Hvorfor endrer bladene farge om høsten?

Bladpigmenter endrer farger i høstløv

Denne lønnen viser vakker høstfargeendring. Noppawat Tom Charoensinphon / Getty Images

Hvorfor endrer bladene farge om høsten? Når bladene ser grønne ut, er det fordi de inneholder en overflod av klorofyll . Det er så mye klorofyll i et aktivt blad at det grønne maskerer andre pigmentfarger . Lys regulerer klorofyllproduksjonen, så når høstdagene blir kortere, produseres mindre klorofyll. Nedbrytningshastigheten til klorofyll forblir konstant, så den grønne fargen begynner å falme fra bladene.

Samtidig øker sukker konsentrasjoner forårsaker økt produksjon av antocyaninpigmenter. Blader som hovedsakelig inneholder antocyaniner vil virke røde. Karotenoider er en annen klasse pigmenter som finnes i noen blader. Karotenoidproduksjon er ikke avhengig av lys, så nivåene reduseres ikke ved forkortede dager. Karotenoider kan være oransje, gule eller røde, men de fleste av disse pigmentene som finnes i bladene er gule. Blader med gode mengder både antocyaniner og karotenoider vil virke oransje.

Blader med karotenoider, men lite eller ingen antocyanin vil virke gule. I fravær av disse pigmentene kan andre plantekjemikalier også påvirke bladfargen. Et eksempel inkluderer tanniner, som er ansvarlige for den brunlige fargen på noen eikeblader.

Temperaturen påvirker hastigheten på kjemiske reaksjoner , inkludert de i blader, så det spiller en rolle i bladfargen. Imidlertid er det hovedsakelig lysnivåer som er ansvarlige for høstens løvverksfarger. Solrike høstdager er nødvendig for de lyseste fargeskjermene, siden antocyaniner krever lys. Overskyede dager vil føre til mer gult og brunt.

Bladpigmenter og deres farger

La oss se nærmere på strukturen og funksjonen til bladpigmentene. Som jeg har sagt, er fargen på et blad sjelden et resultat av et enkelt pigment, men snarere fra en interaksjon av forskjellige pigmenter produsert av planten. De viktigste pigmentklassene som er ansvarlige for bladfarge er porfyriner, karotenoider og flavonoider. Fargen vi oppfatter avhenger av mengden og typene av pigmentene som er tilstede. Kjemiske interaksjoner i planten, spesielt som respons på surhet (pH), påvirker også bladfargen.

Pigmentklasse	Sammensatt type	Farger
Porfyrin	klorofyll	grønn
Karotenoid	karoten og lykopen xantofyll	gul, oransje, rød gul
Flavonoid	flavoner flavonol antocyanin	gul gul rød, blå, lilla, magenta

Porfyriner har en ringstruktur. Det primære porfyrinet i bladene er et grønt pigment kalt klorofyll. Det finnes forskjellige kjemiske former for klorofyll (dvs. klorofyll en og klorofyll b ), som er ansvarlige for karbohydratsyntese i en plante. Klorofyll produseres som svar på sollys. Etter hvert som årstidene endrer seg og mengden sollys avtar, produseres mindre klorofyll, og bladene virker mindre grønne. Klorofyll brytes ned til enklere forbindelser med en konstant hastighet, så grønn bladfarge vil gradvis falme når klorofyllproduksjonen avtar eller stopper.

Karotenoider er terpener laget av isopren underenheter. Eksempler på karotenoider som finnes i blader inkludererlykopen, som er rød, og xantofyll, som er gul. Lys er ikke nødvendig for at en plante skal produsere karotenoider, derfor er disse pigmentene alltid til stede i en levende plante. Karotenoider spaltes også veldig sakte sammenlignet med klorofyll.

Flavonoider inneholder en difenylpropen-underenhet. Eksempler på flavonoider inkluderer flavon og flavol, som er gule, og antocyaninene, som kan være røde, blå eller lilla, avhengig av pH.

Antocyaniner, som cyanidin, gir en naturlig solkrem for planter. Fordi den molekylære strukturen til et antocyanin inkluderer et sukker, er produksjonen av denne klassen av pigmenter avhengig av tilgjengeligheten av karbohydrater inne i en plante. Antocyanin fargeendringer med pH , så jordsurheten påvirker bladfargen. Anthocyanin er rødt ved pH mindre enn 3, fiolett ved pH-verdier rundt 7-8, og blått ved pH større enn 11. Anthocyaninproduksjon krever også lys, så det trengs flere soldager på rad for å utvikle knallrøde og lilla toner.

Kilder

• Archetti, Marco; Döring, Thomas F.; Hagen, Snorre B.; Hughes, Nicole M.; Skinn, Simon R.; Lee, David W.; Lev-Yadun, Simcha; Manetas, Yiannis; Ougham, Helen J. (2011). 'Utrede utviklingen av høstfarger: en tverrfaglig tilnærming'. Trender innen økologi og evolusjon . 24 (3): 166–73. gjør jeg: 10.1016/j.tree.2008.10.006
• Hortensteiner, S. (2006). 'Klorofyllnedbrytning under senescens'. Årlig gjennomgang av plantebiologi . 57: 55–77. gjør jeg: 10.1146/annurev.arplant.57.032905.105212
• Lee, D; Gould, K (2002). 'Antocyaniner i blader og andre vegetative organer: en introduksjon.' Fremskritt innen botanisk forskning . 37: 1–16. gjør jeg: 10.1016/S0065-2296(02)37040-X ISBN 978-0-12-005937-9.
• Thomas, H; Stoddart, J L (1980). 'Løv alderdom'. Årlig gjennomgang av plantefysiologi . 31: 83–111. gjør jeg: 10.1146/annurev.pp.31.060180.000503