Jesienne kolory – jak to się dzieje, że liście drzew zmieniają kolor i opadają?

Biologia -

Zachwycają nas kolory jesiennych liści: zmiana od zieleni do żółcieni, poprzez pomarańcze do czerwieni i purpury. Jaki jest sens zrzucania liści? Jaki proces zachodzi w komórkach, że taka zmiana jest możliwa?

W strefie umiarkowanej drzewa przystosowały się do klimatu poprzez zrzucanie liści przed porą zimową. Po co? By przetrwać mróz i śnieg drzewa przechodzą w stan spoczynku. Następuje ograniczenie ich metabolizmu, gdyż w liściach zachodzi proces fotosyntezy. Zrzucanie liści ogranicza także proces transpiracji (parowania wody). Coraz krótsze jesienne dni, a właściwie zmiana długości dnia i nocy (tzw. fotoperiodyzm), są sygnałem dla roślin o zbliżającej się zimie.

U kwiatowych roślin zielnych i większości paproci liście obumierają powoli, nie opadają. Natomiast drzewa zrzucają liście w roku ich wytworzenia, np. dąb, lipa, jabłoń, bądź w kolejnych latach, np. sosna, świerk. Za opadanie liści „winna” jest tzw. warstwa odcinająca. Jest to miejsce u nasady ogonka liściowego, w którym odpada liść. Może być widoczna w postaci płytkiej bruzdy bądź jako odmiennie zabarwiona. Komórki tej warstwy są mniejsze od sąsiadujących, mają gęstszą cytoplazmę z większą zawartością ziaren skrobi (takie cechy możemy dopiero zobaczyć pod mikroskopem). Blaszka środkowa komórek warstwy odcinającej (blaszka środkowa to cienka warstwa pektynowa znajdująca się pomiędzy ścianami komórkowymi przylegających do siebie komórek) zaczyna pęcznieć i rozpuszcza się. Proces ten powoduje, że komórki są luźniej ułożone, czyli nie stykają się ze sobą. Zatem liść pozostaje powiązany z łodygą tylko poprzez wiązki przewodzące. Ciężar liścia, szczególnie gdy pada deszcz, powoduje zerwanie tej łączności. Jednak zanim liść opadnie, na łodydze tworzy się warstwa zabezpieczająca ranę, czyli blizna. Warstwy zabezpieczające ranę są dwie: pierwotna i wtórna, ale szczegóły w jaki sposób powstają zostawmy dla studentów nauk biologicznych. Warto wiedzieć, że warstwa odcinająca i warstwy zabezpieczające tworzą strefę odcinającą.

Kiedy tworzy się strefa odcinająca, to transport materiałów z łodygi do liścia staje się utrudniony. Dodatkowo, komórki naczyniowe we wiązkach przewodzących są zatykane przez tzw. wcistki (struktury powstające poprzez wrośnięcie z sąsiednich komórek do wnętrza komórek naczyniowych). Chlorofil obecny w zielonych liściach rozkłada się na świetle, nie ma dostępnych materiałów do odbudowywania i ilość tego barwnika w komórkach zaczyna maleć. Wówczas stają się widoczne inne barwniki – żółte ksantofile i pomarańczowe karoteny, które obecne w liściach są niewidoczne przez większą ilość chlorofilu. W soku komórkowym powstają także nowe barwniki – czerwone antocyjany. To na tyle naukowych treści. Cieszmy się wizualnymi efektami zmieniających się liści.

Tekst i schemat na podstawie podręcznika akademickiego „Anatomia roślin” Edmund Malinowski, Wydawnictwo PWN.

Agnieszka Kowalkowska

nauczyciel akademicki Uniwersytetu Gdańskiego,

Wydziału Biologii, Katedry Cytologii i Embriologii Roślin