Kodėl lapai keičia spalvą rudenį?

Kodėl lapai keičia spalvą rudenį? Kai lapai atrodo žali, todėl, kad juose gausu chlorofilo. Aktyviame lape yra tiek chlorofilo, kad žalia maskuoja kitus pigmento spalvos. Šviesa reguliuoja chlorofilo gamybą, taigi, rudens dienomis trumpėjant, susidaro mažiau chlorofilo. Chlorofilo skilimo greitis išlieka pastovus, todėl žalia spalva pradeda blėsti nuo lapų.

Tuo pačiu metu banguoja cukraus dėl koncentracijų padidėja antocianinų pigmentų gamyba. Lapai, kuriuose daugiausia antocianinų, bus raudoni. Karotinoidai yra dar viena pigmentų klasė, randama kai kuriuose lapuose. Karotinoidų gamyba nėra priklausoma nuo šviesos, todėl sutrumpėjusios dienos jų nemažina. Karotinoidai gali būti oranžiniai, geltoni arba raudoni, tačiau dauguma šių lapuose esančių pigmentų yra geltoni. Lapai, kuriuose yra daug antocianinų ir karotinoidų, pasirodys oranžiniai.

Lapai su karotinoidais, bet mažai antocianinų arba visai jų nebus geltoni. Jei šių pigmentų nėra, lapų spalvą gali paveikti ir kiti augalų chemikalai. Pavyzdys apima taninus, kurie yra atsakingi už kai kurių ąžuolo lapų rusvą spalvą.

Temperatūra veikia cheminių reakcijų greitis, taip pat ir lapuose, todėl ji turi reikšmės lapų spalvai. Tačiau už kritusius žalumynus dažniausiai lemia šviesos lygis. Saulėtomis rudens dienomis reikia ryškiausių spalvų ekranų, nes antocianinams reikia šviesos. Debesuota diena lems daugiau geltonumo ir rudumo.

Pažvelkime atidžiau į lapų pigmentų struktūrą ir funkcijas. Kaip jau sakiau, lapo spalva retai atsiranda dėl vieno pigmento, o veikiau dėl skirtingų augalų gaminamų pigmentų sąveikos. Pagrindinės pigmento klasės, atsakingos už lapų spalvą, yra porfirinai, karotinoidai ir flavonoidai. Spalva, kurią mes suvokiame, priklauso nuo esamų pigmentų kiekio ir rūšies. Cheminė augalų sąveika, ypač reaguojant į rūgštingumą (pH), taip pat daro įtaką lapų spalvai.

Porfirinai turi žiedo struktūrą. Pirminis lapų porfirinas yra žalias pigmentas, vadinamas chlorofilu. Yra įvairių cheminių chlorofilo formų (t. Y. Chlorofilo a ir chlorofilo b), atsakingi už angliavandenių sintezę augale. Chlorofilas gaminamas reaguojant į saulės spindulius. Keičiantis sezonams ir mažėjant saulės spinduliams, susidaro mažiau chlorofilo, o lapai būna mažiau žali. Chlorofilas yra padalijamas į paprastesnius junginius pastoviu greičiu, todėl žalių lapų spalva pamažu išnyks, nes sulėtės arba sustoja chlorofilo gamyba.

Karotinoidai yra terpenai sudarytas iš izopreno subvienetų. Lapuose randamų karotinoidų pavyzdžių yra: likopenas, kuris yra raudonas, ir ksantofilas, kuris yra geltonas. Šviesa nereikalinga tam, kad augalas galėtų gaminti karotinoidus, todėl šių pigmentų visada yra gyvame augale. Be to, karotenoidai, palyginti su chlorofilu, skaidosi labai lėtai.

Flavonoidai turi difenilpropeno subvienetą. Flavonoidų pavyzdžiai yra flavonas ir flavolas, kurie yra geltoni, ir antocianinai, kurie, atsižvelgiant į pH, gali būti raudoni, mėlyni arba purpuriniai.

Antocianinai, tokie kaip cianidinas, suteikia natūralų augalų apsaugą nuo saulės. Kadangi antocianinų molekulinė struktūra apima cukrų, šios klasės pigmentų gamyba priklauso nuo to, ar yra angliavandeniai augale. Antocianinas spalva keičiasi su pH, todėl dirvožemio rūgštingumas turi įtakos lapų spalvai. Antocianinas yra raudonas, kai pH yra mažesnis nei 3, violetinis, kai pH vertė yra apie 7–8, ir mėlynas, kai pH yra didesnis nei 11. Antocianinų gamybai taip pat reikalinga šviesa, todėl ryškių raudonų ir violetinių tonų ryškinimui reikalingos kelios saulėtos dienos iš eilės.

• Archeti, Marco; Döring, Thomas F.; Hagen, Snorre B.; Hughesas, Nicole M.; Oda, Simon R.; Lee, Davidas W.; Lev-Yadun, Simcha; Manetas, Yiannis; Oughamas, Helen J. (2011). „Rudens spalvų evoliucijos išaiškinimas: tarpdisciplininis požiūris“. Ekologijos ir evoliucijos tendencijos. 24 (3): 166–73. doi:10.1016 / j.tree.2008.10.006
• Hortensteiner, S. (2006). "Chlorofilo skilimas senėjimo metu". Metinė augalų biologijos apžvalga. 57: 55–77. doi:10.1146 / annurev.arplant.57.032905.105212
• Lee, D; Gould, K (2002). "Antocianinai lapuose ir kituose vegetatyviniuose organuose: įvadas". Botanikos tyrimų pažanga. 37: 1–16. doi:10.1016 / S0065-2296 (02) 37040-X ISBN 978-0-12-005937-9.
• Tomas, H; Stoddart, J. L. (1980). „Lapų senelė“. Metinė augalų fiziologijos apžvalga. 31: 83–111. doi:10.1146 / annurev.pp.31.060180.000503