sub îngheț pentru a avea o producție bună de antocianină.
Zilele scurte și uscate au ca rezultat o concentrație de zaharuri în frunze, permițând producerea mai multor antocianine. Seceta va face ca frunzele să se usuce și să cadă. Apa suficientă permite frunzelor să rămână în copac mai mult timp, iar culorile devin mai intense.
Care copaci își schimbă culoarea?
Copacii cu frunze late își schimbă culoarea, mai ales în climatul nordic mai rece. Copacii cu frunze largi care își schimbă culoarea sunt, printre altele, hicori, arțar, mesteacăn, cireș, stejar roșu, aspen, sassafras și dogwood. Copacii cu frunze largi din climatul sudic mai cald nu își pot schimba culoarea toamna sau își pot pierde frunzele, deoarece iernile sunt prea blânde pentru a provoca orice schimbare. Zonele sudice mențin, de asemenea, ore mai lungi de zi în toamnă și ierni. Prin urmare, nu există un declanșator pentru schimbarea frunzelor.
De ce cad frunzele dintr-un copac?
Frunzele își schimbă culoarea și cad din copac pentru a conserva energia arborelui în lunile reci de iarnă. Arborele absoarbe moleculele de clorofilă și alți nutrienți din frunze, descompunându-le în molecule mai mici pentru depozitare. Clorofila necesită multă energie și substanțe nutritive pentru a se produce. Arborele conservă energia stocând cât mai multe componente ale clorofilei și a face mai ușoară și mai rapidă producerea clorofilei în primăvară.
Ce face ca frunzele să cadă dintr-un copac?
Când se formează o frunză, există un anumit strat celular în punctul în care frunza se atașează la copac. Acest strat de celule este denumit stratul de abscizie. Orele de lumină a zilei scurtate determină arborele să producă un hormon numit auxină, care declanșează alungirea celulară în stratul de abscizie. Alungirea face ca celulele să se fractureze, iar frunza cade. Arborele sigilează punctul din care frunza se rupe, rămânând în urmă doar o citracice.
Este benefic ca un copac să-și piardă frunzele?
Copacii cu frunze largi care cresc în climă rece trebuie să păstreze energia iarna. Frunzele largi colectează zăpada și au o suprafață mare prin care pot pierdere căldură. Vânturile puternice prind frunzele late și ar putea dăuna copacului. Prin urmare, este în interesul copacului să cadă frunzele.
Copaci veșnic verzi
Unii copaci nu își schimbă culoarea în toamnă. Aceștia sunt fie copaci cu frunze late care cresc în zone în care iernile sunt foarte blânde, fie copaci cu frunze de tip ac. Copacii cu frunze de tip ac sunt veșnic verzi, chiar și în climă rece. Acele nu determină arborele să piardă căldura sau umezeala deoarece au o suprafață mică. De asemenea, pot rezista la vânturi puternice și la ninsori abundente datorită formei acelor.
Concluzie
Copacii își schimbă culoarea în toamnă ca urmare a scurtării orelor de zi și a scăderii temperaturii. Procesul este guvernat de hormonii produși de copac. Pigmenții care provoacă diferitele culori ale frunzelor sunt responsabili pentru funcțiile esențiale ale copacului.
Pigmenții care produc culorile de toamnă sunt carotenul, xantofila și antocianina. Pentru ca aceste culori să fie văzute, clorofila trebuie să scadă. Intensitatea culorilor este influențată de temperatură, umiditate și numărul orelor de lumină dintr-o zi.
Te-ar putea interesa şi: Oceane vs mări – care sunt diferențele ?
