Осенний цвет — завораживающее явление, когда деревья и кустарники, которые были зелеными все лето, окрашиваются в яркие оттенки желтого, оранжевого и красного. Но почему и как это происходит?
Деревья, как и большинство растений, используют зеленый пигмент - хлорофилл, для фотосинтеза, то есть для производства сахара из энергии солнца, используя воду и питательные вещества из почвы. Это то, что дает деревьям энергию, необходимую им для жизни и роста.
Листья являются центром этого процесса, подвергая наибольшую площадь воздействию солнечного света, чтобы ускорить процесс. Но листья также содержат много других веществ, некоторые из которых используются в процессе фотосинтеза, а некоторые создаются в качестве его побочных продуктов.
Осенью деревья, которые сбрасывают листву на зиму, проходят процесс прекращения фотосинтеза и восстановления как можно большего количества ценных химических веществ. Летом хлорофилл постоянно разрушается и заменяется, но осенью этот процесс замедляется. Это показывает все те другие химические вещества в листьях, которые были скрыты присутствием доминирующего зеленого хлорофилла.
К ним относятся желтые флавонолы, оранжевые каротиноиды и антоцианы от красного до пурпурного. Точная смесь этих соединений различается у разных видов и, следовательно, степень желтого или красного цвета листьев.
Считается, что красные или фиолетовые антоцианы либо защищают лист от низких температур, либо отпугивают вредителей, таких как тля. Присутствие этих окрашенных соединений может позволить дереву дольше поглощать другие ценные питательные вещества при понижении температуры осенью, поэтому они остаются в листьях, чтобы помочь этому процессу.
Когда дерево впадает в спячку, соединение, называемое абсцизовой кислотой, вызывает образование уплотнения у основания листьев, прежде чем они опадут. Это уменьшает попадание воды на лист и улавливает химические вещества, оставшиеся в листьях. Они постепенно разрушаются, меняя цвет каждого листа, прежде чем он упадет на землю. Поскольку процесс постепенный, отдельные листья будут находиться на разных стадиях, поэтому у дерева будут листья разных оттенков, меняющихся по мере наступления осени.
Триггером для развития осенней окраски является сочетание длины дня и ночной температуры. По мере того, как дни укорачиваются, количество сахара, образующегося в результате фотосинтеза, падает, а гормоны в растении запускают процесс запечатывания и опадения листьев. Это ускоряется холодными ночами, но более низкие температуры также воздействуют на соединения, оставшиеся в листе, быстрее разрушая их.
Теплое сухое «бабье лето», за которым следуют более холодные ночи, является лучшей комбинацией, благодаря которой листья работают позже, а затем сокращается процесс опадания листьев. Таким образом, в листе остается больше соединений, и у них остается меньше времени для медленного распада до коричневого цвета, прежде чем листья опадают. Мягкой дождливой осенью весь процесс идет намного медленнее, поэтому листья часто становятся полностью коричневыми перед тем, как опадают, а отдельные деревья и даже отдельные листья меняют цвет в разное время, уменьшая общее зрелище.