“Toamna, ce mare pictor impresionist!”, declara poetul bănățean Gheorghe Iancovici. Toamna, frunzele copacilor devin roșii, portocalii sau galbene desfășurând în fața ochilor unele dintre cele mai frumoase priveliști, dar motivul acestui fapt este orice altceva decât unul estetic pentru copacii din natură.
Aceste nuanțe de galben și roșu aproape că ar face ca vara cu ierburile sale uscate și primăvara cu mugurii ei să pălească în frumusețe. Dar de ce, când vine iarna aspră, frunzele se împodobesc cu cele mai frumoase podoabe ale lor? Știința a analizat această întrebare și a descoperit cum copacii au reușit să câștige un război care se desfășoară încă de la începutul timpurilor.
Când vine toamna, copacii își schimbă culorile înainte de a-și pierde frunzele. Acest lucru se datorează în special dispariției clorofilei, dar și acumulării de taninuri roșii sau galbene. Pe măsură ce vine frigul, copacii urmează o strategie care îi poate proteja de îngheț.
Deși temperatura joacă un anumit rol în nuanțele și intensitatea colorării frunzelor, există o concepție greșită comună că acest lucru se întâmplă din cauza frigului. De fapt, este o chestiune de lumină, motivul fiind diminuarea intensității luminii.
De ce sunt frunzele verzi?
A priori, învățăm despre acest lucru în școala primară: clorofila este cea care le conferă această culoare. Este un pigment care, atunci când este prezent în cantități mari în celulele vegetale, domină. Toamna, când este mai puțină lumină și temperaturile scad, clorofila dispare. Unele frunze devin apoi galbene, portocalii și roșii.
În primul caz, frunza devine galbenă (sau chiar portocalie) pentru că în absența clorofilei se afirmă și alți pigmenți prezenți în mod natural pe tot parcursul anului în frunză, precum carotenul. Pentru culoarea roșie, este responsabil un pigment numit antocianină. Este produs de frunze atunci când nivelul clorofilei scade.
Cum se hrănesc plantele?
Totul începe cu felul în care se hrănesc copacii. Datorită frunzelor lor, ei colectează energie solară și efectuează fotosinteza. Clorofila, la rândul ei, este un pigment verde care se găsește în celulele frunzelor. Acest pigment asimilativ permite copacilor să absoarbă o anumită cantitate de energie luminoasă.
Primăvara și vara, frunzele sunt pline de clorofilă, deci foarte verzi, ceea ce permite copacilor să acumuleze energie în aceste zile foarte luminoase. Metabolismul copacilor este foarte activ în aceste perioade.
Ce se întâmplă toamna?
Începând din septembrie, zilele se scurtează, până în punctul în care copacii nu mai primesc atâta lumină ca înainte. Apoi își încetinesc metabolismul și efectuează din ce în ce mai puțin fotosinteza. Treptat, clorofila care le-a colorat frunzele este distrusă și dezvăluie culoarea carotenului (pigment roșu-portocaliu) și a xantofilei (pigment galben-roșcat).
În plus, acumulează taninuri protejând frunza de excesul de lumină (de care clorofila nu le mai protejează!) și de stresul la frigul toamnei: antocieni (roșu) și/sau flavonoide (galben). Aceste familii de pigmenți conferă copacilor culorile lor calde! Când frunza moare, taninurile se oxidează și conferă frunzelor moarte o culoare maronie. Dar chiar înainte de asta, copacii sunt împodobiți cu nuanțe galben-portocalii oferind cea mai mare plăcere ochilor.
De ce își pierd copacii frunzele în această perioadă?
Pentru a face față asprimii iernii, copacii își pierd frunzele. Frigul le-ar distruge și temperaturile scăzute ar limita oricum viteza și eficiența fotosintezei. De altfel, plantele rare, perene, care-și păstrează frunzele iarna, precum coniferele care își păstrează acele, trebuie să își repare celulele primăvara. În plus, pierderea frunzelor distruge paraziții care le atacă, ciupercile și insectele, care trebuie să supraviețuiască iernii fără resurse: acest lucru ajută la reducerea cantității de boli și daune în anul următor.
Nu toți copacii sunt foioase!
Când frunzele copacilor cad în fiecare an, se spune despre copaci că sunt „foioase”. Căderea lor face parte dintr-o strategie de combatere a frigului pentru anumiți copaci. În schimb, coniferele își păstrează acele iarna. Aceste frunze robuste, acoperite cu ceară, rezistă mai bine la frig: se numesc frunze „veșnic verzi”. Această strategie este deci, printre altele, adaptată zonelor în care vara este scurtă (munți, regiuni nordice). Chiar dacă va fi necesară repararea daunelor iernii la aceste frunze, avantajul este reluarea mai rapidă a fotosintezei când se întoarce vremea bună: nu este nevoie să crească din nou frunzele.
În plus, măslinii au și frunze veșnic verzi care nu vor cădea în funcție de anotimp.
Pigmenții de sezon
În cele din urmă, anumiți copaci, precum stejarul roșu american sau anumite specii de arțar, prezintă frunze roșii flamboiante datorită antocianilor, pigmenți care, spre deosebire de ceilalți, se produc doar toamna.
Roșul, o armă de apărare
Această culoare roșie nu este doar frumoasă la privit, ci este și o modalitate de apărare împotriva insectelor. În fiecare toamnă, același spectacol începe din nou, insectele simt curenții de aer schimbându-se și decid să petreacă iarna în căldura unui trunchi de copac. Dar copacul, care trebuie deja să-și economisească resursele, nu are nicio dorință să găzduiască acești oaspeți. Pentru a reuși acest lucru, copacul se va face cât se poate de neatractiv.
Insectele sunt atrase de aminoacizii din frunzele copacilor. În toamnă, oamenii de știință au observat că acești aminoacizi au părăsit frunzele și s-au adunat spre ramuri și trunchi pentru a întări acea parte a copacului în timpul iernii, descurajând în același timp insectele, în special afidele, să se instaleze pe el.
O toamnă galbenă sau roșie?
În anul 2009, o echipă de cercetători de la universitățile din Haifa, Israel și din Kuopio, Finlanda a încercat să înțeleagă de ce în Europa, culoarea galbenă este cea care domină, iar în America de Nord, domină culoarea roșie. Trebuie să te întorci cu mult timp înapoi pentru a înțelege ce s-a întâmplat. Acum 35 de milioane de ani, mari părți ale globului erau acoperite de păduri tropicale. În timpul evoluției lor, multe specii de arbori au început să producă frunze roșii pentru a îndepărta insectele.
În America de Nord, ca și în Asia de Est, lanțurile muntoase din sud și nord au protejat plantele și animalele de-a lungul diferitelor glaciații. Și insectele au rămas acolo, iar războiul dintre ele și copaci nu s-a oprit niciodată.
În Europa, Alpii nu au protejat pământul de glaciații, ceea ce a dus la dispariția multor specii de copaci și, odată cu acestea, a insectelor. Prin urmare, speciile de copaci care au supraviețuit nu mai aveau nevoie să se împodobească cu roșu, deoarece speciile de insecte de care trebuiau să se protejeze au dispărut și ele.
© CCC