سر ألوان الخريف

مع اقتراب فصل الخريف تتبدّل ألوان أوراق الأشجار لتصل إلى تلك الألوان الخريفية المتعدّدة المحيرة، النابضة بالحياة. وبرَغم أنّه قد تبدو هذه التبدلات ظاهرياً أمراً بسيطاً إلا أنّ هذه الألوان المتعددة المشرقة والمليئة بالحيوية تنتُج عن العديد من المركبات الكيميائية، نوضّح مجموعة منها في المقال التالي:

ولكن قبل مناقشة المركّبات المختلفة التي تسبّب ظهور الألوان المختلفة لأوراق الخريف علينا أن نوضّح كيف تتكّون ألوان هذه المركّبات أصلاً. للقيام بذلك علينا دراسة الروابط الكيميائية التي تحتويها هذه المركبات الكيميائية والتي قد تكون روابط أحادية تتألف من زوج الكتروني تشاركي واحد يجمع بين الذرات المتجاورة، أو قد تكون روابط مضاعفة تتألف من زوجين من الالكترونات التشاركية تجمع بين الذرات المتجاورة. وتحتوي الجزيئات التي تسبب ظهور الألوان في أوراق الخريف نوعاً من الروابط المضاعفة والأحادية المتبادلة، ويشار إلى تلك العملية بالاقتران Conjugation. عندما تحدث عمليات الاقتران بين الروابط بكثرة في مركب كيميائي ، يصبح المركّب قادراً على امتصاص أطوال الموجات الضوئية في مجال الطيف المرئي، ممّا يسبب ظهور اللون.

الكلوروفيل Chlorophyll:

الكلوروفيل هو المركب الكيميائي المسؤول عن اللون الأخضر المعتاد لمعظم الأوراق. يوجد هذا المركب في الصانعات الخضراء Chloroplasts في خلايا الورقة، وهو المركب الأساسي في عملية التركيب الضوئي التي يقوم النبات من خلالها باستخدام الطاقة التي يمتصها من أشعة الشمس لتحويل ثاني أوكسيد الكربون والماء إلى سكريات. تحتاج الأوراق لإنتاج الكلوروفيل إلى أشعة الشمس ودرجة حرارة دافئة. ومع نهاية فصل الصيف، ينخفض مقدار الضوء ويتباطأ إنتاج الكلوروفيل، كما يبدأ الكلوروفيل المتكوِّن سابقاً بالتحلل. نتيجةً لهذه العمليات تظهر مركبات جديدة في الأوراق تؤدّي إلى تغييرات في ألوانها السابقة.

الكاروتينوئيدات والفلافونوئيدات Carotenoids and Flavonoids

تُعتبر الكاروتينوئيدات والفلافونوئيدات مجموعتان كبيرتان من المركبات الكيميائية. تتواجد هذه المركبات في الأوراق مع الكلوروفيل، لكن تخفي المستويات المرتفعة للكلوروفيل التي تتواجد في الأوراق خلال فصل الصيف لون هذه المركبات. ومع تحلّل الكلوروفيل واختفائه من الأوراق خلال فصل الخريف يصبح لون هذه المركبات أكثر وضوحاً. تساهم كلا المجموعتين في ظهور اللون الأصفر، وتساهم الكاروتينوئيدات في ظهور اللونين البرتقالي والأحمر أيضاً. تتحلّل هذه المركبات أيضاً مع الكلوروفيل مع تقدم فصل الخريف ولكن بمعدلٍ أبطأ من تخرّب الكلوروفيل فتصبح ألوانها ظاهرة تماماً. تشمل الكاروتينوئيدات ذات الألوان الواضحة في الأوراق مركب بيتا- كاروتين Beta-carotene وهو المركب الذي يعطي الجزر لونه البرتقالي، مركب لوتئين Lutein الذي يعطي صفار البيض لونه الأصفر، مركب ليكوبين Lycopene الذي يعطي الطماطم لونها الأحمر.

الأنتوسيانينات Anthocyanins

الأنتوسيانينات هي مركبات كيميائية تنتمي إلى مجموعة الفلافونوئيدات. على عكس الكاروتينوئيدات، لا تتواجد الأنتوسيانينات في أوراق الأشجار خلال دورة حياتها السنوية. عندما يخفُّ ضوء النهار، يبدأ إنتاجها في الأوراق مع ازدياد تركيز السكريات بالمشاركة مع ضوء الشمس. ولازال الدور الأساسي الذي تقوم به في الأوراق غير واضح. تقترح إحدى النظريات أنّ هذه المركبات تقوم بدور الحماية من الضوء، بحيث تسمح للأشجار بحماية أوراقها من الضرر الذي قد يسببه الضوء، الأمر الذي يطيل من عمر الورقة قبل سقوطها. أما فيما يتعلق باللون الذي تساهم هذه بإعطائه المركبات للأوراق، فهي ألوان مختلفة متدرجة بين الأحمر والأرجواني. تتأثر ألوان هذه المركبات بحموضة النسغ في الأشجار ممّا يعطي الكثير من التدرجات اللونية.

المصدر:

هنا