دلیل تغییررنگ برگها
حقیقت امر این است که فرآیندهای شیمیایی که به هنگام آماده شدن گیاه برای فصول زمستان در آن به وقوع میپیوندند، باعث تغییر رنگ برگها میشوند. برگها در طول فصل بهار و تابستان مانند کارخانههایی عمل میکنند. چراکه تهیه غذای لازم برای رشد درختان را به عهده دارند. ساخت مواد غذایی توسط سلولهای ریز بیشمار برگ که متعلق به بافت سنتزی مزوفیل است، صورت میگیرد، زیرا سلولهای این بافت دارای کلروپلاستهای بیشماری است که این کلروپلاستها حاوی اجسام سبز کوچکی به نام کلروفیل هستند و باعث ایجاد رنگ برگ میشوند
در میان سلولهای فتوسنتزی برگ، رگبرگهای بیشماری قرار گرفته است که آب و مواد معدنی را به درون برگ آورده، فرآوردههای فتوسنتزی را به خارج از آن هدایت میکند. رگبرگهای مزبور نهایتاً به رگبرگ اصلی متصل میشوند که پس از عبور از دمبرگ به سیستم آوندی اصلی گیاه میپیوندند. کلروفیلها غذا را برای گیاه از طریق ترکیب کردن کربن بدست آمده از هوا، با هیدروژن، اکسیژن و مواد معدنی گوناگون موجود در آب و طی فرآیند فتوسنتز یا نورساخت فراهم میکنند.
در پاییز هنگامی که هوای سرد باعث کاهش فرآیندهای حیاتی میشود، فعالیت برگ به پایان میرسد، اما کلروفیل به مواد متنوعی که از آنها ترکیب یافته تجزیه میشود و مواد غذایی قابل دسترس به منظور ذخیرهسازی برای استفاده در بهار به تنه درخت منتقل میشود.آنچه که در حفرههای سلولی برگها باقی میماند، نوعی ماده آبکی است که در آن مقداری قطرات چربی، بلور و تعداد معدودی اجسام زردرنگ که به شدت نور را منکسر میسازند، مشاهده میشوند و همینها عامل زرد شدن رنگ برگها در پاییز هستند.
اما اغلب میزان قند در برگها بیش از آن است که بتواند به سرعت به درون درخت انتقال یابد، در این حالت ترکیب شیمیایی آن با سایر مواد، رنگهای متنوعی را بوجود میآورد که بین قرمز روشن و قرمز مایل به قهوهای در نوسان است. در مخروطداران که برگهای خود را در پاییـز از دست نمیدهند، به قهوهای روشن بدل میشود که خود عامل روشنتر شدن رنگ در بهار است.
-منشاء تفاوت رنگ برگ درختان در پاییز
«یارمو هولوپانین» از دانشگاه کوپیو در فنلاند تئوری جدیدی را در مجله علمی «نیوفیتولوژیست» منتشر کرده است که نشان میدهد تغییرات آب و هوایی و مهاجرتهای بزرگی که میلیونها سال قبل زمین را دگرگون کردهاند، علت اصلی رنگهای متفاوت برگهای درختان در مناطق مختلف دنیاست.
-زرد: رنگدانههای زرد در برگها حضور دارند و زمانی که رنگ سبز کلروفیل کاهش مییابد، در برگ درخت قدرت میگیرند. برای رنگ سرخ شرایط کمی پیچیدهتر است. بهطوریکه رنگدانههای قرمز رنگ آنتوسیانین در برگها وجود ندارند اما با فرارسیدن پاییز تولید میشوند. این رقابت به تازگی کشف شده است و بعضی تحقیقات نشان میدهند که چرا درختان برای ایجاد رنگدانههای سرخ در برگها از منابع مختلفی بهره میگیرند.
سرخ: توضیحات متفاوتی برای قرمز شدن برگهای درختان ارائه شده است. از پخش دوباره آمینواسیدها به بخشهای دیگر درخت تا استراتژی دفاعی گیاه در مبارزه با حشرات از جمله این توضیحات هستند. در حقیقت شتهها که مولکولهای آلی را میمکند، جذب رنگ زرد درختان میشوند درحالی که به شدت از رنگ قرمز واهمه دارند. بنابراین رنگ سرخ برگهای بعضی از درختان ثمره یک مبارزه طولانی تکامل میان گیاهان و حشرات است.
پروفسور یارمو هولوپانین در این خصوص توضیح میدهد که تفاوتهای رنگهای برگ درختان در پاییز از 35 میلیون سال قبل آغاز شده است. در آن زمان مناطق وسیعی از زمین پوشیده از جنگهای همیشه سبز یا درختان حارهای بودند. در هزارههای یخبندان و دورههای خشک بسیاری از درختان دستخوش تکامل شده و به درختان برگ ریز تبدیل شدند.
در ادامه، درختان فرایند تولید رنگدانههای سرخ را برای مبارزه با حشرات توسعه دادند. در آمریکای شمالی و آسیای شرقی، سلسله جبالی که در جهت شمال به جنوب امتداد مییافتند این امکان را فراهم میکردند که گیاهان و حیوانات از عرضهای جغرافیایی پایینتر به عرضهای جغرافیایی بالاتر مهاجرت کنند و به این ترتیب توانستند از مناطق پوشیده از یخ عصرهای یخبندان خارج شوند. همراه با این گیاهان حشرات دشمن نیز مهاجرت خود را آغاز کردند. به این ترتیب جنگ برای بقا بدون وقفه ادامه یافت.
اما به گفته دانشمندان، یکی از شواهد حمایت از این تئوری در بوتههای کوچک و درخچههایی است که در اسکاندیناوی رشد میکنند. برگهای این بوتهها در پاییز به رنگ سرخ در میآیند. در حقیقت در تفاوت با درختان، این گیاهان کوچک در عصر یخبندان زیر لایهای از برف که از آنها در برابر دماهای سردتر محافظت میکرد به حیات خود ادامه میدادند. به علاوه، این پوشش سفید از آنها در برابر حشرات دشمن نیز محافظت میکرد و به این ترتیب در پایان عصر یخبندان، مبارزه این گیاهان با حشرات ادامه یافت. نتیجه این مبارزه در لباس پاییزی سرخ رنگ این بوتهها جلوه مییابد
