Az őszi levelek színe egy olyan jelenség, amely a lombhullató fák és cserjék általában zöld lombozatánál jelentkezik, és egy vagy több színt váltanak ki a vöröstől a sárgáig . Ősszel több hétig megfigyelhető. Az Egyesült Államok egyes területein és Kanada nagy részén kialakul a " levélszemléletű" turizmus , amely a színváltozás kezdetétől a lombhullásig tart . [1] Jelentős hozzájárulás a gazdasághoz.
A zöld levélnek ez a színe a klorofill néven ismert pigment jelenléte miatt van . Ha a sejtekben bőséges , ami a növekedési időszakban fordul elő, a klorofill zöld színe dominál, és háttérbe szorítja a levélben esetlegesen előforduló egyéb pigmentek színét. Ezért a levelek nyáron jellegzetes zöld színűek.
A klorofill a fotoszintézis létfontosságú funkciója : elfogja a napfényt és a kapott energiát tápanyaggá - glükózzá alakítja, amelyet vízből és szén-dioxidból nyernek . Ez a glükóz a növényi táplálkozás alapja - a növekedéshez és fejlődéshez szükséges szénhidrátok forrása. A tápanyag-előállítási folyamat során a klorofill a folyamatos felhasználás során elpusztul. Ennek ellenére a vegetációs időszakban a növények újra és újra feltöltik klorofillkészleteiket. A nagy mennyiségű klorofill lehetővé teszi, hogy a levelek zöldek maradjanak.
A nyár végén fokozatosan bezáródnak azok az erek , amelyek nedvet szállítanak a levélhez és onnan. Ez akkor történik, amikor minden levél alján parafa sejtréteg képződik. [2] Ennek a rétegnek a felépülésével a levélbe kerülő víz és ásványi anyagok mennyisége csökken. Eleinte lassan, de aztán felgyorsul a folyamat. Ez idő alatt a klorofill mennyisége csökkenni kezd.
A vénák gyakran még mindig zöldek, még akkor is, ha a köztük lévő szövetek már régen teljesen megváltoztatták a színüket.
A karotinoidok túlnyomórészt sárga vagy narancssárga színűek. Mindig jelen vannak a levelekben, de a klorofill zöld színével fedik őket.
Az antocianinok, amelyek a levelek vörös színéért felelősek, nincsenek jelen a levelekben, amíg a klorofill szintje csökkenni nem kezd. Korábban azt feltételezték, hogy az antocianinok egyszerűen a zöld klorofill pusztulásának eredménye, de ez az elmélet már nem általánosan elfogadott.
A levelek barna színe nem a pigment hatásának köszönhető, hanem a sejtfalaknak , amelyek akkor válnak észrevehetővé, ha nincsenek látható színező pigmentek. Ezek teszik barnává a tölgy leveleit.
A 19. század végén megfigyelték, hogy alacsony hőmérsékleten és jó megvilágítás mellett megnövekszik az antocianin termelés a levelekben. Az antocianinoknak meg kellett védeniük a leveleket a káros ultraibolya sugárzástól. De az 1980-as években észrevették[ ki? ] , hogy az antocianinok a levelek belsejében és nem a felszínen termelődnek, ami a fényvédelem elmélete ellen szól. Ezenkívül az antocianinok nem védenek a különösen káros UVB- spektrum ellen .
De az 1990-es években David Lee és Kevin Gold tudósok kimutatták, hogy a vörös levelek jobban bírják a fényingadozást, mint a zöldek. Azt sugallják, hogy a vörös antocianinok jelenléte stabilizálja a fotoszintézist.
A koevolúció elmélete szerint az őszi levelek színei figyelmeztető jelzések a rovarok számára, hogy a fákat télen táptalajként használják. Például a levéltetvek.
Az allelopátia a növények azon tulajdonsága, hogy olyan szerves vegyületeket választanak ki, amelyek gátolják más növények fejlődését.
Frank Frey amerikai biológus hipotézist terjesztett elő, amely szerint a levelükben magas antocianinkoncentrációjú fák más fajok számára mérgezik az alattuk lévő talajt . Kísérletet végzett, amelyben sárga, zöld és piros levelek kivonatával locsolta le a csírákat. A vörös juharlevél kivonattal öntözött magvak jelentősen rosszabbul fejlődtek.
Míg a levelek színének őszi változásai mindenhol megfigyelhetők, ahol lombos fák vannak, a legélénkebb őszi lombozat a világ négy vagy öt régiójában található: Kanada kontinentális részének nagy részén ; az Egyesült Államok nagy része ; Skandinávia és Észak-Európa , Oroszország és Kelet-Ázsia , beleértve Kína , Korea és Japán nagy részét . [3] [4]
A Global Change Biology folyóiratban megjelent kutatás szerint a klímaváltozás késlelteti az őszi levelek színét, de növeli az erdők termelékenységét .
Sok növény levelét eltérő színváltozás jellemzi: a fiatal levelek pirosak vagy lilás színűek, később zöldülnek. Ez a jelenség jellemző például a vörös bodza ( Sambucus racemosa ) és a japán pieris ( Pieris japonica ) esetében. Ez a jelenség a fiatal levelek megnövekedett antocianintartalmával függ össze ; ezek a pigmentek képesek a fényenergiát hőenergiává alakítani, ami kora tavasszal fontos a növények fejlődéséhez. [5]