Af hverju koma haustlitirnir?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Af hverju koma haustlitirnir?
Hér er einnig svarað spurningunni Hver er gerð og hvert er hlutverk litarefna í plöntum?

Haustlitir eru aðallega af tveimur efnahópum: karóteníðar og antósíanín. Til fyrri hópsins, karóteníða, teljast aðallega gul (xantófíl) og appelsínugul (karótín) litarefni en einnig er til rautt litarefni í þessum hópi efna. Mismunandi karóteníðar litarefni eru mjög svipuð efnafræðilega, þar sem þau eru mynduð í grænukornum af fítóín efnasambandinu sem er byggt úr 40 kolefnis-sameindum. Karóteníðar litarefni eru vatnsfælin og oftast staðsett með blaðgrænu á himnukerfi grænukorna. Fyrir utan haustblöðin, finnast karóteníðar litarefni sem beta-karótín í gulrótum, líkófín í tómötum og lútín í maískorni.

Seinni hópurinn, antósíanín, er stór hópur sameinda sem hefur fjölbreytileg hlutverk í plöntum. Þau eru best þekkt sem litarefni blóma og ávaxta. Þau eru vatnsleysanleg efnasambönd sem geymast í safabólum plöntufruma. Þannig getur litablær breyst eftir sýrustigi í safabólum eða eftir lögun fruma. Dæmi um antósíanín í blómum eru síanídín í rós og petúníu (rauður, blárauður), pelargónídín í hortensíu (bleikur, laxbleikur, appelsínugulur), og delfínídín í lúpínu (blár, fljólublár). En í laufum og haustblöðum eru litarefni þessa hóps aðallega rauða efnið síanídín.

En af hverju koma haustlitirnir? Sólarljós ræður mestu í því sambandi, en hiti getur einnig haft veruleg áhrif á myndun litarefna. Sumar plöntur mynda til dæmis rauðan lit (antósíanín-síanídín) í laufblöðum á haustin en hversu sterkur liturinn verður fer eftir hitasveiflu. Rauði liturinn getur verið mjög sterkur ef dagshiti á hausti er hár og næturhiti miklu lægri. Þetta gerist sjaldan í Reykjavík.

Plöntur skynja haustið löngu áður en við sjáum litabreytinguna, líklega um leið og dag tekur að stytta. Fjölærar plöntur sem vaxa í tempraða beltinu á jörðinni þurfa að kunna að undirbúa sig fyrir veturinn, annars lifa þær ekki af. Þær þurfa að mynda blóm nógu snemma svo að fræin hafi tíma til að þroskast. Þær þurfa að "vita" hvernig og hvenær á að undirbúa sig fyrir veturinn, til dæmis verða margar trjá- og runnategundar að hætta að vaxa en flytja afurðir ljóstillífunar í örugga geymslu annars staðar, til dæmis í rótunum. Þær verða að fella laufblöð, en þó ekki fyrr en þær hafa lokað fyrir sárið sem myndast þannig að greinar eða stofnar verði ekki opnir fyrir vatnstapi, skemmdum eða sýkingu. Plönturnar þurfa að gera þetta allt í réttri röð og á réttum tíma.

Plöntur búa yfir innri klukku (circadian clock) eins og við. Klukkan stjórnar líffræðilegri starfsemi í samræmi við sólarhring og árstíma. Hjá plöntum stillir sólarljósið klukkuna. Kerfið er afskaplega flókið, þar sem margir ljósviðtakar og mismunandi boðferlar eru tengdir, þannig að ef eitthvað fer úrskeiðis getur annað tekið við. Í stuttu máli eru tvenns konar hópar efna í plöntufrumum sem skynja ljós: fítókrómar (næm fyrir rauðu og innrauðu ljósi) og kriptókrómar (fyrir blátt og útblátt ljós af gerðinni UV-A). Plöntur skynja bæði magn ljóssins (fjölda ljóseinda) og gæði þess (mismunandi bylgjulengdir). Þær geta skynjað daglengd eða skiptingu milli dags og nætur, og þannig skynja þær mismunandi árstíma.

Þegar dag tekur að stytta, sendir innri klukkan merki um að breyta frumustarfsemi smám saman og undirbúa plöntuna fyrir veturinn. Ljósmagn minnkar við styttingu dags og ljósgæði breytast þegar sólin er lágt á lofti. Ákveðnir ljósviðtakar taka til starfa og ný frumustarfsemi fer í gang. Litarefnin antósíanín myndast á sama tíma og blaðgræna brotnar niður. Þessi litarefni vernda laufblöð gegn sterku ljósi og geislun. Þar sem blaðgræna er ekki lengur til staðar, er það ljósmagn sem vanalega kemur af stað ljóstillífun orðið að álagi eða streitu fyrir plöntuna. Laufblöðin eiga margt eftir að gera áður en þau deyja og falla, og sterkt ljós getur skemmt frumur. Myndun litarefna karóteníða eykst, en þetta er forveri plöntuhormónsins ABA (absisik-sýra). ABA-hormónið kemur í gang undirbúningi fyrir vetrardvala, eins og myndun og flutningi prótína og lípíða sem næringarforða, þurrkun fruma, og fleira.

Þetta er líffræði haustlitanna.

Fjallað er um litarefnið blaðgrænu í svari sama höfundar við spurningunni Hvers vegna eru plöntur grænar en ekki fjólubláar eða svartar?

Mynd: Images and random information from outdoor Norway...