» Egyéb

Ősz

2017. October. 03. , by Szerkesztőség

Általában október közepére kialakul a gyönyörű színes őszi tájkép. De miért van ez?

A levelek elszíneződésének biokémiai okai

nagyErről nagyon sok helyen lehet olvasni, talán tanultátok is, mindenesetre nagyon érdekes.

A levelek zöld pigmentje a klorofill. A klorofillban elnyelt fény szolgáltatja az energiát ahhoz, hogy a növény a szén-dioxidot és a vizet oxigénné és szénhidrátokká alakítsa át (ez a fotoszintézis). A klorofill vörös és kék fényt nyel el a növényre eső napfényből, ezért a leveleket zöldnek látjuk.

A levelekben többféle különböző színű anyag található, de a zöld színű klorofill molekulák elnyomják a többi színét. A klorofill az erős napfény hatására elbomlik, de az elbomló klorofillt a növények folyamatosan pótolják. A klorofill előállításához napfényre és melegre van szükség. Nyáron tehát a klorofill rendszeresen elbomlik és újratermelődik a levelekben.

Ősszel a rövidülő nappalok és a hűvös éjszakák miatt bekövetkező változások miatt már nem keletkeznek újabb színanyagok, így a bomlás miatt folyamatosan csökken a számuk. A leggyorsabban a zöld klorofill bomlik le, ezért fokozatosan láthatóvá válnak az addig elfedett színanyagok színei is, majd később azok is lebomlanak.

Sok növény leveleiben van karotin. Ez a vegyület a zöldeskék és a kék fényt nyeli el, ezért a karotinról visszavert fény sárgának látszik. Ha egy levélben karotin és klorofill is van, a levél élénkzöldnek látszik. Az a fényenergia, amelyet a karotin nyel el, átkerül a klorofillhoz, amely ezt az energiát is a fotoszintézishez használja fel. A karotin kevésbé bomlékony vegyület, mint a klorofill, és még akkor is a levélben marad, ha a klorofill már eltűnt. Ilyenkor a levelet sárgának látjuk, például a nyírfa levelét.

A levelekben antocianinok is előfordulnak. Az antocianinok kék, kékeszöld és zöld fényt nyelnek el. Ezért az antocianinokat tartalmazó levelek vörösnek látszanak, mint például a vadszőlő levelei. Ezek a vegyületek – a klorofillal és a karotinnal ellentétben – feloldódnak a sejtnedvekben. Az általuk előállított szín nagyon érzékeny a pH-ra. Ha a sejtnedv kellően savas, a pigmentek élénkvörös színt idéznek elő, ha kevéssé savas, a szín inkább lilás. Az érett alma piros és a szőlő lilás színe az antocianinoknak köszönhető. Az antocianinok a sejtekben található cukrok és bizonyos fehérjemolekulák közötti reakció termékei. Ez a reakció nem zajlik le addig, amíg a sejtnedv cukorkoncentrációja nem elég nagy. A reakcióhoz fény is szükséges. Ezért fordul elő gyakran, hogy az alma egyik fele piros, a másik, árnyékban növekvő fele sárga.

A különböző őszi színeket a sokféle színanyag kombinációja okozza.
Sárgára színeződik: dió, gyertyán, bükk, hárs, nyírfa, kőris.
Pirosra: cseresznye, somfélék, galagonya, madárbirs, bangita, vadszőlő.

Itt, a sulinet animációjában magad is kipróbálhatod a színek keverését

Azokban a növényekben, melyeknek magas az antocianid tartalmuk, a vörös, bordó szín lesz domináns a levelekben, bár a cukortermelés csökkenésével ez is eltűnhet. Ilyenkor a stabilabb flavonoidok és karotinoidok színe kerül előtérbe, így lesz a levél sárga vagy narancsszínű. Azokban a növényekben, melyek nagy mennyiségű cseranyagot (tannint) is tartalmaznak (pl. a tölgy), a barna szín jelenik meg ősszel a leveleken. Az őszi színkavalkádot tehát az egyes növények színanyagai közti különbségek és az anyagok bomlásának eltérő üteme alakítja ki. Az alábbi animációban magad is kipróbálhatod, milyen színeket tudsz kikeverni.

http://hirmagazin.sulinet.hu/hu/pedagogia/oszi-szinek

Az elszíneződés evolúciós magyarázatai

Több kutató azonban nem elégszik meg az eddig tárgyalt magyarázattal, hanem úgy véli, hogy a levelek színváltásának adaptív evolúciós háttere is van.

Napszűrő hatás. Egyesek szerint az őszi színek védenek a fény hatására bekövetkező oxidációtól. A közvetlenül fényszűrőként, közvetetten antioxidánsként viselkedő színanyagok ily módon lehetővé teszik a tápanyagok – különösen a nitrogén – hatékony visszaszívását a levelek lehullása előtt. Az elképzelés már a 19. században felbukkant, de a mai napig nem sikerült meggyőző bizonyítékot találni rá.

Rovarok és fák közös evolúciója. A feltételezés szerint az őszi színek a rovaroknak (például a levéltetveknek) szánt jelzés, amelyek ősszel a fákra vándorolnak, és tavaszig a fákat használják gazdaként. A szín figyelmeztet a jobb kémiai védekezésre vagy a rosszabb tápanyagellátásra, esetleg másvalamire, ami hátrányos a rovarok számára. Emiatt a rovarok evolúciója úgy alakul, hogy előnyben részesítik a zöld színt.

Talán ez az egyik legmegalapozottabb elmélet (a kidolgozásával Archetti is foglalkozott), bár ezzel kapcsolatban is több aggály merül fel. Bár kiderült, hogy a levéltetvek valóban képesek megkülönböztetni a piros és a zöld színt, sokan azzal érvelnek, hogy a rovarokat nem a színek vonzzák vagy taszítják, hanem a kémiai anyagok.

Álcázás. Az őszi színek kevésbé észlelhetővé teszik a leveleket az ősszel a fákra költöző rovarok számára. A piros szín nem függ össze a fa tulajdonságaival, csupán álcázásként szolgál. Az utóbbi időkben azonban egyre több bizonyíték lát napvilágot arról, hogy a rovarok érzékelik a vörös színt is, így álcázási szempontból semmi értelme a színváltozásnak.

Ehetetlenség. Ebben az esetben nem magának a színnek van szerepe, hanem az antocianinok kellemetlen, illetve mérgező hatásának. Az elképzelés szerint a növényevők támadásának, illetve a gombafertőzéseknek jobban kitett fajok több antocianint termelnek, ezért színesebbek ősszel. Semmi bizonyíték nincs azonban arra, hogy az antocianinok valóban csökkentenék a növényevők vagy a gombák okozta károkat.

A felsoroltakon kívül még számos elmélettel előálltak az idők folyamán, de azok tényleg csak találgatások. Úgy tűnik, hogy az őszi színek evolúciójának rejtélye még sokáig megoldatlan marad.

Vannak a világnak olyan tájai, ahol nem jellemző a nappalok rövidülése és az éjszakai lehűlés. Az ilyen helyeken nem is indul be az előbb elmagyarázott színesedés, és a levelek zölden hullanak le. Ugye, milyen szerencsések vagyunk?

Egyéb felhasznált források:

http://emberpalanta.hu/emberpalantaknak/miert-hullanak-le-osszel-a-levelek/

http://www.kfki.hu/~cheminfo/hun/tudakozo/mm/osz.html

http://miert.webclub.hu/miert-sargulnak-meg-a-levelek-osszel

http://www.origo.hu/tudomany/20141010-miert-alakulnak-ki-a-lombhullato-erdok-oszi-szinei.html

Hozzászólások (0)

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!

Regisztráció

Írj egy hozzászólást

Kérlek, jelentkezz be hozzászólás írásához.