Kodėl lapai keičia spalvą?

Jos reprezentuoja medžių pastangas daryti viską, kas įmanoma, kad tik išgyventų.

Pradėkime nuo žalio lapo. Visi mokykloje mokėmės, kad žalią lapo spalvą lemia gausiausiai jame esantis pigmentas – žaliasis chlorofilas. Kai atvėsta oras, o rudens dienos tampa vis trumpesnės, lapai ima geltonuoti ir raudonuoti ne todėl, kad jie miršta, bet dėl įvairiausių juose vykstančių procesų.

Geltonuose lapuose vyksta vienokie spalvą keičiantys procesai, o raudonuose – kitokie. Kai chlorofilo gamyba nutrūksta, dauguma lapų pageltonuoja, nes ši spalva jau yra lapuose, tačiau augimo sezono metu ją užgožia žalios spalvos pigmentas.

Tačiau pastarąjį dešimtmetį mokslininkai nustatė, kad raudonuose lapuose vyksta visiškai kitokie virsmai. Sumažėjus chlorofilo kiekiui, jie taip pat pageltonuotų, jei staiga nebūtų pradedamas gaminti naujas raudonas pigmentas, vadinamas antocianinu, kurio anksčiau lape nebuvo.

Šis stebinantis atradimas sužadino mokslininkų smalsumą. Jie bando paaiškinti, kodėl vos savaitę gyvuojantis lapas varginasi gaminti šį visiškai naują pigmentą.

Viena teorija, aiškinanti, kodėl lapai raudonuoja, teigia, kad tai 35 mln. metų trunkančios medžių kovos su vabzdžiais, rudenį ieškančiais, kur paskutinį kartą užkąsti ir padėti kiaušinėlius, rezultatas. Raudonus lapus vabzdžiams, tokiems kaip, pavyzdžiui, amarai, sunkiau pamatyti, todėl jie pasirenka geltonus lapus.

Kai kurių šios teorijos įrodymų galima rasti rudeninių lapų spalvų skirtumuose Šiaurės Amerikoje ir Europoje. Vos keletas europinių medžių rudenį paraudonuoja – daugumos jų lapai tampa geltoni. Šiaurės Amerikoje galima pamatyti gana daug ir raudonų, ir geltonų medžių.

To priežastis gali būti tai, kad Šiaurės Amerikoje, taip pat Rytų Azijoje, iš šiaurės į pietus besidriekiančios kalnų grandinės keičiantis klimatui leidžia miškams keisti savo augimo vietovę iš pietų į šiaurę, kartu gabenantis ir savo vabzdžius bei ilgai besitęsiančią kovą su jais.

Tuo metu Europoje didžioji dalis kalnų grandinių driekiasi vakarų-rytų kryptimi. Taigi klimatui vėstant ar šylant, medžiams nėra kur keliauti ir jie paprasčiausiai žūsta, o kartu su jais – ir vabzdžiai. Taigi Europoje vabzdžių ir medžių kova istoriškai daug trumpesnė, taigi medžiai turėjo mažiau laiko priemonėms, kaip jais nusikratyti, pavyzdžiui, antocianinams, sukurti.

Šią teoriją iškėlė Simcha Lev-Yadunas iš Haifos-Oranimo universiteto ir Jarmo Holopainenas iš Kuopio universiteto Suomijoje.

Kita teorija teigia, kad raudonojo antocianino kiekio skirtumai medžiuose, augančiuose toje pačioje vietovėje, gali būti labiau susiję su dirvožemio derlingumu ar skurdumu. Taigi tai atspindi sunkumus, kuriuos jie turi įveikti, norėdami pasiekti maistingąsias medžiagas.

Pirminis vieno studento JAV atliktas tyrimas parodė, kad dirvožemyje po dervamedžiu ir raudonlapiu klevu esančios maistingosios medžiagos smarkiai skyrėsi, o tai sutapo su medžių rudeninių lapų spalvomis. Derlingesniame dirvožemyje žemumose augančių medžių lapai buvo linkę geltonuoti, o skurdesniame dirvožemyje aukštumose augančių lapuočių – raudonuoti.

"Aišku, kad egzistuoja koreliacija", – teigia augalų fiziologas Billas Hochas iš Montanos universiteto Bozemane. Be to, tai sutampa su jo tyrimų antocianino funkcijai nustatyti rezultatais.

Eksperimentai leidžia gana tvirtai teigti, kad antocianinas veikia kaip apsaugantis pigmentas, padedantis nemaistingame dirvožemyje augantiems medžiams iš lapų prieš jiems nukrentant gauti kuo daugiau maistingųjų medžiagų.

"Jie atgal į augalą sutraukia kiek įmanoma daugiau maistingųjų medžiagų", – teigė B. Hochas.

Raudonas pigmentas nuo žalos apsaugo lape dar likusius žaliojo maistingojo chlorofilo likučius. Tai leidžia medžiams ilgiau lapuose gaminti cukrus. Tai, savo ruožtu, yra gyvybiškai svarbu išgaunant maistingąsias medžiagas iš lapų, nes vienintelis būdas joms nukeliauti iš lapų į kamieną yra per cukrus.

Kuo ilgiau, anot B. Hocho, spalvą keičiančiuose rudeniniuose lapuose vyks fotosintezė, tuo daugiau maistingųjų medžiagų, kurios bus naudojamos pavasarį, pavyks gauti.