Efteråret

Når efteråret sætter ind i begyndelsen af oktober måned, så forbereder planterne sig til den mørke vinterperiode, bladene på træerne så ændrer deres farve og skoven ændre hermed sin farve fra mørkegrøn til de smukkeste orange, røde, gule farve et smukt og betagende syn. I denne artikel vil  vi forklare lidt om skovens efterårsfarve.

Bladene indeholder mange forskellige organiske stoffer, nogle af de organiske stoffer der er med til at give bladenes deres farve ses i tabellen herunder.


Tabel: Farvepigment i bladene:
 

Pigment

 Organiskestoffer

Farve

Porphyriner

chlorofyl

Grøn

Carotenoider

caroten og lycopen

xanthofyl

Gul, orange, rød

Gul

Flavonoider

flavon

flavonol

anthocyanin

Gul

GUL

rød, blå, Lilla, magenta

Klorofyl A. 

Det der giver bladene deres grønne farve er Klorofyl A.  Den grønne farve fås fordi bladene reflekterer den grønne farve og absorberer de andre. Solens lys indeholder alle farver, tænk f.eks. når vi ser en regnbuen på himlen. Når sollyset skinner på bladene, så absorberes de røde og blå farver, det lys der reflekteres fra bladet indeholder derfor ikke disse farve nuancer og bladet kommer til at se grønt ud, netop den farve der ikke absorberes.


 

Klorofyl molekylet er et stort organisk molekyle (C55H70MgN4O6). Klorofylet er placeret i nogle tallerken lignende organeller der kaldes chloroplaster ( på dansk grønkorn) og chloroplasterne ligger i de celler der beklæder det yderste af bladene. Det er i chloroplasterne at fotosyntesen foregår. Fotosyntesen er en proces hvor lysenergi omdannes til kemiskenergi. I chloroplasterne, opfanges lysenergien i klorofylet, en energi som planterne bruger til at omdanne kuldioxid og vand til sukkerstof og ilt.

6 CO2 + 12 H2O
lys
6 O2 + C6H12O6 + 6 H2O
--
klorofyl

 

Klorofyl A og B

Kør musen over billedet og se klorofyl B.

De to klorofyl molekyler varierer ikke ret meget. Klorofyl A har en methyl-gruppe og klorofyl B har en aldehyd-gruppe (begge markeret med blå farve). Begge klorofyl-former er tilstede i planternes blade. Som det fremgår af absorptions figuren herunder, så er der en væsentlig forskel i deres absorption af lys, der er dog ingen af dem der absorberer grønt lys.

Klorofyl er ikke et stabilt molekyle, stærkt sollys er med til at nedbryde klorofylet, derfor så producerer bladene hele tiden nyt klorofyl for erstatning for det klorofyl der nedbrydes. For at kunne producere klorofyl skal planterne bruge solenergi og rimelig høje temperaturer - derfor kan planterne om sommeren godt erstatte det nedbrudte klorofyl, men når temperaturen falder og dagen bliver kortere vil planterne få svære og svære ved at erstatte det nedbrudte klorofyl Når mængden af grønt klorofyl falder i bladene så træder nogle af de andre pigmenter frem..

Absorptionsspektrum for Klorofyl A og B, som det fremgår af absorptionskurven, så absorberes lyset ikke i den grønne bølgelængde område.

 


kør musen over billedet for at se spektrum for klorofyl B

 

De andre pigmenter

Carotene er et af de andre pigmenter der findes i chloroplasterne hos mange planters blade, Caroten absorberer lys i det blå-grønne og blålige spektrum. Derfor opfattes blade med megen Caroten at være gule. Caroten er et stort molekyle  C40H36, opbygget af isopren enheder og derivater. Det betyder også at når både klorofyl og Caroten er tilstede i et blad, så absorberes det røde, blå-grønne og blålige lys og bladet synes meget grønt.. Carotens funktion i bladet er at hjælpe klorofyllet med at absorbere energi fra sollyset der skinner på bladet. Den energi der absorberes af Caroten transporteres til klorofyllet hvor det bruges i fotosyntesen.Da Caroten er et betydeligt mere stabilt molekyle, så vil det stadigvæk være tilstede i bladene når klorofyllet om efteråret efterhånden mindskes i bladene, da der derfor efterhånden bliver mere Caroten end klorofyl vil bladene skifte farve fra grøn mod gul.

En anden gruppe af pigmenter i mange planters blade er Anthocyaninerne. Anthocyanin absorberer blå, blå-grøn, og grønt lys. Når bladet derfor indeholder meget anthocyanin i forhold til de andre to pigmenter vil bladet være rødt. Tilforskel fra klorofyl og Caroten så er anthocyaninet ikke fæstnet til celle membranen, men er opløst i cytoplasmaet og  er pH afhængig. Det betyder at hvis cytoplasmaet er surt er farven rød, er cytoplasmaet neutral er farven lilla og hvis cytoplasmaet er basisk er farven blå.

Det er anthocyanin pigmenter der f.eks. er skyld i æblernes røde skin. Anthocyanins dannes ved en reaktion mellem sukker og proteiner i cytoplasmaet, reaktionen sker først når sukkerkoncentrationen er høj og ved tilstedeværelse af sol Tænk engang på æbler den side der hænger i solen bliver rød (anthocyanin) og den anden side grøn-gul.

Isopren er en af byggeklodserne i Caroten

Anthocyanin

Anthocyanin ændre sig kemisk ved forskellige pH-værdier

Kør musen over pH-skalaen

Alt i alt. planternes blade producerer  sukker og ilt, ved hjælp af klorofyllet og så længe koncentrationen af klorofyl er højt, er bladene grønne - klorofyllet nedbrydes hele tiden men dannes også hele tiden, da bladene modtager næringsstoffer og vand fra jorden via rødder og phloem.

Det sukker som dannes ved fotosyntesen bruges til  at opbygge mere af planten, med andre ord planten vokser. Dette kan planten gøre hele sommeren, men når dagene bliver kortere og temperaturen falder, så begynder planten at danne en barriere mellem grenen og bladet desuden dannes der i en bestem del af bladstilken  en brudzone hvor celle væggene efterhånden bliver geleagtig. Næringsforsyningen til baldet bliver herved reduceret og når nærings forsyningen til bladet falder kan bladet ikke producere nok klorofyl og den grønne farve bliver mindre kraftig, samtidig med at de andre pigmenter begynder at ses tydeligere, bladet bliver gul - rødt.

Når bladet ikke kan komme af med sukkerstoffet så dannes der anthocyanin hvilken giver en rød farve (se tabel).  Hvis bladet i forvejen indeholder megen Caroten, som hos Birketræer, så bliver bladene gule når klorofyl koncentrationen falder. Til sidst er bladstilken blevet så geleagtig at bladet falder af, inden bladet falder af træet, så gemmer planten magnesium (Mg)fra det nu nedbrudte klorofyl i næste års bladknopper.

Hvert efterår falder der milliarder af tons blade af træer på den nordlig halvkugle. Disse blade giver næring til svampe og mikroorganismer og læ til insekter, pindsvin og mange andre dyr. I en gennemsnitlig bøge skovbund falder der ca. 3 tons blade hvert år pr. hektar (100 meter x 100 meter) svarende til ca. 300 tons pr. km2  , til at nedbryde disse blade er der 350 kg svampe pr. hektar svarende til 35 tons pr. km2   og der er 40 kg. bakterier og 40 kg smådyr pr. hektar svarende til 4 tons. bakterier og 4 tons smådyr pr. km2   .  Af den energi der findes i de nedfaldne blade, så udnytter smådyrene ca. 4 % af energien mens den resterende energi udnyttes af svampe og bakterier.

Nyd efteråret

De smukkeste efterårsfarver fås når vejret er solrigt, temperaturen er over frysepunktet og det er tørt vejr, for alle disse faktorer er med til at fremme produktionen af anthocyanin og samtidig er det jo det vejr det er bedst at gå en tur i skoven

 

Tekst og foto: Biolog Lars A. Clark