علم شاخ و برگ های پاییزی: علت تغییر رنگ برگ درختان در پاییز چیست؟

انتشار: جولای 2021

دسته: آب و هوا

علت تغییر رنگ برگ درختان در پاییز

احتمالا شما هم این سوالات به ذهنتان رسیده است که:

  • چرا رنگ برگ ها در پاییز تغییر می کند؟
  • این رنگ ها از کجا می آیند؟ چرا برگهایی که در تمام طول تابستان سبز بودند شروع به تغییر رنگ به قرمز، نارنجی و زرد روشن می کنند؟
  • اصولا چرا برگ درختان در پاییز می ریزد؟
  • تغییر رنگ برگ ها نشانه چیست؟
  • چرا در برخی سال ها در پاییز رنگ قرمز بیشتر است اما در برخی سال ها طبیعت زیاد از این رنگ استفاده نمی کند؟

اگر به دانستن پاسخ این سوالات و بررسی ریشه های علمی آن ها علاقمند هستید با ما در ادامه این مقاله در لاولی ساینس همراه باشید.

شکوه پاییزی

با وجود برف بازی های خاطره انگیز در زمستان و یا استراحت های شیرین روزانه در سواحل زیبای دریاها در تابستان به احتمال قریب به یقین پاییز دوست داشتنی ترین فصل سال برای ما ساکنین این کره خاکیست.

هر چقدر شما از برف بازی و ساخت آدم برفی در دوران کودکی، نوجوانی یا جوانی تان خاطره داشته باشید یا از بازی های کودکانه تان در سواحل دریا لذت برده باشید با شروع برگ ریزان و مشاهده رنگ های جادویی درختان در پاییز و تغییر آن ها از رنگی به رنگ دیگر و از فرمی به فرم دیگر، همه آن خاطرات و لذت ها را از یاد خواهید برد و زیبایی و شگفتی پاییز را جایگزین خواهید کرد.

پاییز فصلی زیبا و سرگرم کننده برای تمام سنین است. در پاییز می توان تغییرات زیادی را در طبیعت مشاهده کرد. هوا مطبوع تر می‌شود، شب ها طولانی‌تر می‌شوند و رنگ‌های خیره‌کننده برگ‌ها ظاهر می گردند و به تدریج این برگ ها از درختان جداشده و می ریزند.

به درختانی که عمدتا برگ های پهن دارند و در پاییز برگ های آن ها تغییر رنگ داده و می ریزد “درختان برگریز” می گویند.

درختان برگریز

وقتی که منظره تابستانی سبز روشن به رنگ های قرمز، نارنجی، زرد و طلایی درخشان می گراید متوجه می شویم که پاییز اینجاست و میهمان خانه ها و محیط اطرافمان شده است. اما برگهای درختان تنها برای زیباتر کردن آنها نیست. درختان برای زنده ماندن به برگ ها نیاز دارند!

خود را در پاییز و در کوچه باغی از درختان با برگ هایی رنگارنگ تصور کنید، چه احساسی دارید؟

مساله به همین جا ختم نمی شود و فراتر از اینها، رنگ برگ ها در هر منطقه نسبت به سایر مناطق متفاوت است. شاید برایتان جالب باشد که رنگ های پاییزی درختان آسیایی با اروپایی و اروپایی با آمریکایی متفاوت است و … . به عبارت دیگر درختان بر مبنای قاره و نیز عرض جغرافیایی که در آن واقع شده اند رفتار ویژه ای به لحاظ رنگ برگ هایشان از خود بروز می‌دهند.

تغییر رنگ نشانه ای از شروع پاییز

اما چطور چنین چیزی ممکن است؟ راز این تفاوت رنگ ها در چیست؟

آیا این موضوع به ذهن تان خطور کرده است که تغییر رنگ برگ ها خود اولین نشانه پاییز است؟

هر ساله مردم با شگفتی به درختانی می نگرند که همزمان با فرارسیدن اواخر تابستان با تغییری جادویی و به یکباره از پهنه ای سراسر سبز به دنیایی متنوع و جورواجور از رنگ های گوناگون تبدیل می شوند.

این موضوع در شمال شرقی آمریکا آنچنان مشهود و شگفت انگیز است که میلون ها گردشگر پاییزی از سراسر جهان برای تماشای نمایشگاه هنرهای زیبای طبیعت به آنجا سفر می کنند.

با استفاده از این لینک می توانید پیش بینی چگونگی تغییر رنگ برگ های پاییزی را در سطح جنگل های کشور آمریکا را از ابتدای آگوست تا اواسط نوامبر مشاهده نمایید.

بدا به حال آنان که در مناطقی زندگی می کنند که از این نمایش های رنگی با شکوه محروم اند و خوشا به حال آنان که به بحث هایی از این دست مشغولند که کدام رنگ مورد علاقه آن ها ست و بیشتر آن ها را جذب می کند؟ زرد درخشان، نارنجی آتشین یا قرمز خوشرنگ، سرزنده و پر جنب و جوش؟

اما این به معنای نوعی انحصار در اقتصاد گردشگری رنگ های پاییزی نیست و بدان معنا هم نیست که این گردشگران تنها کسانی هستند که مات و مبهوت شگفتی های هزاران رنگ پاییز می مانند بلکه از آمریکا تا اروپا، از اروپا تا آلاسکا، از اروپا تا آسیا و از آسیا تا استرالیا مردم این فرصت را دارند تا از ترکیبی هنرمندانه از رنگ های متنوع پاییزی لذت ببرند.

برگ های رنگارنگ پاییز و تغییر آن ها
برگ های رنگارنگ پاییزی

اما مگر برگ با برگ و درخت با درخت متفاوت است که به یکباره برگ هایی که در تمامی نقاط و همه جنگل ها یکرنگ اند به شکلی معجزه آسا به شکل تابلویی رنگارنگ و به رنگ های گوناگون در می آیند و علاوه بر آنکه بیننده را به تحیر وامی دارند او را محو تماشای خود نیز می سازند.

اگر شما طرفدار رنگ قرمز هستید، ممکن است به این فکر کنید که چرا طبیعت در برخی سال ها بیش از اندازه از رنگ قرمز استفاده می کند در حالیکه در برخی دیگر آن را به کلی فراموش می کند.

در افسانه های بومی آمریکای جنوبی نقل شده که این رنگ های باشکوه از آسمان ها آمده اند: پس از آنکه شکارچیان خرس بزرگ را در آسمان کشتند خونش به پایین پاشید و برگ ها را قرمز کرد.

اما در خصوص برگ های زرد چطور؟ اعتقاد بومیان بر آن است که برگ های زرد، رنگ خود را از پاشیده شدن رنگ چربی خرس به بیرون قابلمه ای که در آن پخته می شد، می گیرند.

من به طبیعت بخاطر قوانین زیبا و در عین حال پایدار و مفید اعتماد دارم. بهار می کارد و پاییز درو می کند و این چرخه تا ابد ادامه دارد.

رابرت براونینگ

دلایل علمی تغییر رنگ برگ های درختان در پاییز

از بحث های زیباشناختی و اعتقادات عامیانه که بگذریم خالی از لطف نیست که با توجه به رسالت اصلی ما در لاولی ساینس به دلایل علمی این پدیده نیز یپردازیم؟

اگر توضیحات قبل حس کنجکاوی شما در خصوص دلیل تغییر رنگ برگ ها در پائیز را ارضاء نکرده است، جایی برای نگرانی نیست زیرا دانشمندان نیز دلایل خود را برای این پدیده دارند.

اما دلایل آن ها از جنس شکار و شکارچی، خرس و خوک نیست بلکه دلایل آن ها مواردی چون تغییرات شیمیایی، فتوسنتز، رنگدانه ها، نور خورشید، شر ایط آب و هوایی و موارد مشابه آن ها را در برمی گیرد.

برای درک کامل شیمی پشت این گالری رنگارنگ، باید دوباره به کلاس علوم دوره دبستان برگردیم و درس های آن را دوباره مرور کنیم.

تجزیه کلروفیل و آشکار شدن رنگ های پنهان

از درس علوم دوره دبستان به یاد دارید که برگ ها، ماده سبزی به نام سبزینه (کلروفیل) دارند. کلروفیل انرژی نور خورشید را جذب و گیاهان از این انرژی برای ساختن غذا استفاده می‌کنند.

سبزینه یا کلروفیل در برگ درختان

برای این عمل روزنه‌های برگ، کربن دی اکسید را از هوا گرفته و ریشه‌ها نیز آب و مواد محلول در آن را از خاک می‌گیرند و به وسیله‌ آوندها به برگ می‌رسانند.

به این عمل فتوسنتر گفته می شود به عبارت دیگر فرآیند غذاسازی گیاهان با استفاده از انرژی حاصل از نور خورشید، فتوسنتز نام دارد. در کلمه فتوسنتز، فتو به معنی نور و سنتز به معنی ساختن است.

 به بیان دیگر فتوسنتز به معنی ساختن با استفاده از نور است. پس درختان به برگ نیاز دارند زیرا برگها غذای کل درخت را تامین می کنند.

فرآیند فتوسنتز
عمل فتوسنتز

اما چگونه یک قطعه کوچک از یک درخت می تواند این کار را انجام دهد؟

گفتیم که این کار طی فرآیندی به نام فتوسنتز انجام می گیرد. برگ‌ها انرژی نور خورشید را به قندهایی تبدیل می‌کنند که درخت برای تغذیه مورد استفاده قرار می دهد.

کلروفیل یک ماده شیمیایی درون برگ (چه برگ های پهن و چه سوزنی) است که باعث سبز شدن آن می شود. این ماده شیمیایی انرژی نور خورشید را جذب می کند و به تولید غذا در فرآیند فتوسنتز کمک می کند.

کلروفیل مهم است زیرا به گیاهان کمک می کند تا از نور خورشید انرژی بسازند همان فرآیندی که فتوسنتز نامیده می شود.

در بخش بزرگی از سال، برگ‌ها به مثابه اسب‌های کار درختان عمل می کنند و دائماً دی اکسید کربن، آب و نور خورشید را در فرآیندی به نام فتوسنتز به انرژی تبدیل می‌کنند. در واقع کلروفیل دی اکسید کربن (CO2) و آب (H2O) را به قندهایی تبدیل می کند که درخت را تغذیه می کند.

چرا کلروفیل سبز است؟

کلروفیل سبز است زیرا این امکان را برای درختان فراهم می کند تا طول موج های آبی و زرد نور را جذب کنند، اما نه سبزی که به عقب منعکس می شود.

ماده ویژه این فرآیند، رنگدانه کلروفیل، همان چیزی است که به برگ ها رنگ سبز و روشن در بیشتر سال می دهد. اما در حالی که کلروفیل ستاره نمایش است، به شکل گیری رنگدانه های کاروتن و زانتوفیل نیز کمک می کند.

زانتو در یونانی به معنای زرد است و کاروتن به چیزهایی مانند هویج و زرده تخم مرغ رنگ نارنجی می دهد.

این دو رنگدانه همیشه در برگ ها وجود دارند و به جذب نور خورشید کمک می کنند و نور خورشید را برای فتوسنتز به کلروفیل منتقل می کنند.

در پاییز به دلیل تغییر در تعداد ساعات آفتابی روز و تغییر دما، برگ‌ها فرآیند تولید غذا را متوقف می‌کنند. کلروفیل تجزیه می شود، رنگ سبز ناپدید می شود و رنگ های زرد تا نارنجی نمایان می شوند و شکوه پاییزی برگ ها را به آن ها می بخشند.

پس رنگدانه های زرد و نارنجی که در پاییز می بینید، همیشه وجود دارند. آنها فقط پنهان هستند تا زمانی که تغییرات دیگری اتفاق بیفتد و اگر کلروفیل وجود نداشت در فصل های بهار و تابستان نیز قابل مشاهده بودند.

گاهی اوقات قندها در برگ به دام می افتند و رنگدانه های جدیدی تولید می کنند که در طول فصل رشد بخشی از برگ نبودند. این رنگدانه ها آنتوسیانین نامیده می شوند. رنگ‌های قرمز از رنگدانه‌های آنتوسیانین به دست می‌آیند.

در حالی که همه درختان حاوی کلروفیل، کاروتن و زانتوفیل هستند، همه آنها آنتوسیانین تولید نمی کنند. حتی آنهایی که آنتوسیانین دارند فقط در شرایط خاصی آن را تولید می کنند.

همزمان با شروع پاییز ممکن است تغییرات شیمیایی دیگری نیز رخ دهد و از طریق ایجاد رنگدانه های آنتوسیانین ترکیبات رنگی بیشتری را تشکیل گردد.

آیا می دانستید؟

بدون حضور کلروفیل در برگ درختان رنگ‌های طلایی، قرمز، زرد و قهوه‌ای روشن، رنگ‌های طبیعی آن ها در طول سال خواهند بود.

محرک رنگ پاییزی

محرک اصلی تغییر رنگ در پاییز ترکیبی از طول روز و دمای شب است. فصل‌ها تغییر می‌کنند زیرا مایل شدن و چرخش زمین باعث می‌شود نیمکره شمالی و جنوبی مقادیر متفاوتی از نور مستقیم خورشید را دریافت کنند.

قسمتی از زمین که نور مستقیم کمتری دریافت می کند، روز کوتاه تری دارد و دمای آن پایین تر است. وقتی روزها کوتاه تر می شوند، کلروفیل در برگ ها تجزیه می شود. آن وقت است که رنگدانه های نارنجی و زرد که پنهان بودند خود را نشان می دهند.

همچنین ممکن است رنگ های قرمز آتشین و حتی بنفش را نیز ببینید. بر خلاف زرد و نارنجی که پنهان شده بودند، رنگ های قرمز تیره تر ناشی از یک تغییر شیمیایی هستند.

قبلا بیان کردیم که همه برگ‌ها آنتوسیانین تولید نمی‌کنند، اما آن‌هایی که آن را تولید می کنند مطمئناً بر زیبایی هر چه بیشتر پاییز می افزایند!

برگ های پاییزی برخی از درختان فقط زرد رنگ است. برخی مانند بسیاری از بلوط ها، بیشتر رنگ های قهوه ای را نشان می دهند. برخی دیگر از درختان بلوط و گونه های مختلف زغال‌اخته به احتمال زیاد برگ هایشان قرمز می شود.

درختان افرا گونه های مختلفی دارند. افراهای قرمز دارای برگ های قرمز روشن می شوند اما افراهای قندی روشن تر و متمایل به نارنجی می شوند. درختان هیکوری و آسپن زرد طلایی خواهند شد.

همه این رنگ ها به دلیل مخلوط شدن مقادیر متفاوتی از باقی مانده کلروفیل و سایر رنگدانه های برگ در طول فصل پاییز است.

پس کوتاه تر شدن روز و بلندتر شدن شب و سردتر شدن آن سبب ایجاد یک سری تغییرات شیمیایی در برگ ها می شود که در تغییر رنگ برگ ها موثر است.

محافظت در برابر سرما

تصور می‌شود که آنتوسیانین‌های قرمز یا بنفش از برگ در برابر هوای سرد (دمای پایین)  یا آفاتی مانند شته‌ها محافظت می‌کنند.

وجود این ترکیبات رنگی ممکن است به درخت اجازه دهد تا با کاهش دما در پاییز، مجددا مواد مغذی با ارزش را برای مدت طولانی‌تری جذب کند، بنابراین آنها برای کمک به این فرآیند در برگ باقی می‌مانند.

به دلیل هوای خشک و کمبود نور خورشید، برگها در زمستان قادر به ادامه فتوسنتز نیستند، بنابراین درخت دو کار را انجام می دهد.

ابتدا یک لایه جداسازی از سلول های چوب پنبه مانند در پایه هر برگ تشکیل می دهد تا آن را از درخت جدا کند.

این کار توسط ترکیبی به نام اسید آبسیزیک (abscisic acid) که نوعی تنظیم کننده رشد است انجام می گردد. این ترکیب باعث توقف رشد و تشکیل سلول های چوب پنبه مانند در پایه هر برگ، قبل از ریزش آنها می‌شود. این امر باعث کاهش رسیدن آب به برگ می گردد و مواد شیمیایی باقی مانده در برگ ها را به دام می اندازد. این مواد به تدریج تجزیه می شوند و رنگ هر برگ را قبل از افتادن روی زمین تغییر می دهند.

دوم، تولید کلروفیل را متوقف می کند زیرا تا زمانی که روزها دوباره در بهار شروع به طولانی شدن نکنند، به این رنگدانه نیازی نخواهد داشت. با حذف کلروفیل، رنگدانه های زرد و نارنجی هم فرصتی برای درخشش پیدا می کنند.

آن لایه جداساز سلولی در پایه برگ را به خاطر دارید؟ هدف آن محافظت از درخت در زمستان سرد، جلوگیری از هدررفت رطوبت و خشک شدن درخت است.

هنگامی که لایه جداساز کامل می شود، در فرآیند تلاش درخت برای حفظ انرژی، برگ ها می ریزند. اما قبل از اینکه برگها بریزند و درخت گالری رنگی خود را ببندد، می خواهد تا آنجا که ممکن است قند و مواد مغذی را از برگهایش بیرون بکشد، جایی که آنتوسیانین وارد می شود.

اگرچه دانشمندان دلیل های مختلفی برای اینکه چرا برخی از درختان آنتوسیانین تولید می‌کنند و برگ‌های پاییزی تغییر رنگ می‌دهند، ارائه می‌کنند اما نظریه غالب این است که آنتوسیانین‌ها از برگ‌ها در برابر نور اضافی خورشید محافظت می‌کنند و درختان را قادر می‌سازد تا آخرین مواد مغذی باقی‌مانده را بازیابی کنند.

دلیل اینکه شما در طی برخی سال ها رنگ های قرمز خوش رنگ تری خواهید دید این است که نور زیاد خورشید و آب و هوای خشک باعث افزایش غلظت قند در شیره درخت می شود و درخت را تحریک می کند تا آنتوسیانین بیشتری را در آخرین تلاش برای جمع آوری انرژی برای گذراندن زمستان آزاد کند.

به عبارت دیگر این رنگ‌های قرمز تنها در سال‌هایی بیشر تولید می‌شوند که نور خورشید بیشتر بوده و هوا نیز خشک باشد. همین موضوع غلظت قند را در شیره درختان افزایش داده و آنتوسیانین بیشتری تولید کند.

این نکته جالب توجه است که هوای بسیار سرد (آب و هوای نزدیک به یخبندان)، اسیدی بودن خاک، سطوح پایین مواد مغذی و سایر عوامل استرس زا گهگاه سبب تولید سطوح بالاتر آنتوسیانین می شود.

اگر هوا به خصوص ابری و بارانی باشد، برگ های قرمز زیادی نخواهید دید. بدون نور زیاد خورشید، درختان نیازی به حفاظت اضافی و ایجاد رنگدانه های قرمز بیشتر ندارند بنابراین برای تولید آنها به خود زحمت نمی دهند.

در نتیجه اگر پاییز در برخی سال های تجلیگاه رنگ کمتری بوده و ترکیبات قرمز کمتر به چشم می آید باید امیدوار باشید که آب و هوا همکاری کند.

در غیر اینصورت باید با رنگ های زرد و نارنجی کنار بیایید یا در جستجوی زیبایی بی‌پایان برگ های رنگارنگ به جاهایی سفر کنید که شرایط برای بروز آن ها مساعدت تر است.

از آنجایی که این فرآیند تدریجی و در هر برگ متفاوت با دیگر برگ هاست، برگ‌های منفرد در مراحل مختلفی قرار می‌گیرند و بنابراین به تدریج و با سپری شدن روزهای پاییزی، یک درخت دارای برگ‌هایی با رنگ‌های بسیار متغیر خواهد بود.

اصولا در مناطق معتدل، زمستان های سرد خطری بالقوه برای برگ های درختان پهن برگ و سایر گیاهان چند ساله است، بنابراین این گیاهان برای کاهش صدمات و صرفه جویی در انرژی، برگ های خود را به صورت کنترل شده می ریزند. این رویداد معمولا با کاهش طول روز و کاهش دما در پاییز اتفاق می افتد.

آب و هوا

آب و هوا نیز بخش مهمی از تغییر رنگ است. بررسی ها نشان داده است که آب و هوا بر شدت رنگ تأثیر می گذارد.

در پاییز دما پایین می آید و هوا سردتر می شود و همچنین بارش باران و برف بیشتر می شود. تغییرات در این شرایط آب و هوایی می تواند در تغییر زودهنگام برگ ها و مدت زمان حفظ رنگ زیبای آن ها نقش ایفا کند.

دما، نور و منابع آب بر میزان و طول دوره رنگ برگ های پاییزی تاثیر دارند.

گفتیم که دمای پایین بالاتر از نقطه انجماد باعث تشکیل آنتوسیانین می شود که سبب ایجاد رنگ قرمز روشن در افرا می شود. با این حال، یخبندان زودرس رنگ قرمز درخشان را تضعیف می کند.

روزهای بارانی و یا ابری باعث افزایش شدت رنگ های پاییزی می شوند. بهترین زمان برای لذت بردن از رنگ پاییزی یک روز آفتابی، خشک و خنک (نه یخبندان) است.

تغییرات شدید و یکباره آب و هوا نیز می تواند روی برگ ها تأثیر بگذارد. برای مثال، خشکسالی یا یخبندان زودرس می‌تواند باعث شود که برگ‌ها قبل از اینکه زمان کافی برای تغییر رنگ داشته باشند، از درختان بیفتند.

بنابراین اگر کنجکاوید بدانید رنگ ها در پاییز امسال یا سال آینده چقدر دوام خواهند داشت، حتما از قبل مراقب آب و هوا باشید!

پس تاثیر آب و هوا بیشتر بر مقدار و درخشش رنگ هاست و شرایط آب و هوایی بر شدت رنگ موثر است.

فقط برگ های برخی از درختان می ریزد

آیا تاکنون به این موضوع فکر کرده اید که چرا برخی از درختان در تمام فصل های سال برگ هایشان سبز می ماند؟

همه درختان برگ هایی ندارند که در پاییز تغییر رنگ داده و بریزد. درختانی که این چرخه را طی می کنند، برگریز نامیده می شوند. درختان برگریز معمولاً دارای برگهای بزرگ و پهن هستند.

آنچه که در بخش های بیان کردیم تنها برای درختان “برگریز” صادق است. برخی از درختان در تمام طول سال برگ هایشان سبز می ماند که به آن ها درختان همیشه سبز می گوییم.

این درختان در تمام طول زمستان برگ های خود را حفظ می کنند و بنابراین هنوز برای تولید انرژی به کلروفیل نیاز دارند.

احتمالا به این نکته توجه کرده اید که برگ های درختان همیشه سبز معمولا کوچکتر بوده و اغلب دارای یک لایه مومی شکل بر روی برگ های خود هستند که به جلوگیری از هدررفت آب در زمستان کمک می کند، همچنین این درختان یک ماده شیمیایی تولید می کنند که از یخ زدگی آنها جلوگیری می کند! واقعا چقدر زرنگند!! نسیتند؟!

این درختان در تمام طول سال به دلیل وجود کلروفیل فراوان در هر یک از کلروپلاست‌های درون سلول های برگ، دارای برگ هایی به رنگ سبز پررنگ هستند.

به عبات دیگر درختان سوزنی مخروطی برای سبز ماندن در تمام سال با طبیعت سازگار شده اند و این درختان می توانند روند فتوسنتز را در زمستان نیز ادامه دهند.     

انواع سرو، کاج، سدر، شمشاد، بیشتر گونه‌های اکالیپتوس، برخی از گونه‌های بلوط و … در این دسته از درختان جای دارند.

درختان سوزنی برگ
درختان سوزنی برگ

یک نکته آن که اگرچه برگ های این دو نوع درخت متفاوت به نظر می رسند، اما هدف یکسانی دارند. درختان به برگ نیاز دارند زیرا برگها غذای کل درخت را تامین می کنند.

تغییرات دیگری نیز رخ می دهد

می دانیم که پس از تغییر رنگ، برگ ها از درختان می ریزند. سوال اینجاست که اگر رنگ برگ هایی که درختان را تغذیه می کنند، تغییر می کند و می افتند و فرآیند غذاسازی از طریق آن ها متوقف می شود پس درختان چگونه زنده می مانند؟

اساسا درختان چگونه برای زمستان آماده می شوند؟

با ظاهر شدن رنگ های پاییزی، تغییرات دیگری نیز در حال وقوع است. در نقطه ای که ساقه برگ به درخت متصل می شود، لایه خاصی از سلول ها ایجاد می شود و به تدریج بافت های نگهدارنده برگ را قطع می کند. در همان زمان، درخت شکاف ایجاد شده را می‌بندد، به طوری که وقتی برگ در نهایت توسط باد کنده می‌شود یا به دلیل وزن خود می‌افتد، یک جای زخم (scar) بر روی شاخه از خود به جای می‌گذارد.

درختان کمی بعد از تابستان رفتار خود را تغییر می دهند. با کاهش میزان نور خورشید، درخت شروع به ساختن یک لایه خاص از سلول ها بین هر برگ و شاخه متصل به آن می کند. همچنین درختان فتوسنتز را متوقف می کنند و تا آنجا که ممکن است مواد مغذی را از برگ ها دریافت می کنند.

 به زودی برگ به طور کامل از شاخه جدا می شود. هنگامی که برگ ها از شاخه جدا می شوند، به زمین می افتند.

پس با نزدیک شدن به پایان تابستان، کوتاه شدن روزها، بلندتر شدن شب، افزایش میزان تاریکی درختان را تحریک می کند تا برای نوعی خواب زمستانی آماده شوند.

در زمستان، درختان با مواد مغذی ذخیره شده در ماه های تابستان زندگی می کنند. هنگامی که دما افزایش می یابد و نور خورشید بیشتر می شود، چرخه دوباره شروع می شود!

بیشتر درختان پهن برگ شمال در پاییز برگ های خود را می ریزند. با این حال، برگ های قهوه ای مرده بلوط و چند گونه دیگر ممکن است تا زمانی که رشد دوباره در بهار شروع شود، روی درخت باقی بمانند.

در جنوب، جایی که زمستان‌ها معتدل است، برخی از درختان پهن برگ همیشه سبز هستند. یعنی برگها در زمستان روی درختان می مانند و رنگ سبز خود را حفظ می کنند.

پاییز بهار دوم است و هر برگ پاییزی به مثابه گلی بهاریست.
آلبر کامو

جمع بندی

در پاییز، درختان یک نمایش مد بسیار چشمگیر برگزار می کنند. برگهایی که در تمام تابستان سبز بودند شروع به قرمز، نارنجی و زرد شدن می کنند. اما این رنگ ها از کجا می آیند؟

سه عامل مهم در تغییر رنگ برگ درختان نقش آفرینی می کنند: رنگدانه های برگ، طول شب و روز و آب و هوا.

همه چیز از درون برگ شروع می شود. برگها به دلیل مواد شیمیایی به نام رنگدانه رنگ دارند و چهار نوع رنگدانه اصلی در هر برگ وجود دارد: کلروفیل (سبز)، زانتوفیل (زرد)، کاروتن (نارنجی) و آنتوسیانین (قرمز).

گیاهان با فرآیندی به نام فتوسنتز انرژی تولید می کنند. آنها دی اکسید کربن هوا، آب و نور خورشید را به انرژی و اکسیژن تبدیل می کنند. یک رنگدانه شیمیایی به نام کلروفیل نور خورشید را برای فتوسنتز جذب می کند و رنگ سبز برگ ها را سبب می شود. در فصل های بهار و تابستان میزان کلروفیل در برگ ها نسبت به کاروتن و زانتوفیل بیشتر است در نتیجه رنگ زرد و نارنجی را می پوشاند و برگ کاملا سبز است.

برگها در بهار و تابستان سبز هستند زیرا در این زمان است که مقدار زیادی کلروفیل تولید می کنند. نور خورشید در تابستان باعث می شود که برگها به تولید کلروفیل بیشتر ادامه دهند اما درختان به تغییرات محیطی خود بسیار حساس هستند.

با تغییر فصل و شروع پاییز، دما رو به کاهش می گذارد، روزها کوتاه تر می گردد و درخت نور کمتری دریافت می کند.

این یک سیگنال مهم برای برگ ها برای آماده شدن برای زمستان و توقف تولید کلروفیل است. درخت کم کم ارتباط خود را با برگ ها قطع می کند و مقدار کلروفیل کم می شود و رنگ های دیگر در برگ ها نمایان می شود.

هنگامی که این اتفاق روی می دهد، رنگ سبز شروع به محو شدن می کند و قرمز، نارنجی و زرد نمایان می شود و در نهایت برگ بر زمین می افتد.

کوتاه تر شدن روز و بلندتر شدن شب این تغییرات شیمیایی را سرعت می بخشد.

همچنین عامل سوم یعنی آب و هوا مقدار و شدت درخشش رنگ ها را تعیین می کند.

فعالیت (کاردستی پاییزی)

اگر دانش آموز هستید و یا به کارهای هنری و فوق برنامه علاقمند هستید شاید بخواهید خلاقیت و ذوق هنری خود را بکار بگیرید و با استفاده از برگ های درختان و حال و هوای فصل پاییز کاری متفاوت تر از همیشه انجام دهید.

به ما بگویید که:

  • اگر بیرون بروید و مجموعه ای برگ های پاییزی را جمع کنید با آن ها چه کارهایی می توانید انجام دهید؟
  • نظرتان در خصوص طراحی و ایجاد اولین درخت پاییزی تان چیست؟
نمونه ای از یک کاردستی پاییزی (منبع: ساینس اسپارک)

چند سوال

به نظر شما:

  • کدامیک از عوامل سه گانه در تغییر رنگ برگ درختان نقش مهمتری دارد؟
  • برای عمل فتوسنتز چه آزمایش هایی می توان طراحی کرد؟

در پایان اگر سوال یا ابهامی یا نظر و پیشنهادی در خصوص مطالب این مقاله دارید با ما اشتراک بگذارید.

همچنین یادتان باشد که از رنگ های پاییزی لذت ببرید زیرا تنها برای مدت کوتاهی در هر پاییز اتفاق می افتند.

منابع

وب سایت howstuffworks

وب سایت smokymountains

دانشنامه بریتانیکا

0 Comments

Submit a Comment

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

احتمالا شما هم این سوالات به ذهنتان رسیده است که: چرا رنگ برگ ها در پاییز تغییر می کند؟ این رنگ ها از کجا می آیند؟ چرا برگهایی که در تمام طول تابستان سبز بودند شروع به تغییر رنگ به قرمز، نارنجی و زرد روشن می کنند؟ اصولا چرا برگ درختان در پاییز می ریزد؟ […]
لوگو لاولی ساینس

مرجع آموزش های طراحی سایت با قالب Divi

مقالات مرتبط

با آگاهی از جدیدترین و بهترین مطالب علمی بروز بمانید

عضویت در خبرنامه

با عضویت در خبرنامه آخرین اخبار و اطلاعات مربوط به بروزرسانی های وب سایت را در ایمیل خود دریافت نمایید.

ما را در شبکه های اجتماعی دنبال نمایید

کاربران عزیز و همراهان همیشگی لاولی ساینس برای اطلاع از آخرین مطالب علمی منتخب و هر آنچه در لاولی ساینس می گذرد، ما را در شبکه های اجتماعی همراهی نمایید.