لماذا يتغير لون أوراق الأشجار في الخريف؟

عندما تظهر الأوراق فى الربيع فإنها تحتوي على وفرة من صبغة الكلوروفيل. وعندما يزداد تركيز الكلوروفيل في الأوراق النشطة يطغى اللون الأخضر على الألوان الصبغية الأخرى. ينظم الضوء إنتاج الكلوروفيل، وعندما يقصر النهار فى أيام الخريف ، يقل إنتاج الكلوروفيل مع استمرارمعدل تحلل الكلوروفيل ، حتى يبدأ اللون الأخضر فى التلاشى تماماً من الأوراق.

وفي الوقت نفسه، إرتفاع تركيز السكر فى الأوراق يسبب زيادة إنتاج صبغات الأنثوسيانين. الأوراق التى تحتوي على الانثوسيانين في المقام الأول تظهر باللون الأحمر. تعتبر الكاروتينات فئة أخرى من الصبغات الموجودة في بعض الأوراق، وإنتاج الكاروتينويد لا يعتمد على الضوء، لذلك لا يتناقص مستوياته بسبب قصر النهار فى الخريف. قد تأخذ الكاروتينات اللون البرتقالى أو الأصفر أو الأحمر، ولكن معظم هذه الصبغات الموجودة في الأوراق تكون صفراء. أوراق الأشجار التى تحتوى على كميات جيدة من صبغات الانثوسيانين والكاروتينات تظهر باللون البرتقالي. أما الأوراق على الكاروتينات بكمية جيدة مع القليل من الأنثوسيانين سوف تظهر باللون الأصفر.

في حالة عدم وجود هذه المواد الملونة، يمكن أن تؤثر المواد الكيميائية النباتية الأخرى أيضا على لون الورقة. تعتبر التانينات مثالاً على ذلك، وهي المسؤولة عن اللون البني فى بعض أوراق البلوط.

تؤثر درجة الحرارة على معدل التفاعلات الكيميائية، بما في ذلك تلك الموجودة في الأوراق، لذلك تلعب الحرارة دوراً في تلون الورقة. ومع ذلك، فإن مستويات الضوء أساسا هي المسؤولة عن ألوان الخريف بأوراق الأشجار. وهناك حاجة إلى أيام الخريف المشمسة لإظهار الألوان الزاهية، لأن الانثوسيانين يلزمه الضوء، والطقس الغائم سيؤدي إلى المزيد من اللونين الأصفر والبني.

صبغات الأوراق وألوانها

دعونا نلقي نظرة فاحصة على تركيب ووظيفة صبغات ورقة. نادرا ما يتكون لون ورقة من صبغة واحدة، ولكنه تفاعل لعدد من الصبغات المختلفة التي ينتجها النبات. أنواع الصبغات الرئيسية المسؤولة عن لون الورقة هي البورفيرنيات، ولكاروتينات، والفلافونيدات. يعتمد اللون على كمية وأنواع الصبغات الموجودة. أيضاً تؤثر التفاعلات الكيميائية داخل النبات وخاصة درجة الحموضة والقلوية (PH) على لون الورقة.

البورفيرين Porphyrins عبارة عن تركيب حلقى، والبورفيرين الأساسي في الأوراق هو صبغة خضراء تسمى الكلوروفيل. هناك أشكال كيميائية مختلفة من الكلوروفيل على سبيل المثال، الكلوروفيل (أ) والكلوروفيل (ب)، التي تعتبر مسؤولة عن تمثيل الكربوهيدرات داخل النبات. ويتم إنتاج الكلوروفيل كإستجابة لأشعة الشمس، و تغير المواسم وانخفاض كمية ضوء الشمس ينتج الكلوروفيل بكمية أقل ، وتظهر الأوراق أقل إخضراراً، ويتم تحطم الكلوروفيل إلى مركبات أبسط بمعدل ثابت، ويشحب اللون الأخضر للأوراق تدريجيا مع تباطؤ إنتاج الكلوروفيل أو توقفه تماماً.

الكاروتينات عبارة عن تربين تكون من وحدة أيزوبرين. وتشمل أمثلة الكاروتينات الموجودة في الأوراق على الليكوبين، وهي حمراء اللون، والزانثوفيل، وهو صبغة صفراء. ليس هناك حاجة إلى الضوء من أجل إنتاج الكاروتينات، وبالتالي هذه الصبغات هي دائما موجودة في النباتات الحية. أيضا، الكاروتينات تتحلل ببطء شديد بالمقارنة مع الكلوروفيل.

مركبات الفلافونويد تحتوي على وحدة داى فينيل بروبان diphenylpropene. وتشمل أمثلة الفلافونيدات على الفلافون والفلافول، ذات اللون الأصفر.

الانثوسيانين، مثل السيانيدين، يوفر وقاية طبيعية للنباتات من الشمس. لأن التركيب الجزيئي للأنثوسيانين يتضمن السكر، وإنتاج هذا النوع من الصبغات يعتمد على توافر الكربوهيدرات داخل النبات. يتغير لون الأنثوسيانين مع درجة الحموضة، لذلك حموضة التربة تؤثر على لون الورقة. يكون الأنثوسيانين ذو لون أحمر في الرقم الهيدروجيني أقل من 3، ويتلون بالبنفسجي في قيم الرقم الهيدروجيني حوالي 7-8، والأزرق في الرقم الهيدروجيني أكبر من 11. إنتاج الأنثوسيانين يتطلب أيضا الضوء، لذلك يلزم عدة أيام مشمسة متتالية لتكون درجة اللون الزاهى الأحمر والأرجواني.

المصدر: إضغط هنا