De ce se îngălbenesc și cad frunzele toamna

De ce își schimbă frunzele culoarea toamna

Culorile toamnei sunt unele fascinante, când frunzele verzi ale copacilor își schimbă culoarea în nuanțe de la galben, la ruginiu. Astfel, toamna pictează copacii în cele mai frumose nuanțe și, uneori, pare că privești un tablou minunat realizat de natură.

De ce se îngălbenesc sau își schimbă frunzele culoarea toamna este o întrebare pe care și oamenii de știință și-au pus-o de-a lungul timpului și au găsit mai multe răspunsuri.

Cum își schimbă frunzele culoarea

În timpul primăverii și verii frunzele sunt verzi pentru că sunt pline de clorofilă, pigmentul care captează lumina necesară fotosintezei și reflectă lumina verde. Când vine toamna, au loc două fenomene principale. Verdele clorofilei dispare, deoarece clorofila este descompusă și retrasă în tulpină și rădăcină. Apoi apar sau devin vizibile alte culori precum galben, arămiu, roșu, violet, culori care fie erau deja în țesutul frunzei, mascate de clorofilă, fie sunt sintetizate chiar în frunză în acel moment. Rezultatul este paleta bogată de nuanțe pe care o iubim toamna.

Principalii pigmenți implicați în culoarea frunzelor:

• Clorofilele – dau culoarea verde și sunt esențiale pentru fotosinteză.

• Carotenoide -care dau nuanțele arămii și galbene sunt prezente în frunze pe tot parcursul verii, dar ”ascunse” de cantitatea mare de clorofilă. Ele au și roluri practice, pentru că protejează mecanismele fotosintetice de lumina excesivă şi participă la disiparea energiei.

• Antocianine – care dau nuanțele roșii, purpurii. Spre deosebire de carotenoide, antocianinele sunt produse activ în toamnă în multe specii, arată site-ul Forest Service US.

De ce se îngălbenesc frunzele toamna

Pierderea culorii verzi și declinul clorofilei nu e doar o ”moarte” pasivă a frunzei. Tot procesul, numit senescență foliară, este un proces al naturii care are ca scop supraviețuirea copacilor pe timp de iarnă.

Copacii descompun clorofila și alte molecule, și retrag din frunză elemente valoroase, în special azotul și fosforul, înapoi în rădăcini, tulpină sau țesuturile de rezervă pentru iarnă. Această retragere a nutrienților este esențială pentru supraviețuire și pentru a putea folosi resursele în sezonul rece.

Când frunza intră în senescență, se activează enzime care descompun clorofila și componentele celulelor fotosintetice. Fragmentele de clorofilă sunt transformatate în compuși necolorați care sunt depozitați sau transportați în afara frunzei. Astfel, ies la suprafață și putem vedea carotenoidele care erau acolo de la început, iar frunza devine galbenă sau arămie. În paralel, în anumite specii, se sintetizează antocianine care adaugă nuanțe roșii și purpurii.

De ce se înroșesc frunzele toamna

Antocianinele care dau culori precum roșu sau purpuriu nu sunt nici ele doar de frumusețe, chiar dacă ajută la formarea unui tablou frumos de toamnă. Ele sunt produse adesea când frunza are suficiente zaharuri, dar circulația apei începe să fie limitată şi clorofila se degradează. Antocianinele pot avea mai multe roluri propuse și susținute prin studii:

• Fotoprotecție: acționează ca un ”filtru” care atenuează lumina puternică și reduc riscul de fotodeteriorare în timp ce planta extrage nutrienți.

• Antioxidant: reduc stresul oxidativ produs în timpul degradării proteinelor fotosintetice.

• Protejarea rezervelor: ajută frunza să mențină funcțiile metabolice necesare pentru a transporta nutrienții înapoi în plantă.

Există și ipoteze că roșul servește ca semnal pentru insecte sau erbivore, de exemplu pentru a le avertiza sau a le descuraja să mănânce frunzele, dar acestea sunt încă dezbătute de cercetători și probabil valabile doar în anumite cazuri.

Factorii de mediu care influențează schimbarea culorilor frunzelor toamna

Culoarea frunzelor toamna nu depinde doar de ce pigmenți are planta, ci și de condițiile de mediu. Putem spune că mediul decide cât de intens, cât de repede și în ce fel se schimbă nuanțele frunzelor toamna.

Lungimea nopților

Pe măsură ce zilele devin mai scurte și nopțile mai lungi, planta primește un semnal foarte clar că vara s-a încheiat. Frunza detectează această schimbare printr-un mecanism biologic numit fotoperiodism.

Practic, lumina mai puțină activează procesele interne prin care planta începe să descompună clorofila și să își retragă nutrienții.

Temperatura

Nopțile răcoroase încetinesc circulația sevei în frunze și favorizează acumularea de zaharuri, ceea ce stimulează formarea antocianinelor, pigmenții roșii și purpurii.

Dacă zilele rămân însorite, aceste antocianine se produc în cantități și mai mari, iar culorile devin intense și vibrante. Pe de altă parte, dacă temperaturile scad brusc sub pragul de îngheț, frunza poate fi afectată rapid, iar în loc de roșu aprins va trece direct la brun sau se va usca.

Lumina soarelui

O toamnă însorită scoate în evidență culori vii. Lumina puternică stimulează reacțiile fotosintetice rămase și favorizează acumularea de substanțe necesare sintezei pigmenților colorați. Dacă toamna este înnorată și ploioasă, frunzele tind să rămână mai palide, cu nuanțe mai șterse de galben și maro.

Apa și umiditatea

Dacă vara a fost foarte secetoasă, frunzele pot intra mai devreme în senescență, iar culorile vor fi mai puțin spectaculoase, pentru că frunza se usucă rapid și cade înainte de a produce pigmenți suplimentari. În schimb, o vară echilibrată, urmată de o toamnă cu ploi moderate, creează condiții pentru culori bogate și variate.

Solul și sănătatea copacului

Un copac bine hrănit, care a acumulat suficiente rezerve, poate să investească energie în sinteza antocianinelor, deci să își coloreze frunzele mai intens. Dacă solul este sărac sau planta e slăbită, culorile tind să fie mai șterse, pentru că resursele sunt retrase foarte repede și frunza nu mai are resurse să producă pigmenți de protecție.

De ce diferiți copaci capătă culori diferite

Nu toți copacii își pierd frunzele în același mod și de aceea vedem un tablou de culori în fiecare toamnă. Tipul de pigmenți pe care îi produce fiecare copac, combinat cu factorii de mediu precum lumina soarelui și temperatura, determină ce culori apar.

Spre exemplu, arțarii produc niveluri ridicate de antocianine, conferindu-le nuanțele lor distinctive de roșu aprins.

Frunzele de fag devin galben-aurii și apoi capătă un portocaliu-ruginiu. În pădurile de fag de la noi, toamna este spectaculoasă tocmai prin aceste nuanțe calde și uniforme. Fagul produce destule carotenoide vizibile și degradează clorofila, fără să lase urme maronii.

Stejarii tind să devină maronii sau roșii uneori, deoarece nu produc la fel de multă antocianină.

Mestecenii și plopii se îngălbenesc deoarece au carotenoizi, dar mai puțini antocianini pentru a le da nuanțe de roșu sau violet.

Descoperă și  Citate despre toamnă – versuri emoționante despre cel mai frumos anotimp

De ce cad frunzele toamna

Frunza este un organ viu, activ, dar și foarte costisitor pentru plantă în anumite cazuri. Ea transpiră apă, consumă energie și e vulnerabilă la frig, vânt, zăpadă și boli. În regiunile cu ierni reci și uscate, frunza ar deveni rapid o povară pentru copac în timpul iernii. Apa ar îngheța în țesuturi, vântul ar rupe ramurile, iar zăpada acumulată pe coroana plină de frunze ar putea doborî arborele.

Căderea frunzei nu se face brusc, ci treptat, printr-un proces controlat numit abscizie, fenomen care înseamnă că un organism, plantă sau animal, pierde o anumită parte a corpului pentru a se proteja.

Înainte să se desprindă frunza însă, planta descompune clorofila și alte molecule din frunză și transportă nutrienții valoroși către tulpină și rădăcini, unde vor fi depozitați pentru primăvară.

La baza fiecărei frunze, acolo unde se unește cu ramura, există o zonă specială de celule. Toamna, aceste celule se modifică, unele devin foarte fragile și se separă ușor unele de altele, iar altele formează o barieră protectoare care sigilează vasul conducător. Astfel, chiar dacă frunza cade, arborele rămâne protejat de pierderi de apă sau de pătrunderea microbilor.

Încet, încet, legătura dintre frunză și ramură devine tot mai slabă. În cele din urmă, vântul, greutatea frunzei sau propria uscăciune fac ca frunza să se desprindă și să cadă.

De ce sunt frunzele căzute importante pentru copaci și mediu

Frunzele căzute par doar resturi uscate, dar de fapt ele joacă un rol esențial în echilibrul pădurilor, al solului și chiar al întregului ecosistem. Parctic, chiar și frunzele care cad au un rol important pentru sănătatea și evoluția copacului din care au căzut. Ele protejează în continuare copacul.

Când frunzele se descompun, ele se transformă treptat în humus, un amestec organic foarte bogat. În acest proces, microorganismele macină, fragmentează și transformă țesuturile frunzei.

Din frunze se eliberează treptat minerale precum azot, fosfor, potasiu, calciu, care se întorc în sol și devin disponibile pentru rădăcinile arborilor și ale altor plante. Practic, ceea ce arborele a investit în frunză se reîntoarce în circuit.

Covorul de frunze căzute formează o izolație naturală. Protejează solul de variațiile bruște de temperatură. Astfel, rădăcinile arborilor și ale plantelor mici sunt mai puțin expuse înghețului.

De asemenea, acest covor frumos colorat menține umiditatea, frunzele rețin apa de ploaie și încetinesc evaporarea, păstrând solul mai umed.

În plus, frunzele căzute sunt un adevărat ecosistem în miniatură. În stratul lor se adăpostesc insecte, păianjeni, melci și alte nevertebrate. Păsările, la rândul lor, se hrănesc din această rezervă de insecte ascunse în frunziș.

Mai mult, mamiferele mici, precum șoarecii de pădure sau alte viețuitoare își găsesc adăpost sub frunze, ferindu-se de frig și prădători.

Sursă foto – Shutterstock.com

Abonați-vă la ȘTIRILE ZILEI pentru a fi la curent cu cele mai noi informații.

ABONEAZĂ-TE