Waarom veranderen bladeren in de herfst van kleur?

Waarom veranderen bladeren in de herfst van kleur? Wanneer bladeren groen lijken, is dat omdat ze een overvloed aan bevatten chlorofyl. Er zit zoveel chlorofyl in een actief blad dat het groen andere maskeert pigment kleuren. Licht reguleert de chlorofylproductie, dus naarmate de herfstdagen korter worden, wordt minder chlorofyl geproduceerd. De ontledingssnelheid van chlorofyl blijft constant, zodat de groene kleur begint te vervagen van de bladeren.

Tegelijkertijd stijgt het suiker concentraties veroorzaken verhoogde productie van anthocyaninepigmenten. Bladeren met voornamelijk anthocyanen worden rood weergegeven. Carotenoïden zijn een andere klasse pigmenten die in sommige bladeren worden gevonden. De productie van carotenoïden is niet afhankelijk van licht, dus de niveaus worden niet verminderd door kortere dagen. Carotenoïden kunnen oranje, geel of rood zijn, maar de meeste van deze pigmenten in bladeren zijn geel. Bladeren met goede hoeveelheden van zowel anthocyanen als carotenoïden zullen oranje lijken.

Bladeren met carotenoïden maar weinig of geen anthocyanine zullen geel lijken. Bij afwezigheid van deze pigmenten kunnen andere plantaardige chemicaliën ook de bladkleur beïnvloeden. Een voorbeeld is tannines, die verantwoordelijk zijn voor de bruinachtige kleur van sommige eikenbladeren.

Temperatuur beïnvloedt de snelheid van chemische reacties, inclusief die in bladeren, dus het speelt een rol in de bladkleur. Het zijn echter voornamelijk lichtniveaus die verantwoordelijk zijn voor de kleuren van de herfstbladeren. Zonnige herfstdagen zijn nodig voor de helderste kleurenschermen, omdat anthocyanen licht nodig hebben. Bewolkte dagen zullen leiden tot meer geel en bruin.

Laten we de structuur en functie van de bladpigmenten nader bekijken. Zoals ik al zei, komt de kleur van een blad zelden voort uit een enkel pigment, maar eerder uit een interactie van verschillende pigmenten die door de plant worden geproduceerd. De belangrijkste pigmentklassen die verantwoordelijk zijn voor de bladkleur zijn porfyrines, carotenoïden en flavonoïden. De kleur die we waarnemen hangt af van de hoeveelheid en soorten pigmenten die aanwezig zijn. Chemische interacties in de plant, met name in reactie op de zuurgraad (pH), beïnvloeden ook de bladkleur.

Porfyrinen hebben een ringstructuur. De primaire porfyrine in bladeren is een groen pigment genaamd chlorofyl. Er zijn verschillende chemische vormen van chlorofyl (d.w.z. chlorofyl een en chlorofyl b), die verantwoordelijk zijn voor de synthese van koolhydraten in een plant. Chlorofyl wordt geproduceerd als reactie op zonlicht. Naarmate de seizoenen veranderen en de hoeveelheid zonlicht afneemt, wordt er minder chlorofyl geproduceerd en zien de bladeren er minder groen uit. Chlorofyl wordt met een constante snelheid in eenvoudiger verbindingen afgebroken, zodat de groene bladkleur geleidelijk vervaagt naarmate de productie van chlorofyl vertraagt ​​of stopt.

Carotenoïden zijn terpenen gemaakt van isopreen subeenheden. Voorbeelden van carotenoïden die in bladeren worden gevonden, zijn onder meer lycopeen, die rood is, en xanthophyll, die geel is. Licht is niet nodig om een ​​plant carotenoïden te laten produceren, daarom zijn deze pigmenten altijd aanwezig in een levende plant. Ook ontleden carotenoïden zeer langzaam in vergelijking met chlorofyl.

Flavonoïden bevatten een difenylpropeen-subeenheid. Voorbeelden van flavonoïden omvatten flavon en flavol, die geel zijn, en de anthocyanines, die rood, blauw of paars kunnen zijn, afhankelijk van de pH.

Anthocyanen, zoals cyanidine, zorgen voor een natuurlijk zonnescherm voor planten. Omdat de moleculaire structuur van een anthocyanine een suiker omvat, is de productie van deze klasse pigmenten afhankelijk van de beschikbaarheid van koolhydraten binnen een plant. Anthocyanin kleur verandert met pH, dus bodemzuur beïnvloedt de bladkleur. Anthocyanine is rood bij een pH van minder dan 3, violet bij een pH van ongeveer 7-8 en blauw bij een pH van meer dan 11. Anthocyanin productie vereist ook licht, dus meerdere zonnige dagen op rij zijn nodig om heldere rode en paarse tinten te ontwikkelen.

• Archetti, Marco; Döring, Thomas F.; Hagen, Snorre B.; Hughes, Nicole M.; Leather, Simon R.; Lee, David W.; Lev-Yadun, Simcha; Manetas, Yiannis; Ougham, Helen J. (2011). "De evolutie van herfstkleuren ontrafelen: een interdisciplinaire aanpak". Trends in ecologie en evolutie. 24 (3): 166–73. doi:10.1016 / j.tree.2008.10.006
• Hortensteiner, S. (2006). "Chlorofylafbraak tijdens veroudering". Jaaroverzicht van plantenbiologie. 57: 55–77. doi:10.1146 / annurev.arplant.57.032905.105212
• Lee, D; Gould, K (2002). "Anthocyanen in bladeren en andere vegetatieve organen: een inleiding." Vooruitgang in botanisch onderzoek. 37: 1–16. doi:10.1016 / S0065-2296 (02) 37040-X ISBN 978-0-12-005937-9.
• Thomas, H; Stoddart, J L (1980). "Leaf Senescence". Jaaroverzicht van plantenfysiologie. 31: 83–111. doi:10.1146 / annurev.pp.31.060180.000503