Zielony kolor liści zawdzięczamy chlorofilowi, który jesienią przestaje być odnawiany i stopniowo się rozkłada. Wtedy widoczne stają się żółte i pomarańczowe barwniki, a część drzew dodatkowo wytwarza czerwone antocyjany. Wyjaśniamy, co dokładnie dzieje się w liściu i dlaczego jedna jesień jest barwniejsza od drugiej.
Dlaczego latem liście są zielone
W komórkach liścia znajdują się chloroplasty, czyli drobne struktury, w których zachodzi fotosynteza. To tam działa chlorofil: pochłania głównie światło czerwone i niebieskie, a odbija zielone. Dlatego właśnie takim je widzimy.
Chlorofil jest przez całe lato stale rozkładany przez światło i produkowany na nowo, więc liść utrzymuje intensywną zieleń. Jest jej tak dużo, że przykrywa inne barwniki, które w liściu również są obecne. Zielony kolor jest więc raczej maską niż jedynym składnikiem liścia.
Co zmienia się wraz z nadejściem jesieni
Sygnałem dla drzew jest przede wszystkim skracający się dzień, a także spadek temperatury. Drzewo przygotowuje się do zimy, kiedy fotosynteza przestaje się opłacać, bo jest mało światła, a woda w zamarzniętej glebie bywa trudno dostępna.
U nasady ogonka liściowego powstaje wtedy tak zwana warstwa odcinająca. Stopniowo ogranicza ona przepływ substancji między liściem a gałęzią i w końcu pozwala liściowi odpaść. Chlorofil nie jest już uzupełniany, a jego rozkład trwa dalej. Drzewo odzyskuje przy tym część cennych składników, na przykład związków azotu, i przenosi je do innych części rośliny.
Gdy zieleń słabnie, na wierzch wychodzą pozostałe barwniki. To, jakie kolory zobaczymy, zależy od gatunku drzewa i od pogody.
Karotenoidy: żółć i pomarańcz obecne od zawsze
Karotenoidy to grupa barwników, które liść ma przez cały sezon. Należą do nich karoteny (odcienie pomarańczowe) i ksantofile (odcienie żółte). Ten sam rodzaj barwników nadaje kolor marchewce czy kukurydzy.
W liściu pełnią dwie funkcje: pomagają zbierać światło do fotosyntezy i chronią aparat fotosyntetyczny przed jego nadmiarem. Rozkładają się wolniej niż chlorofil, dlatego jesienią po prostu zostają. Nie powstają od nowa, tylko przestają być zasłonięte.
Żółte i złociste liście mają zwykle między innymi brzozy, lipy, topole czy jesiony. U wielu gatunków to właśnie karotenoidy decydują o charakterystycznym, ciepłym kolorze jesieni.
Antocyjany: czerwień, która powstaje dopiero jesienią
Czerwone, purpurowe i różowe odcienie to zasługa antocyjanów. W odróżnieniu od karotenoidów u wielu gatunków są one wytwarzane dopiero jesienią, z cukrów, które pozostają w liściu. Ich produkcja wymaga światła, więc liście rosnące w pełnym słońcu bywają bardziej czerwone niż te w cieniu.
Barwa antocyjanów zależy też od odczynu soku komórkowego. W środowisku bardziej kwaśnym są zwykle czerwieńsze, w mniej kwaśnym mogą przechodzić w fiolet. Dlatego odcienie bywają różne nawet u pokrewnych roślin.
Naukowcy nadal dyskutują, po co drzewom ten dodatkowy wysiłek. Jedna z hipotez mówi, że antocyjany chronią liść przed nadmiarem światła w czasie, gdy drzewo odzyskuje z niego składniki odżywcze. Nie jest to jednak sprawa całkowicie rozstrzygnięta, więc warto traktować to jako teorię.
Brązowe odcienie, które widać na przykład u dębów, wynikają głównie z obecności garbników i produktów rozkładu innych związków w obumierających komórkach.
Dlaczego jedne jesienie są barwniejsze i co możesz z tym zrobić
Intensywność kolorów zależy od pogody w kilku ostatnich tygodniach. Zwykle sprzyjają jej:
- słoneczne, pogodne dni, w których liście wytwarzają dużo cukrów,
- chłodne, ale bezprzymrozkowe noce, które zatrzymują cukry w liściach,
- brak długotrwałej suszy w trakcie lata i wczesnej jesieni.
Z kolei silny przymrozek, wichura albo długie ulewy mogą sprawić, że liście zbrązowieją lub opadną, zanim pokażą pełnię barw. Dlatego w każdym roku efekt jest nieco inny, nawet na tym samym drzewie.
Prosty eksperyment w domu
Jeśli chcesz zobaczyć ukryte barwniki, możesz wykonać prosty test z dziećmi, zawsze pod opieką osoby dorosłej:
- Rozdrobnij kilka zielonych liści i włóż je do małego słoika.
- Zalej niewielką ilością alkoholu (np. izopropylowego), pamiętając, że nie wolno go pić i trzeba trzymać go z dala od ognia.
- Zanurz w roztworze pasek bibuły lub filtra do kawy tak, by dotykał cieczy tylko końcem.
- Po kilkudziesięciu minutach barwniki rozdzielą się na papierze w pasma o różnych kolorach.
Co zrobić z opadłymi liśćmi
Opadłe liście nie muszą być odpadem. Możesz użyć ich jako ściółki pod krzewami i bylinami lub dodać do kompostu. Warstwa liści chroni glebę przed przemarzaniem i stanowi schronienie dla pożytecznych owadów. Jeśli jednak leżą grubą, mokrą warstwą na trawniku, lepiej je zgrabić, bo mogą go przyduszać. Liście chorych roślin warto natomiast usunąć z ogrodu zgodnie z lokalnymi zasadami gospodarowania odpadami, które dobrze jest sprawdzić w swojej gminie.
Następnym razem, gdy zobaczysz czerwony klon lub złotą brzozę, będziesz wiedzieć, że oglądasz efekt skomplikowanej chemii: jedne barwniki znikają, inne wychodzą z ukrycia, a jeszcze inne powstają specjalnie na tę okazję.