Miért zöld a falevél?

A növények egyik jellegzetes alkotóeleme a klorofill fotoreceptor, ami magába szívja a napfényt, majd az elraktározott energia segítségével fotoszintetizál. Az energia, víz és szén-dioxid egyvelege ezt követően cukorrá és oxigénné alakul, a növények pedig ezáltal tápanyaghoz jutnak. A látható fény spektrumában, azaz háromszázkilencven-hétszázötven nanométer hullámhosszon több olyan elkülöníthető tartományt találunk, melyeket az emberi szem különböző színként érzékel.

A levelekben lévő klorofil a kék és a vörös hullámhosszt nyeli el, míg a zöld visszaverődik a felületről, ezért látjuk zöldnek a leveleket.

Bár a klorofilon kívül a növények más zöld színt előhívó anyagot is tartalmaznak, a klorofil a legfontosabb. Valamint eltérő arányban, de minden levél tartalmazza a fotoreceptort. Ha pedig bizonyos leveleken fehéres-sárgás foltokat és csíkokat látunk, akkor az adott területre kevesebb klorofil jutott. Ősszel, amikor a lombhullatók abbahagyják a fotoreceptor termelését, a klorofil fokozatosan lebomlik, ezzel együtt a levelek fényelnyelő tulajdonsága is változik, és sárgás, barnás vagy vöröses színűvé változnak.

Bizonyos elméletek szerint a Föld kialakulásakor még nem a zöld szín volt a domináns, mivel a bolygón egykor nagy arányban éltek az archeák, melyekben a mikroorganizmusokban a zöld fényt elnyelő retinol termelte az energiát. Mivel az anyag visszaveri a kék és a vörös hullámhosszokat, az archeák lilának tűnnek.

Idővel azonban helyüket átvették a klorofilos organizmusok, mivel azok fotoreceptora jóval hatékonyabb. A klorofil ráadásul kevesebb fényt nyel el, így a növények kevésbé vannak kitéve a sugárzásveszélynek.

Ettől függetlenül persze léteznek lila árnyalatú növényfajok, melyekben ugyanúgy megtalálható a klorofil, csak éppen leveleik olyan további vegyületeket is tartalmaznak, melyek megváltoztatják a végső színt.

Miért sárgulnak be ősszel a falevelek?

A sokat emlegetett klorofil tehát kulcsszerepet tölt be a fotoszintézisben, hiszen ezen folyamat során a növények a napenergiát kémiai energiává alakítják, ami nélkülözhetetlen fennmaradásukhoz. Mivel a klorofil rendkívül instabil, azaz gyorsan lebomlik a sejtekben, ezért az élőlényeknek hő és napfény segítségével szintetizálniuk kell azt. Tavasszal és nyáron a levelekben lévő vegyületek közül klorofilt találunk legnagyobb arányban, ezért tűnnek zöldnek. Emellett a meleg időben egy auxin nevű hormon is termelődik, amely meggátolja egy parafaszerű sejtekből álló kéreg képződését. Az éjszakák hosszabbodásával azonban az auxin előállítása lassan megszűnik. A levelek szárában ezáltal kialakul egy réteg, ami elzárja a víz- és tápanyag-utánpótlást, illetve a szénhidrátok áramlását a levélből az ágak felé.

A levelek klorofilellátása megszűnik, és a sárga és vörös fényt visszaverő karotinok, a vörös és lilát visszaverő antociánok, illetve a sárgát visszaverő xantofillok válnak dominánssá, és megkezdődik az őszi színváltás.

A levelek egyébként csak ősszel termelnek antociánokat: kutatások szerint az anyag feladata egyfajta napvédő réteg képzése az őszre elgyengülő levelek számára. Ez elősegíti, hogy a levelek tovább fent maradjanak az ágakon, így a növény a lehető legtöbb tápanyagot vonhatja ki belőlük. Az őszi színeket emellett az időjárási tényezők, illetve a talaj nedvessége is befolyásolja. A hűvös levegő és a sok napfény kedvez az antociánok előállításának; a folyamat végén a szárban lévő elzáró réteg annyira kiszárad, hogy a levél lehullik a fáról, bár előfordul, hogy egy-egy levél az ágakon marad. Ha pedig kíváncsiak vagyunk, vajon mennyi levélnek ad otthont egy fa, az adatok beírása után egy online kalkulátor kiszámolja nekünk.