Загонетка: Зашто лишће мења боју у јесен

Иако је хемија јесењих боја добро схваћена, међу научницима се још увек води жучна расправа око тога зашто је дрвеће уопште развило живописне јесење боје.

Возећи се на север кроз округ Дачес, у држави Њујорк, средином октобра, окружена сам раскошним злаћано жутим и пламено црвеним лишћем.

Експлозије боје засијају попут ватромета кад се сунчево светло пређе преко лишћа.

То је весник да нас чекају хладнији месеци.

Даље на север, у Мејну, боје су много пригушеније.

„По јесени као што је ова, имамо неке биљке које се мењају стварно рано и пролазе кроз биолошко старене стварно брзо, зато што су измучене сушом“, каже Аманда Галинат, еколошкиња која проучава промене по годишњим добима у свету природе на колеџу Колби у Вотервилу, у Мејну.

Кад погледа кроз прозор, она види много лишћа која већ постају смеђа.

Са друге стране Атлантског океана, сличне промене боја дешавају се сваке јесени у Великој Британији.

Овде, међутим, има много више жуте него црвене, због доминације врста домаћег листопадног дрвећа - букве, јавора и храста.

„У Великој Британији су најживописније обично уведене врсте“, каже Дејвид Вилкинсон, еволуциони еколог на Универзитету у Линколну, у Великој Британији.

Сумак, на пример, производи живописну црвену, али врста овог малог дрвећа потиче са Медитерана, из делова Азије и Северне Америке.

У међувремену, у Јапану, пламено црвена, љубичаста и нијансе жуте јавора трансформишу пејзаж и привлаче туристе у хиљадама.

У многим деловима света, „воајерисање лишћа“ постала је популарна атракција док милиони људи путују да виде и фотографишу спектакуларне годишње промене боје лишћа.

А опет, упркос стицању толике пажње, и даље не знамо заиста зашто дрвеће уопште пролази кроз ову трансформацију.

И док биолози добро разумеју биохемију која изазива да се зелена повлачи из лишћа са променом годишњег доба и остави тако живописне боје за собом, шта наводи листопадно дрвеће да еволуира у јесење боје и даље је мистерија.

• Како су болест и човек постали највећи непријатељи шума у Србији
• 'Шумско злато' које крију шишарке у Србији
• Јосиф Панчић и прича о оморици, „леденој лепотици&qуот;

Жустра академска расправа се, заправо, води управо око овог питања већ деценијама.

Овде ћемо изложити неке од водећих теорија.

Прво је, међутим, важно разумети шта се дешава са лишћем кад оно мења боју.

Лишће које пожути заправо је одувек било жуто - боја потиче од сета биохемијских пигмената познатих као каротеноиди.

Они се покажу чим се зелени хлорофил у лишћу разложи и биљке поново апсорбују нутријенте док се припремају да се скрасе за сурове зимске временске услове.

Лишће које постане црвено или љубичасто пролази кроз незнатно другачији процес: њихова боја потиче од комбинације губитка хлорофила и производње антоцијанина, који се често могу наћи у бројном воћу и поврћу.

У еволуционој биологији, међутим, чињеница да су ове годишње промене истрајале међу врстама дрвећа широм света упркос протоку времена и природној селекцији сугерише да оне ипак доносе неку корист дрвећу.

И заиста, генетска истраживања показују да је дрвеће почело да производи пигменте заслужне за јесење боје релативно касно у еволуцији - дуго пошто су почеле да реапсорбују властити хлорофил.

Све ово компликује то што неке врсте дрвећа производе више различитих јесењих боја лишћа, а понекад ће се на једном те истом дрвету појавити више од једне боје.

Једно је сигурно, међутим, чим лишће промени боју, опашће са грана у року од неколико дана или недеља.

Једна водећа теорија предлаже да је црвена боја лишћа можда коеволуирала уз штеточине, понашајући се као одбрамбени сигнал за одбијање инсеката.

Друга главна теорија зашто се ово дешава је теорија о фото-заштити.

Ово је идеја да пигменти служе као нека врста заштите од сунца за лишће током рањивог периода метаморфозе.

Антоцијанини су снажни антиоксиданси, за које се верује да штите лишће од оштећења од сунчевог светла док пропадају са годинама, што је процес познат као биолошко старење.

Ова теорија чини се да има смисла за велики број различитих врста биљака, као што је црвени дрен.

Ова теорија о фото-заштити стекла је неки кредибилитет због истраживања које је показало да сунчево светло може да буде штетније по лишће током јесени на Северној полулопти.

„Промена боје је заиста више феномен северне хемисфере“, каже коауторка студије Ренер, еволуциона биолошкиња са Универзитета у Вашингтону, у Сент Луису, у САД.

„Чак и на северној хемисфери, релативно мало врста мења боју.“

Једна анализа спроведена на 2.368 врста листопадног дрвећа у умереним областима света показала је да њих 290 поцрвени, док њих 378 пожути.

Она је такође закључила да изгледа да су црвене јесење боје еволуирале независно најмање 25 пута, док су жуте боје еволуирале 28 пута, поткрепљујући идеју да ове боје служе некој конкретној и корисној сврси за дрвеће.

Већина врста дрвећа са црвеним јесењим лишћем може се наћи у источној Северној Америци и Источној Азији.

Најмање 89 врста, према неким проценама, поцрвени у Северној Америци, док су 152 познате у Источној Азији.

Поређења ради, Северна Европа има само 24 врсте које производе црвену боју.

Било би лако претпоставити да образац појављивања црвеног лишћа можда прати просте разлике у температурама.

Нека истраживања, међутим, сугеришу да су нивои соларне радијације виши у Северној Америци и Источној Азији него у Европи.

Истраживање које је спровела Ренер показује да комбинација више радијације, наглих флуктуација у температури и краће сезоне раста може објаснити зашто су јесење боје из источног дела Северне Америке посебно живописне.

То практично даје дрвећу више времена да реапсорбује хранљиве састојке из њиховог лишћа пре него што опадне.

То је зато што, без хлорофила, светло може да покрене оксидативни стрес код лишћа који може да изазове умирање њихових ћелија.

„То се зове реактивно оксидативно оштећење“, каже Ренер.

„Источна Северна Америка у септембру и октобру има много светлости, што врши виши селективни притисак на увођење заштите од сунца.“

Антоцијанини помажу да се блокира и одбије ово штетно сунчево светло, дајући дрвећу које их производи кључну заштиту у последњим месецима пред зиму.

Каротеноиди у жутом лишћу такође доносе ову корист, мада ни изблиза толико добро као црвено лишће.

Али ова идеја се и даље оспорава.

„Не постоји једна студија о фото-заштити која недвосмислено даје одговор“, каже Вилкинсон.

„Наше разумевање је уместо тога засновано на више студија које су склоне само да сугеришу исту ствар.“

Студија из 2004. године такође сугерише да дрво може да произведе више антоцијанина на хладнијим температурама или у периодима чешћих мразева током јесењег биолошког старења.

Ово би могло да сугерише да антоцијанини такође играју улогу у помагању да се заштите листови од хладноће и мраза.

Теорија о коеволуцији са инсектима, поређења ради, сугерише да је дрвеће еволуирало тако да мења боју лишћа као упозорење инсектима који једу листопадно лишће, као што су афиди.

Афиди су деструктивна створења, а инфестација може да начини значајну штету дрвету, тако да идеја да оно користи боју да одбије ове инсекте делује уверљиво.

Али неколико академских студија током година оспорило је ову теорију.

Велика рупа у аргументу је како афиди виде и реагују на боје.

Афиди, заједно са другим инсектима који једу лишће као што су скакавци и гусенице, не поседују рецепторе у очима који им омогућују да доживе црвену боју онако као људи.

Њима она изгледа пригушено, сиво или чак црно.

Погледајте: Спектакуларно дрво живота на површини језера

Неки сугеришу да афиди можда избегавају црвено лишће просто зато што оно делује мртво или као да умире, и зато је лош извор хране или место за полагање њихових јаја.

Експерти ово називају теоријом о камуфлажи.

То је наводно „искрен“ сигнал, али црвени пигменти су такође скупи за дрво да их произведе у погледу енергије и ресурса.

Жута се такође показала као моћан магнет за инсекте попут афида - она покреће исте рецепторе у њиховим очима које виде зелено.

Да све буде занимљивије, ВД Хамилтон, научник који је постхумно објавио оригиналну студију о теорији о коеволуцији, открио је да је јача жута лишћа била у позитивној корелацији са повећаном колонизацијом афида.

Имајући све ово у виду, Ренер не верује да теорија о коеволуцији држи воду.

Галинат, међутим, није толико сигурна.

„Неки од ових налаза који поткрепљују ту хипотезу рекла бих да су и даље прилично разумни.“

Вилкинсон тврди да су обе теорије прилично одрживе.

„Не постоји ваљан разлог да се помисли да мора бити само фото-заштита или сигнализација. Могуће је да су на снази оба.“

А постоје и неке друге теорије.

Неки истраживачи су сугерисали, на пример, да се црвени антоцијанини заправо производе да би се разложили угљени хидрати у лишћу уместо да се заштите од сувишног оштећења од светла.

Погледајте видео: Може ли пошумљавање да спаси планету

Постоји још један фактор који треба узети у обзир - а то смо ми.

Током миленијума, људи су утицали на живот дрвећа око нас.

Можда се одлучивши да посеку дрвећа која су била мање живописних боја или селективно сејући семење оног које производи живописније јесење боје у нашим парковима, шумама или вртовима, извршили смо наш селективни притисак на боју лишћа.

Врло је вероватно да је ово релативно скорији развој догађаја у еволуцији пигментације дрвећа, али постоје и неки докази да се и друге биљке прилагођавају људском станишту, као што су топлије температуре у урбаним областима, које чини да им лишће постаје црвеније.

Да ли би исто могло да се дешава са дрвећем?

То је питање на које истраживачи тек треба да дају одговор, али једна ствар око које се сви слажу јесте да климатске промене утичу на тајминг и живописност промене боје лишћа.

Као што је Галинат видела кроз властити прозор у Мејну, топлија јесен и сушни услови (оба у вези са климатским променама) довели су до мање драстичних, спорадичних промена боја.

„Те биљке система плитког корења су подложније утицајима суше, а, нажалост, оне су биљке које производе неке од најјаркијих боја у јесен.“

Погледајте и овај видео: Игра природе - дуд из којег изворе вода

ББЦ на српском је од сада и на Јутјубу, пратите нас ОВДЕ.

Пратите нас на Фејсбуку, Твитеру, Инстаграму и Вајберу. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на ббцнасрпском@ббц.цо.ук

• Откривене тајне „хиљадугодишњег стабла“
• Стара маслина у Бару - мајка, хранитељица и свето дрво
• Да ли више чувамо природу ако купимо пластичну или природну празничну јелку
• Откривена најстарија шума на свету, тврде научници
• Тропске шуме нестају рекордном брзином
• Мистерија природе: Како звучи Аурора Бореалис

(ББЦ Невс, 11.04.2025)