czwartek, 11 października 2018

Ogrodnik podmiejski (11). Złota polska jesień.

W odróżnieniu od zeszłego października, kiedy to pora deszczowa przeszła płynnie i niepostrzeżenie w chłodną porę deszczową, tego roku przyroda pokazuje nam przyjemny spektakl kolorystyczny. Żółcie, pomarańcze, czerwienie - za to skąpo grzybów leśnych, z czego najbardziej cieszą się pieczarkarze.

A w ogóle dlaczego liście drzew przebarwiają się na jesień? Dotychczas nauka uważała, że mechanizm jest prosty: w liściach od początku są wszystkie barwniki: żółte karoteny i ksantofile, czerwone antocjany i zielony chlorofil, którego jest najwięcej i który maskuje je wszystkie. Na jesień drzewa rozkładają chlorofil i wycofują jego składniki do ponownego użycia w kolejnym roku; barwniki pomocnicze pozostają w liściach i są odpowiedzialne za ich ujawniające się jesienią kolory.


Tak uczono pokolenia studentów, ale w międzyczasie udowodniono, że drzewa syntetyzują antocjany w liściach dopiero na jesień właśnie, czyli musi być tego jakiś oddzielny sens i powód. W poszukiwaniu tego sensu i powodu wymyślono dość ekwilibrystyczną teorię, że skoro większość szkodników (na przykład mszyce) zimuje w postaci jaj (zniesionych na pędach, w zakamarkach kory), to te jaskrawe kolory mają być odstraszającym sygnałem dla owadów (“tu się proszę nie rozmnażać!”). Problem trochę w tym, że owadzie oko ma dość specyficzną budowę i nie widzi koloru czerwonego (dlatego, na przykład, większość wiosennych kwiatów – którym bardzo zależy na byciu zauważonym przez nieliczne w tym czasie zapylacze – ma kolor żółty). I tak cały misterny plan upadł.


Ale skoro zaczęto się zastanawiać nad mechanizmem jesiennego przebarwiania się liści drzew i do tych namysłów zaprzężono biochemię, to natrafiono na kilka ciekawych spostrzeżeń. Chlorofil służy roślinom do konwersji energii świetlnej na wysokoenergetyczne cząsteczki ATP (które sobie potem zużywają na różne czynności fizjologiczne). Jesienią, gdy nadal jeszcze świeci słońce, ale temperatura coraz niższa, produkcja ATP idzie pełną parą, lecz mechanizmy jego odbioru i transportu są coraz bardziej spowalniane. Aby nie uszkodzić sobie organizmu nadmiarem ATP i wolnymi rodnikami (coś jak przegrzanie reaktora atomowego w mikroskali), roślina zaczyna równolegle rozkładać chlorofil (bo ten zaczyna funkcjonować jak foto-uczulacz) oraz wytwarzać czerwone barwniki, które działają jak coś w rodzaju filtra ochronnego na chlorofil, ograniczając ilość światła i wydajność procesu fotosyntezy.


Oczywiście na przebarwianie się liści ma wpływ wiele czynników środowiskowych (temperatury i ich dobowe różnice, zasobność gleby, jej odczyn, nasłonecznienie), ale i genetycznych (niektóre gatunki drzew nie przebarwiają liści na jesień – opadają zielone). Okazało się też, że te same drzewa w Nowej Anglii i Kanadzie przebarwiają się bardziej na czerwono, a w Europie bardziej na żółto. Wciąż zastanawiano się nad tymi czerwonymi barwnikami, bo to w sumie dość kosztowne w produkcji związki, więc po co drzewom je wytwarzać, żeby za dwa-trzy tygodnie zrzucić razem z liśćmi. Okazało się, że antocjany są również inhibitorami wzrostu, więc drzewa ‘podtruwają’ swoją najbliższą okolicę, żeby ograniczyć kiełkowanie potencjalnej konkurencji. (Zaznaczyć jednak trzeba, że one się szybko rozkładają, więc taki kompost liściowy to najlepsza rzecz, jaka może się zdarzyć w ogrodzie.)


A może w ogóle zadajmy sobie pytanie: po co drzewom opadające liście, są przecież i takie, którym nie opadają. (A właśnie, że opadają: taka na przykład sosna wymienia sobie wszystkie igły, tylko że co trzy – cztery lata, i nie wszystkie na raz.) Główny powód jest taki, że się nie opłaca utrzymywać ulistnienia na zimę: zimno, ciemno, zysku z fotosyntezy niewiele, natomiast koszt podtrzymywania całej instalacji spory. Równolegle do fotosyntezy w liściach odbywa się proces transpiracji, który nie ustaje zimą i wymaga ciągłego dopływu wody – a jak tu ją dostarczać, skoro minusy na zewnątrz i ‘rury zamarzły’. Więc lepiej pozbyć się liści nie mieć tego kłopotu. Poza tym jeszcze takie ulistnione drzewo może zostać uszkodzone (połamane) przez śnieg czy wiatr – praktyczniej przybrać pozycję aerodynamiczną. Te drzewa i krzewy, które zostawiają sobie ulistnienie na zimę (na przykład różaneczniki), zwijają liście w takie zwieszone pół-rurki – chodzi właśnie o ograniczenie transpiracji i utraty wody poprzez minimalizację ekspozycji na zimowe słońce, z którego my się cieszymy, ale rośliny zupełnie nie.


Najlepiej oczywiście wyjechać na zimę do ciepłych krajów, co praktykują bociany i niemieccy emeryci. Pomyślmy jednak czasem z empatią, o tych, co zakorzenieni muszą przezimować.

4 komentarze:

kwik pisze...

Gdzieś kiedyś czytałem o związku czerwienia amerykańskich liści z południkowym układem gór w Ameryce Północnej (w Eurazji - oprócz Uralu - góry są raczej ułożone równoleżnikowo) ale niewiele z tego zrozumiałem i już nawet nie pamiętam czy chodziło o szkodniki czy o przymrozki. No i nie wszystkie amerykańskie drzewa i krzewy czerwienieją jesienią, np. robinia, tulipanowiec czy klon jesionolistny zwyczajnie żółkną.

kwik pisze...

Czerwienienia, nie czerwienia. Chyba to czytałem, zresztą jak widzę teoria błysnęła wtedy w różnych innych mediach: A tale of two autumnal displays.

Michał Babilas pisze...

Kwiku, bardzo przekonujące (czy sensowne, to inna sprawa) to tłumaczenie z linku.

kwik pisze...

Z drugiej strony przez te swobodnie wędrujące lodowce podobno w Ameryce Pn. nie było dżdżownic, więc trujące liście mogły dłużej leżeć.