środa, 25 października 2017

Jesienne kolory liści i metody przetrwania zimy przez drzewa

Złota polska jesień powoli dobiega końca. Liście wielu drzew są już historią. Spadły sobie szargane wiatrami albo po prostu przyszedł ich kres. Ale nie wszystkich. Liście dębów i buków powiszą przyschnięte na gałązkach aż do wiosny. Liście zimozielonych ostrokrzewów, różaneczników, bukszpanów czy trzmielin w ogóle nie spadną. Inne mienią się jeszcze złotem, czerwienią, pomarańczem - całą gamą pięknych barw.

Jedne liście pięknie się przebarwiły, inne pożółkły i zbrązowiały a inne tak, jak lilaków, zielone wiszą jeszcze sobie nie zważając na zimno, brak słońca i wiatr. Jak to jest z tym przebarwianiem się i jesiennymi barwami liści? Niby tyle już na ten temat napisano a tu okazuje się, że naukowcy ciągle mają nowe teorie na kolorowe szaty drzew.

Co wiemy o liściach drzew?

Jedno jest pewne. Drzewa rozmieszczone na kuli ziemskiej im bliżej stref umiarkowanych i kół podbiegunowych tym mają mniejsze liście. Olbrzymie liście mają drzewa tam, gdzie jest ciepło i zarazem wilgotno. Jeden z tych czynników nie wystarczy. Muszą wystąpić oba. Ale jest jeszcze coś. Przecież w chłodniejszych rejonach też potrafi być ciepło i wilgotno. A drzewa tam nie mają olbrzymich liści. Dziwne? Okazuje się, że dodatkowym czynnikiem jest ryzyko nagłych chłodów i przymrozków. To trzeci parametr decydujący o rozmiarze liści. Tam gdzie te obniżki temperatury występują mogłyby uszkodzić zielone części drzewa. I dlatego liście są mniejsze. Dodatkowo drzewa w tych chłodniejszych strefach gubią liście na zimę chroniąc się przed mrozami. A jesienią jeszcze się pięknie przebarwiają. Ale czy tylko dlatego?

Drzewa gubią liście, gdyż zimą są im zbędne. Wręcz szkodliwe. Dodatkowy ciężar nie jest im zupełnie potrzebny. Nie przeprowadzą fotosyntezy, bo słońca jest dużo mniej a w pewnych okresach nie ma go w ogóle. Niskie temperatury uszkodziłyby całkowicie zielone części roślin. Brak wody a raczej ich lodowa forma to kolejny problem. Światło i woda to przecież warunki konieczne dla rozwoju zielonych części drzew.

A dlaczego w takim razie drzewa i krzewy zimozielone potrafią przetrwać zimę? Otóż wykształciły specjalne metody na walkę z zimnem. Ich liście są grubsze. Często pokryte woskowym nalotem. A dodatkowo potrafią zwinąć się w rulon w czasie większych mrozów. Zimą postaram się zrobić wpis o takim zmniejszaniu powierzchni przez liście.

Kiedy liście się przebarwiają?

Pod koniec września dni zaczynają być coraz krótsze. Słońce coraz niżej wznosi się nad horyzontem. Wieczory i noce potrafią być chłodne a nawet mroźne. Chlorofil z liści (zielony barwnik) rozpada się na karoten, ksantofil i antocyjan. Czyli barwniki żółty, pomarańczowy i czerwony. Z grubsza oczywiście - chemikiem nie jestem.  I tak to liście mienią się przeróżnymi barwami będącymi mieszanką tych barwników.

Ale to nie jest takie proste. Naukowcy od dawna byli przekonani, że jesienią drzewa transportowały z liści cenne składniki pokarmowe i magazynowały je niżej i głębiej w korzeniach czy pniach i grubych pędach. Wszystko to odbywa się podczas skomplikowanych reakcji chemicznych wynikiem których jest rozpad chlorofilu a pojawienie się pozostałych, kolorowych barwników.

Jednak nie zupełnie. Okazało się podczas innych badań, że w liściach nie ma antocyjanów a ich produkcja rusza właśnie jesienią. Po co, skoro zaraz liście opadną? Taki wysiłek energetyczny przed okresem spoczynku? Biolog dr Martin Schaeffer i ekolog dr David Wilkinson na początku naszego stulecia doszli do wniosku, że te barwniki chronią liście przed nadmiarem słońca. Podobnie jak filtry UV naszą skórę. Zbyt silne promieniowanie może zniszczyć liść. Ten w którym chlorofilu jest już bardzo mało a słońce przypiecze mocniej. Na przykład w okresie, który zwiemy złotą polską jesienią.

Można się z tym zgodzić ale co jeśli jednej jesieni mamy piękne przebarwienia danego drzewa a innej już tak nie jest. Co wtedy z teorią a'la filtra UV? Inny naukowiec Philip James tłumaczy to pogodą. Mokra wiosna i ciepłe lato - idealne warunki do rozwoju i gromadzenia substancji odżywczych i powstania kolorowych barwników. Czym więcej tych substancji tym bardziej kolorowo jesienią.

Inna koncepcja przeczy teorii filtru UV. Przecież lepiej doprowadzić do szybkiego zgubienia liści niż tracić energię jesienią aby bronić się przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym. To koncepcja biologa William Hamiltona. Jego zdaniem kolorowe barwniki mają odstraszać wszelkie szkodniki. Jesienią owady składają jaja ale starają się unikać liści w jaskrawych barwach uznając je za toksyczne. Ta teoria też szybko znalazła przeciwników i zwolenników. Wiele owadów nie rozpoznaje określonych barw i nie składa jaj w czasie późnej jesieni. Zwolennicy natomiast potwierdzili taką zależność. Wiele drzew przebarwiających się jest rzadziej atakowanych przez szkodniki niż ich do końca zieloni krewni. To akurat warto poobserwować w przyszłym sezonie. Podobno dobrym przykładem są mszyce. Czy atakują liście, które się przebarwiły jesienią? Czekam na sygnały.

Roztrzeplin przebarwiający się na złoto

Perukowiec w czerwieni i purpurze

Klon palmowy w czerwieni

Jasno żółty dereń pagodowy

Złoty klon polny

Pomarańczowy klon trójkwiatowy

Czerwony sumak octowiec


Wpis powstał na podstawie artykułu Doroty Romanowskiej "Ukryte w liściach", Newsweek 39/2017.

1 komentarz: