Zagonetka: Zašto lišće menja boju u jesen
U mnogim delovima sveta, „voajerisanje lišća“ postala je popularna atrakcija dok milioni ljudi putuju da vide i fotografišu spektakularne godišnje promene boje lišća.
Iako je hemija jesenjih boja dobro shvaćena, među naučnicima se još uvek vodi žučna rasprava oko toga zašto je drveće uopšte razvilo živopisne jesenje boje.
Vozeći se na sever kroz okrug Dačes, u državi Njujork, sredinom oktobra, okružena sam raskošnim zlaćano žutim i plameno crvenim lišćem.
Eksplozije boje zasijaju poput vatrometa kad se sunčevo svetlo pređe preko lišća.
To je vesnik da nas čekaju hladniji meseci.
Dalje na sever, u Mejnu, boje su mnogo prigušenije.
„Po jeseni kao što je ova, imamo neke biljke koje se menjaju stvarno rano i prolaze kroz biološko starene stvarno brzo, zato što su izmučene sušom“, kaže Amanda Galinat, ekološkinja koja proučava promene po godišnjim dobima u svetu prirode na koledžu Kolbi u Votervilu, u Mejnu.
Kad pogleda kroz prozor, ona vidi mnogo lišća koja već postaju smeđa.
Sa druge strane Atlantskog okeana, slične promene boja dešavaju se svake jeseni u Velikoj Britaniji.
Ovde, međutim, ima mnogo više žute nego crvene, zbog dominacije vrsta domaćeg listopadnog drveća - bukve, javora i hrasta.
„U Velikoj Britaniji su najživopisnije obično uvedene vrste“, kaže Dejvid Vilkinson, evolucioni ekolog na Univerzitetu u Linkolnu, u Velikoj Britaniji.
Sumak, na primer, proizvodi živopisnu crvenu, ali vrsta ovog malog drveća potiče sa Mediterana, iz delova Azije i Severne Amerike.
U međuvremenu, u Japanu, plameno crvena, ljubičasta i nijanse žute javora transformišu pejzaž i privlače turiste u hiljadama.
U mnogim delovima sveta, „voajerisanje lišća“ postala je popularna atrakcija dok milioni ljudi putuju da vide i fotografišu spektakularne godišnje promene boje lišća.
A opet, uprkos sticanju tolike pažnje, i dalje ne znamo zaista zašto drveće uopšte prolazi kroz ovu transformaciju.
I dok biolozi dobro razumeju biohemiju koja izaziva da se zelena povlači iz lišća sa promenom godišnjeg doba i ostavi tako živopisne boje za sobom, šta navodi listopadno drveće da evoluira u jesenje boje i dalje je misterija.
- Kako su bolest i čovek postali najveći neprijatelji šuma u Srbiji
- 'Šumsko zlato' koje kriju šišarke u Srbiji
- Josif Pančić i priča o omorici, „ledenoj lepotici"
Žustra akademska rasprava se, zapravo, vodi upravo oko ovog pitanja već decenijama.
Ovde ćemo izložiti neke od vodećih teorija.
Prvo je, međutim, važno razumeti šta se dešava sa lišćem kad ono menja boju.
Lišće koje požuti zapravo je oduvek bilo žuto - boja potiče od seta biohemijskih pigmenata poznatih kao karotenoidi.
Oni se pokažu čim se zeleni hlorofil u lišću razloži i biljke ponovo apsorbuju nutrijente dok se pripremaju da se skrase za surove zimske vremenske uslove.
Lišće koje postane crveno ili ljubičasto prolazi kroz neznatno drugačiji proces: njihova boja potiče od kombinacije gubitka hlorofila i proizvodnje antocijanina, koji se često mogu naći u brojnom voću i povrću.
U evolucionoj biologiji, međutim, činjenica da su ove godišnje promene istrajale među vrstama drveća širom sveta uprkos protoku vremena i prirodnoj selekciji sugeriše da one ipak donose neku korist drveću.
I zaista, genetska istraživanja pokazuju da je drveće počelo da proizvodi pigmente zaslužne za jesenje boje relativno kasno u evoluciji - dugo pošto su počele da reapsorbuju vlastiti hlorofil.
Sve ovo komplikuje to što neke vrste drveća proizvode više različitih jesenjih boja lišća, a ponekad će se na jednom te istom drvetu pojaviti više od jedne boje.
Jedno je sigurno, međutim, čim lišće promeni boju, opašće sa grana u roku od nekoliko dana ili nedelja.
Jedna vodeća teorija predlaže da je crvena boja lišća možda koevoluirala uz štetočine, ponašajući se kao odbrambeni signal za odbijanje insekata.
Druga glavna teorija zašto se ovo dešava je teorija o foto-zaštiti.
Ovo je ideja da pigmenti služe kao neka vrsta zaštite od sunca za lišće tokom ranjivog perioda metamorfoze.
Antocijanini su snažni antioksidansi, za koje se veruje da štite lišće od oštećenja od sunčevog svetla dok propadaju sa godinama, što je proces poznat kao biološko starenje.
Ova teorija čini se da ima smisla za veliki broj različitih vrsta biljaka, kao što je crveni dren.
Ova teorija o foto-zaštiti stekla je neki kredibilitet zbog istraživanja koje je pokazalo da sunčevo svetlo može da bude štetnije po lišće tokom jeseni na Severnoj polulopti.
„Promena boje je zaista više fenomen severne hemisfere“, kaže koautorka studije Rener, evoluciona biološkinja sa Univerziteta u Vašingtonu, u Sent Luisu, u SAD.
„Čak i na severnoj hemisferi, relativno malo vrsta menja boju.“
Jedna analiza sprovedena na 2.368 vrsta listopadnog drveća u umerenim oblastima sveta pokazala je da njih 290 pocrveni, dok njih 378 požuti.
Ona je takođe zaključila da izgleda da su crvene jesenje boje evoluirale nezavisno najmanje 25 puta, dok su žute boje evoluirale 28 puta, potkrepljujući ideju da ove boje služe nekoj konkretnoj i korisnoj svrsi za drveće.
Većina vrsta drveća sa crvenim jesenjim lišćem može se naći u istočnoj Severnoj Americi i Istočnoj Aziji.
Najmanje 89 vrsta, prema nekim procenama, pocrveni u Severnoj Americi, dok su 152 poznate u Istočnoj Aziji.
Poređenja radi, Severna Evropa ima samo 24 vrste koje proizvode crvenu boju.
Bilo bi lako pretpostaviti da obrazac pojavljivanja crvenog lišća možda prati proste razlike u temperaturama.
Neka istraživanja, međutim, sugerišu da su nivoi solarne radijacije viši u Severnoj Americi i Istočnoj Aziji nego u Evropi.
Istraživanje koje je sprovela Rener pokazuje da kombinacija više radijacije, naglih fluktuacija u temperaturi i kraće sezone rasta može objasniti zašto su jesenje boje iz istočnog dela Severne Amerike posebno živopisne.
To praktično daje drveću više vremena da reapsorbuje hranljive sastojke iz njihovog lišća pre nego što opadne.
To je zato što, bez hlorofila, svetlo može da pokrene oksidativni stres kod lišća koji može da izazove umiranje njihovih ćelija.
„To se zove reaktivno oksidativno oštećenje“, kaže Rener.
„Istočna Severna Amerika u septembru i oktobru ima mnogo svetlosti, što vrši viši selektivni pritisak na uvođenje zaštite od sunca.“
Antocijanini pomažu da se blokira i odbije ovo štetno sunčevo svetlo, dajući drveću koje ih proizvodi ključnu zaštitu u poslednjim mesecima pred zimu.
Karotenoidi u žutom lišću takođe donose ovu korist, mada ni izbliza toliko dobro kao crveno lišće.
Ali ova ideja se i dalje osporava.
„Ne postoji jedna studija o foto-zaštiti koja nedvosmisleno daje odgovor“, kaže Vilkinson.
„Naše razumevanje je umesto toga zasnovano na više studija koje su sklone samo da sugerišu istu stvar.“
Studija iz 2004. godine takođe sugeriše da drvo može da proizvede više antocijanina na hladnijim temperaturama ili u periodima češćih mrazeva tokom jesenjeg biološkog starenja.
Ovo bi moglo da sugeriše da antocijanini takođe igraju ulogu u pomaganju da se zaštite listovi od hladnoće i mraza.
Teorija o koevoluciji sa insektima, poređenja radi, sugeriše da je drveće evoluiralo tako da menja boju lišća kao upozorenje insektima koji jedu listopadno lišće, kao što su afidi.
Afidi su destruktivna stvorenja, a infestacija može da načini značajnu štetu drvetu, tako da ideja da ono koristi boju da odbije ove insekte deluje uverljivo.
Ali nekoliko akademskih studija tokom godina osporilo je ovu teoriju.
Velika rupa u argumentu je kako afidi vide i reaguju na boje.
Afidi, zajedno sa drugim insektima koji jedu lišće kao što su skakavci i gusenice, ne poseduju receptore u očima koji im omogućuju da dožive crvenu boju onako kao ljudi.
Njima ona izgleda prigušeno, sivo ili čak crno.
Pogledajte: Spektakularno drvo života na površini jezera
Neki sugerišu da afidi možda izbegavaju crveno lišće prosto zato što ono deluje mrtvo ili kao da umire, i zato je loš izvor hrane ili mesto za polaganje njihovih jaja.
Eksperti ovo nazivaju teorijom o kamuflaži.
To je navodno „iskren“ signal, ali crveni pigmenti su takođe skupi za drvo da ih proizvede u pogledu energije i resursa.
Žuta se takođe pokazala kao moćan magnet za insekte poput afida - ona pokreće iste receptore u njihovim očima koje vide zeleno.
Da sve bude zanimljivije, VD Hamilton, naučnik koji je posthumno objavio originalnu studiju o teoriji o koevoluciji, otkrio je da je jača žuta lišća bila u pozitivnoj korelaciji sa povećanom kolonizacijom afida.
Imajući sve ovo u vidu, Rener ne veruje da teorija o koevoluciji drži vodu.
Galinat, međutim, nije toliko sigurna.
„Neki od ovih nalaza koji potkrepljuju tu hipotezu rekla bih da su i dalje prilično razumni.“
Vilkinson tvrdi da su obe teorije prilično održive.
„Ne postoji valjan razlog da se pomisli da mora biti samo foto-zaštita ili signalizacija. Moguće je da su na snazi oba.“
A postoje i neke druge teorije.
Neki istraživači su sugerisali, na primer, da se crveni antocijanini zapravo proizvode da bi se razložili ugljeni hidrati u lišću umesto da se zaštite od suvišnog oštećenja od svetla.
Pogledajte video: Može li pošumljavanje da spasi planetu
Postoji još jedan faktor koji treba uzeti u obzir - a to smo mi.
Tokom milenijuma, ljudi su uticali na život drveća oko nas.
Možda se odlučivši da poseku drveća koja su bila manje živopisnih boja ili selektivno sejući semenje onog koje proizvodi živopisnije jesenje boje u našim parkovima, šumama ili vrtovima, izvršili smo naš selektivni pritisak na boju lišća.
Vrlo je verovatno da je ovo relativno skoriji razvoj događaja u evoluciji pigmentacije drveća, ali postoje i neki dokazi da se i druge biljke prilagođavaju ljudskom staništu, kao što su toplije temperature u urbanim oblastima, koje čini da im lišće postaje crvenije.
Da li bi isto moglo da se dešava sa drvećem?
To je pitanje na koje istraživači tek treba da daju odgovor, ali jedna stvar oko koje se svi slažu jeste da klimatske promene utiču na tajming i živopisnost promene boje lišća.
Kao što je Galinat videla kroz vlastiti prozor u Mejnu, toplija jesen i sušni uslovi (oba u vezi sa klimatskim promenama) doveli su do manje drastičnih, sporadičnih promena boja.
„Te biljke sistema plitkog korenja su podložnije uticajima suše, a, nažalost, one su biljke koje proizvode neke od najjarkijih boja u jesen.“
Pogledajte i ovaj video: Igra prirode - dud iz kojeg izvore voda
BBC na srpskom je od sada i na Jutjubu, pratite nas OVDE.
Pratite nas na Fejsbuku, Tviteru, Instagramu i Vajberu. Ako imate predlog teme za nas, javite se na bbcnasrpskom@bbc.co.uk
- Otkrivene tajne „hiljadugodišnjeg stabla“
- Stara maslina u Baru - majka, hraniteljica i sveto drvo
- Da li više čuvamo prirodu ako kupimo plastičnu ili prirodnu prazničnu jelku
- Otkrivena najstarija šuma na svetu, tvrde naučnici
- Tropske šume nestaju rekordnom brzinom
- Misterija prirode: Kako zvuči Aurora Borealis
(BBC News, 11.04.2025)
