https://frosthead.com

Погледајте како лишће мијења боју у неколико секунди

Сваке јесени лишће листопадног дрвећа претрпи драматичну промену боје пре него што изгуби своје новонастале нијансе, бледе до смеђе боје и умире. Процес може трајати недељама, али Овен Реисер, студент математике и биологије на Универзитету Соутхерн Иллиноис Едвардсвилле, желео је да види како се лишће мења у неколико секунди. „Ишао сам на теренску наставу из биологије и учили смо о листопадним дрвећима“, каже он. „Улазио сам у фотографије дивљих животиња и временски век, а нисам могао да нађем временски пролаз лишћа који мења боју, па сам једноставно кренуо на то.“

Током шест недеља, Реисер је у свом домаћем временском заосталом студију направио више од 6 000 фотографија лишћа, укључујући макро објектив и камеру коју је купио на еБаиу, ЛЕД светло од 10 долара и батерију која омогућава камеру да непрекидно трчите. "То је [у основи] картонска кутија и гомила трака, али посао се обавља", каже он.

Реисер је прикупио лишће са осам различитих листопадних стабала, врста као што су сасафрас и јаворов шећер који годишње лишу своје лишће, и фотографирао свако на сваких 30 до 60 секунди до три дана. Спајајући хиљаде слика у један видео, открио је сцену промене лишћа која је далеко жива од типичног јесенског снимка. У временском снимку, боја пролази кроз сваки лист попут боје која се шири тканином, откривајући динамички унутрашњи рад биљака како се трансформишу.

Давид Лее, професор емеритус биолошких наука на Међународном универзитету Флорида и аутор Натуре Палетте: Тхе Сциенце оф Плант Цолор , каже да никада раније није видео видео какав је Реисеров. "Боја чак и на појединим листовима драматично варира и то показује да се временом мења."

Упркос популарности јесењег лишћа, наука која се крије иза променљивих листова није широко позната. „Сваког пада, људи пишу о промени боје, а обично су чланци препуни свих врста грешака“, каже Лее. Једна од највећих заблуда је да се црвено и жуто лишће мењају на исти начин, када заправо пролазе потпуно другачије процесе.

Жуто лишће биљака попут љешњаке вјештице прати објашњење традиционалних уџбеника о промјени боје: Распад зелених фотосинтетских пигмената званих хлорофили открива жуте пигменте или каротеноиде скривене испод. (Каротеноиди су иста врста пигмента који даје бундеви и шаргарепи изразите нијансе.) Док лишће и даље отпадне стварају танине и постају смеђе.

Хлоропласти Гледано микроскопом, хлорофил се концентрише у биљном животу у структурама које се називају хлоропласти. (Кристиан Петерс - Фабелфрох преко Викицоммонса под ЦЦ БИ-СА 3.0)

С друге стране, већина црвених нијанси, попут оних у црвеним храстовима, потичу од пигмента званог антоцијанин који настаје како лист одмиче. "Људи тврде да је црвена боја [такође] откривање после разлагања хлорофила, а то је једноставно погрешно", каже Лее. "Црвена боја се заправо прави када се хлорофил почиње разградити - постоји синтеза тих пигмената, тако да је сасвим другачија ствар."

Иако научници знају како се стварају црвени пигменти, још увек нису сигурни зашто. Према Лее-у, постоје две доминантне хипотезе. Еволуцијски биолог Виллиам Хамилтон сугерирао је да се боја користи за заштиту биљака од биљоједа, будући да црвене нијансе могу навести инсекте да мисле да је лист токсичан или нездрав, обесхрабрујући бубе да се хране њиме или одлажу своја јаја.

Међутим, доминантно уверење које је популаризовао хортикултуриста Билл Хоцх је да црвени пигменти нуде фото-заштиту када је лист рањив, посебно на јаком светлу и ниским температурама када биљке не фотосинтетизирају тако ефикасно. Антоцијанини помажу да заштите лист апсорбујући вишак светлости на таласним дужинама које се не користе за фотосинтезу, попут зеленог дела видљивог спектра. Такође делују и као антиоксиданти, штитећи лист од токсичних нуспродуката који настају када се хлорофил разгради током старења.

Синтеза антоцијана такође може објаснити зашто брзо растуће мрље боје у Реисеровом временском року нису једнолике, јер температура и изложеност светлу могу драстично да се разликују по површини листа, што може утицати на локалну производњу пигмента.

Али зашто би биљка прошла кроз еволуцијске проблеме заштите листа које је суђено да умре? „Предност биљци је у томе што лишће које се ломи може ефикасније уклонити азот из протеина који се разграђују и пребацити азот назад у биљку, било у великим удовима или чак у коренов систем“, Лее каже. Азот је основни храњиви састојак за фотосинтезу и раст, тако да враћање што више њега на дрво прије пада листова помаже да се биљка добро складишти за циклус у наредној години.

Док је наука о промени боје још увек заогрнута мистеријом, Лее мисли да ће она наставити да фасцинира и истраживаче и радознале посматраче током многих јесени. „То је попут наше панде. То је ствар која заиста привлачи велику пажњу биљног света у поређењу са животињским светом “, каже он. „Необична боја је нешто што сви примећујемо.“ Радом попут Реисеровог видеа, сада можемо сагледати промена лишћа са свежом перспективом, стављајући нова питања у фокус и увећавајући загонетку непрестане палете природе.

Погледајте како лишће мијења боју у неколико секунди