چرا برگها در پاییز سرخ می‌شوند؟

مهر: لحظه اعتدال پاییزی دو روز پیش فرا رسید و فصل پاییز در بسیاری از کشورهای جهان آغاز شد، فصلی که تولد رنگهای زرد و سرخ در آن برای مدتها ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده بود. روز 23 سپتامبر 2011 طول روز و شب تقریبا به یک اندازه بودند زیرا اعتدال پائیزی رخ داده بود. اعتدال هر سال دوبار در پاییز و بهار رخ می دهد. اصولا نقطه حقیقی آغاز اعتدال لحظه ای است که خورشید مستقیما در خط استوای زمین قرار می گیرد، امسال این لحظه در روز جمعه 23 سپتامبر 2011 و راس ساعت 5:04 بامداد به وقت شرقی رخ داد و فصل پاییز آغاز شد. اعتدال پاییزی بر خلاف نام این پدیده، در اعتدال پاییزی طول روز و شب کاملا با یکدیگر برابر نیستند اما در روزهای نزدیک به اعتدال، روزها و شبها طولی در حدود 12 ساعت دارند. با ادامه حرکت زمین در مدارش، در ارتفاعات بالاتر شب طولانی تر شده و روز کوتاهتر می شود. در پس تمامی این تغییرات در طول روز و شب انحراف محور زمین قرار دارد. سیاره زمین با انحرافی برابر 23.5 درجه از محور خود در حرکت است. زمانی که نیمکره شمالی زمین به خورشید نزدیکتر می شود تابستان نیمکره شمالی و زمستان نیمکره جنوبی فرا می رسد. در نیمه دیگر سال نیمکره جنوبی به سمت خورشید متمایل شده و درجه حرارتی خنک و ملایم را تجربه خواهد کرد. بر اساس گزارش نیوساینتیست، تغییر در شدت و میزان نور روز برای بسیاری از گیاهان و جانوران از اهمیت ویژه ای برخوردار است. کوتاهتر شدن طول روزها باعث می شود برگ درختان تغییر رنگ داده و درختان برگهای خود را از دست بدهند و جانورانی که در ارتفاعات زندگی می کنند با تغییرات بیولوژیکی مواجه شوند. آشکارترین نشانه فرارسیدن پاییز در پی اعتدال پاییزی، تغییر رنگ در برگ درختان است که برای مدتهای طولانی به عنوان رازی رنگارنگ ذهن محققان را به خود درگیر کرده بود. اما راز دلیل تغییر رنگ برگهای سبز درختان به رنگهای زرد و سرخ به آرامی در حال فاش شدن است. این رنگهای چشم نواز تنها برای زیبایی تغییر رنگ نمی دهند، بلکه نوعی رفتار محافظتی برای حفظ بقای درختان به شمار می روند، در واقع رنگ این برگها نوعی موفقیت تکاملی است. سرخ بودن و زرد بودن همه در مدرسه فرا گرفته اند که دلیل سبز بودن برگها وجود کلروفیل است، با فرا رسیدن پاییز این سبزی آغاز به تغییر رنگ می کند اما نه به این دلیل که برگها در حال مرگ هستند، بلکه به این دلیل که فرایندی هوشمندانه درحال وقوع است. سرخ شدن و زرد شدن برگها هر یک فرایندهای متفاوتی را دنبال می کنند، برگهای سبز زمانی که کلروفیل خود را از دست می دهند به صورت خود به خود زرد می شوند، زیرا این رنگ به صورت عادی در برگها وجود دارد و تنها به دلیل غالب بودن حجم کلروفیل نمی تواند خود را نمایش دهد. اما محققان در دهه گذشته دریافته اند درون برگهای سرخ رنگ فرایندی کاملا متفاوت در حال وقوع است. با کاهش یافتن میزان کلروفیل این برگها، در صورتی که به سرعت رنگدانه های جدید به نام "آنتوسیانین" که در حالت عادی در برگها وجود ندارد در آنها تولید نشود، برگها زرد خواهند شد. این یافته منجر به کنجکاوی بیشتر محققان شد تا دریابند چرا برگی که شاید کمتر از یک هفته به پایان عمرش باقی مانده باید خود را برای تولید رنگدانه ای جدید به دردسر بیاندازد. جنگ باستانی با حشرات یکی از نظریه های ارائه شده بر وجود برگهای سرخ رنگ این است که این برگها نتیجه 35 میلیون سال مبارزه درختان با حشراتی هستند که در جستجوی مکانی برای پناه بردن و تخم گذاری بوده اند. دیدن برگهای سرخ رنگ برای حشراتی مانند شته ها دشوارتر است از این رو این حشرات به سوی برگهای زرد رنگ متمایل می شوند. این نظریه توسط محققان دانشگاه "کوپیو" فنلاند ارائه شده است. عقب نشینی محتاطانه نظریه دیگر می گوید تنوع موجود در آنتوسیانین برگ درختانی که در یک منطقه زندگی می کنند با غنا یا فقر خاکی که درختان در آن رشد کرده اند در ارتباط نزدیک است و از این رو این رنگها مدت زمانی که درختان از مواد غذایی ذخیره شده در برگهای خود استفاده می کنند را نشان می دهد. مطالعات نشان داده اند رنگ برگهای پاییزی درختان "سوئیت گام" و افرای سرخ تفاوت قابل توجهی را میان مواد غذایی موجود در خاک و رنگ برگ درختان آشکار می کند. به بیانی دیگر خاکهای غنی تر باعث زرد شدن برگها و خاکهای فقیرتر منجر به سرخ شدن برگها می شوند. به گفته محققان دانشگاه مونتانا، ارتباط میان مواد غذایی درون خاک با رنگ برگها پدیده ای کاملا آشکار است، محققان معتقدند رنگدانه سرخ در برگها به عنوان رنگدانه ای محافظتی عمل می کند تا به این شکل در خاکهای خالی از مواد غذایی یا شرایط محیطی دشوار، درختان بتوانند پیش از ریختن برگهایشان بیشترین ماده غذایی ممکن را از برگها دریافت کنند. این رنگدانه ها تا جایی که بتوانند مواد غذایی را به سوی درختان می کشانند. بر اساس گزارش دیسکاوری، این رنگدانه های سرخ رنگ هر نوع رنگدانه سبز با توانایی تولید غذا را در برگ حفظ می کند، ویژگی که برای درختان ساکن خاکهای فقیر از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است زیرا این ویژگی به درختان کمک می کند بتوانند برای مدتی طولانی تر قادر به تولید شکر باشند.