Kada jesen krene da boji krošnje u nijanse crvene, žute i narandžaste, priroda pred našim očima odigra svoju najspektakularniju predstavu. Lišće ne opada tek tako. Iza tog tihog procesa krije se čitav niz hemijskih reakcija, evolutivnih misterija i naučnih teorija koje još uvijek traže svoj epilog. Iako znamo kako se boje mijenjaju, jedno pitanje i dalje ostaje bez konačnog odgovora – zašto se drveće uopšte razvilo tako da mijenja boje u jesen?
Šta se zapravo dešava u listu?
Biolozi su odavno objasnili hemiju promjene boje lišća. Kada dani postanu kraći i temperature padnu, drveće počinje da povlači hranljive materije iz lišća nazad u svoje grane i deblo, pripremajući se za zimu. Tom prilikom dolazi do razgradnje hlorofila, zelenog pigmenta odgovornog za fotosintezu.
Kod listova koji postanu žuti, boja zapravo nije nova – karotenoidi, pigmenti koji daju žutu boju, prisutni su u listu cijelo vrijeme, ali ih je hlorofil prekrivao. Tek kad se hlorofil povuče, žuta dolazi do izražaja.
Crvene i purpurne nijanse, međutim, nastaju drugačije. One potiču od antocijanina, pigmenata koji se aktivno proizvode u jesen, dok se hlorofil razgrađuje. Antocijanini se nalaze i u mnogim voćkama i povrću, poput borovnica ili crvenog kupusa, ali kod drveća igraju ulogu koja je još uvijek predmet naučnih debata.
Zašto bi drveće trošilo energiju da proizvodi pigmente u trenutku kada odbacuje lišće? Evoluciona biologija nas uči da ovakve osobine ne bi preživjele selekciju da nijesu korisne. Istraživanja genoma pokazala su da su pigmenti koji boje jesenje lišće evoluirali relativno kasno, čak i nakon što je drveće razvilo sposobnost da reapsorbuje hlorofil.
Pitanje postaje još zanimljivije kada se zna da neke vrste proizvode više boja istovremeno, pa se na jednom stablu mogu pojaviti i crvene i žute nijanse. Jedno je sigurno – kad lišće promijeni boju, ubrzo će otpasti.
Teorije u igri
Teorija fotozaštite
Jedna od najprihvaćenijih teorija danas je teorija fotozaštite. Ona sugeriše da pigmenti, naročito antocijanini, djeluju kao prirodna zaštita od sunca, poput kreme za sunčanje za list. Tokom jeseni, kada lišće stari i postaje ranjivo (proces poznat kao senescencija), sunčevo zračenje može izazvati oksidativni stres, oštećujući ćelije lista. Antocijanini pomažu da se to spriječi, reflektujući dio štetne svjetlosti i neutrališući slobodne radikale.
Ova teorija dobila je podršku kada je otkriveno da jesenje sunce na sjevernoj hemisferi zaista može biti opasno za listove u toj fazi njihovog života. Takođe, poznato je da karotenoidi u žutim listovima imaju sličnu funkciju, ali u manjoj mjeri.
Teorija ko-evolucije sa insektima
Druga zanimljiva teorija polazi od ideje da su jesenje boje zapravo odbrambeni mehanizam – signal štetočinama da se drže podalje. Na primjer, crvena boja bi mogla da upozori lisne vaši i druge insekte da je drvo već “zaraženo” ili nepovoljno za ishranu ili polaganje jaja.
Međutim, ova teorija ima svoje protivnike. Naime, istraživanja su pokazala da afide ne vide crvenu boju kao ljudi – za njih je to mutna siva ili crna. Ipak, postoji mogućnost da je u pitanju signal kamuflaže, odnosno da list koji izgleda mrtav ne djeluje kao poželjan obrok. Ipak, antocijanini su skupi za proizvodnju, pa se postavlja pitanje koliko je ovaj trošak za drvo isplativ.
S druge strane, žuta boja privlači afide, jer aktivira iste receptore u njihovim očima kao i zelena. To dodatno komplikuje sliku i osporava jednostavne zaključke.
Teorija raspada šećera
Neki istraživači smatraju da crveni pigmenti nijesu ni signal ni zaštita, već su proizvod procesa razgradnje šećera u listovima prije nego što oni otpadnu. Ipak, to objašnjenje još uvijek nije široko prihvaćeno.
Razlike među kontinentima
Zanimljivo je da se jesenje boje razlikuju od jednog kraja svijeta do drugog. Studija koja je obuhvatila 2.368 vrsta listopadnog drveća u umjerenim zonama pokazala je da 290 vrsta ima crveno jesenje lišće, dok 378 vrsta žuti. Štaviše, crvene boje su se nezavisno pojavile najmanje 25 puta tokom evolucije, dok su se žute pojavile 28 puta – što dodatno ukazuje da te boje imaju korisnu svrhu.
Najviše crvenih krošnji u jesen može se vidjeti u istočnoj Sjevernoj Americi i istočnoj Aziji. U Sjevernoj Americi crveni pigment proizvodi barem 89 vrsta drveća, dok ih u istočnoj Aziji ima najmanje 152. Nasuprot tome, sjeverna Evropa ima tek 24 vrste koje proizvode crvene pigmente.
Možda biste pomislili da razlika dolazi od razlika u temperaturi. Ipak, istraživanja pokazuju da su nivoi sunčevog zračenja veći u Aziji i Americi, a uz to je i vegetaciona sezona kraća i oscilacije u temperaturi veće. Sve to daje drveću više razloga da proizvodi pigmente koji ih štite u posljednjim sedmicama prije zime.
Dodatno, studija iz 2004. pokazala je da drvo proizvodi više antocijanina kada je jesen hladnija, naročito kada se jave nagli hladni talasi. To sugeriše da crveni pigment pomaže i u zaštiti od mraza.
Ne treba zanemariti ni uticaj ljudi. Vjekovima smo sadili drveće sa najživopisnijim krošnjama u parkovima, vrtovima i šumama. Možda smo, birajući sjemenje od drveća s najljepšim nijansama, nenamjerno uticali na evoluciju boja lišća. Danas, čak i urbanizacija ima uticaj – više toplote u gradovima može uzrokovati intenzivnije crvenilo kod biljaka.
A šta kaže klima?
Na kraju, svi se naučnici slažu u jednoj stvari – klimatske promjene već utiču na jesenje boje. Poremećaji u rasporedu padavina, povećanje prosječnih temperatura i poremećaj sezonskih ciklusa mijenjaju tajming i intenzitet bojenja lišća širom svijeta. Jesenja čarolija – koliko god bila očaravajuća – postaje još jedan indikator promjena koje globalno zagrijavanje donosi prirodi.
Jasmin Murić
Naslovna fotografija: Unsplash
