لماذا يتغير لون أوراق الأشجار في فصل الخريف وكيف تتعدد ألوانها؟

تساقط أوراق الأشجار

في الغابات المعتدلة، تسمى الأشجار والشجيرات التي تسقط أوراقها في فصل الشتاء بالنباتات النفضية، وهي تشمل أشجار الحور والبلوط، وعلى الطرف الآخر من الطيف توجد نباتات لا تتساقط أوراقها، على سبيل المثال، أشجار الصنوبر والتنوب والأرز التي تشكل الصنوبريات أو النباتات دائمة الخضرة، وينتج كلا النوعين من الأشجار طاقة أقل في الشتاء، لكن الصنوبريات لديها تكيفات عديدة، مثل الطلاء الشمعي لتقليل فقدان الماء، مما يساعدها على الاحتفاظ بإبرها طوال العام.

التغير الذي يحدث لأوراق الأشجار في فصل الخريف

وفقاً لـ "آدم مور" وهو مراقب غابات مشرف في دائرة الغابات بولاية كولورادو، فإن الأشجار بجميع أنواعها تلتقط الإشارات من بيئتها، مثلما نفعل نحن تماماً، والتي تخبرها عندما يحين وقت البدء في الاستعداد لفصل الشتاء، ففي أوائل الخريف، تبدأ الظروف الجوية في التغير: يصبح الجو أكثر برودة، مع ليالٍ باردة ولكن ليست متجمدة، وتقل مدة ضوء النهار، وبشكل عام، يكون هناك كمية أقل من ضوء الشمس يمكن للنباتات حصادها باستخدام الكلوروفيل الموجود في أوراقها، لذلك تبدأ الأشجار في سحب استثماراتها في الأوراق لإبقائها على قيد الحياة.

وقال مور: "إن الأشجار مثل المصانع، وتحب أن تكون فعالة، إنها تنتج الأكسجين لنا والطاقة لأنفسهم، وبدون ضوء الشمس، تبدأ الأشجار في إغلاق متاجرهم لهذا الموسم، إذا جاز التعبير". وبحلول الوقت الذي يحدث فيه التجمد الأول، تكون الأشجار في حالة من السكون.

سبب تغير لون الأوراق في فصل الخريف

في حين أن الكلوروفيل هو الصبغة الأكثر شيوعاً التي تستخدمها النباتات لحصد الضوء، حيث تبدو الأوراق الخضراء بهذه الطريقة لأن الكلوروفيل يمتص الضوء الأحمر والأزرق ويعكس الضوء الأخضر، لكن غالباً ما تحتوي النباتات على مجموعة متنوعة من الأصباغ الثانوية أيضاً، وعندما يبدأ الكلوروفيل في أوراق الشجرة في التلاشي، تصبح هذه الصبغات الأساسية مرئية، وهذه هي الألوان المختلفة والجميلة التي نشاهدها عندما تصل أوراق الشجر إلى ذروة استعداداتها في فصل الخريف.

مصدر الألوان في أوراق الأشجار

تأتي الألوان الحمراء والأرجوانية من أصباغ ثانوية تسمى الأنثوسيانين، في حين أن الكاروتينات والزانثوفيل تنتج اللون البرتقالي والأصفر على التوالي، وضمن مختلف مجموعات الأشجار المختلفة، طورت أنواع مختلفة مجموعة أصباغ خاصة بها، على سبيل المثال، يتحول نبات القيقب الأحمر إلى اللون القرمزي اللامع في الخريف، بينما يتحول لون القيقب الأسود إلى اللون الأصفر، وبينما تجعل هذه الأصباغ الأشجار جميلة، فإنها تخدم أيضاً هدفاً مهماً.

تأثير عملية التمثيل الضوئي على أوراق الأشجار

الأشجار ذاتية التغذية، فهي تصنع طعامها بنفسها من خلال عملية التمثيل الضوئي، وغالباً ما تسمى الأوراق "مصانع الغذاء" للشجرة، إن وجود مجموعة من الأصباغ التي يمكنها استهداف أطوال موجية مختلفة من الضوء يسمح للنباتات بحصد المزيد من الطاقة أثناء عملية التمثيل الضوئي، ولكن قد يكون الاستثمار في الكثير من الأصباغ مكلفاً، لذلك لا تتبع جميع الأشجار هذه الإستراتيجية، لكن الأشجار التي تتبع هذه الطريقة تكون عادة أشجار سريعة النمو على الأغلب.