Tajemství barev podzimního listí

sobota 31. říjen 2009 20:51

Mnoho stromů na podzim shazuje listy. Na konci řapíku se tvoří vrstva buněk (na obrázku níže je obarvena červeně), která list od stromu doslova odstřihne. Není teda pravda, že "podzimní vítr listy rve", jak praví básník - ale stromy se listů samy aktivně zbavují, aby omezily výpar, protože jejich kořeny nemohou v zimním období zajišťovat dostatek vláhy. Životnost jehlicovitých listů je oproti listům listnatých stromů značná, až deset let. Pevná pokožka jehličí zabraňuje nadměrnému odpařování vody a povrch jehlic je často chráněn ještě voskovou vrstvou. Z listnáčů neopadávají pouze listy kožovité či ostnité, jako má stálezelený keř zimolez nebo cesmína ostrolistá, pěstovaná v parcích.

S odcházejícím létem klesá aktivita fotosyntézy a pomalu se začíná rozkládat i zelený chlorofyl. Ten uvolňuje místo pro žlutá a oranžová barviva, která se nazývají karotenoidy. Tato barviva jsou obsažena také v paprice a mrkvi (tzv. karotce) a jsou proti rozkladu podstatně odolnější, takže zůstávají v listech i po rozkladu chlorofylů. V listech se tvoří proto, že tvoří stabilní molekuly, které odfiltrovávají ultrafialovou složku slunečního záření, která by jinak chlorofyl poškozovala. V horkých polopouštích listy stromů opadávají také v obdobích letního sucha a i tomuto spadu může předcházet "podzimní" zbarvení. 

Vrstva červených buněk na konci řapíku list oddělí od stromu

V listech se krom toho nachází mnoho důležitých látek - cukrů, bílkovin a minerálních látek, které by byly po opadu listů ztraceny. Proto před tím, než list opadne, je alespoň část těchto látek odvedena z listů do vytrvalých částí rostliny: do větví, kmene a kořenů, kde jsou po dobu zimního klidu uloženy. Na obrázku níže je vlevo struktura zeleného barviva chlorofylu a vpravo žlutého barviva, které vzniká v listech nebo dozrávajících banánech částečným rozpadem molekuly chlorofylu.

Struktura žlutého barviva vznikajícího rozkladem chlorofylu

Červené zabarvení jeřábů a některých odrůd  javorů či buků ("Atropurpureum") způsobují přírodní barviva anthokyany. Ta jsou u těchto druhů obsažena v takové míře, že zůstávají viditelná po celou dobu vegetace (viz obr. níže). Existuje teorie, že se červenou barvou stromy snaží maskovat před škůdci, kteří do jejich kůry na podzim zalézají. U některých dřevin (zejména dubů) se na podzim ukládá v listech i větší množství tříslovin, které srážejí bílkoviny a proto jimi rostliny odpuzují škůdce - jejich přítomnost pak dodává listům hnědé zbarvení. Tím vznikají různé škály podzimních barev od žluté až po červenohnědou.  K pestřejšímu vybarvení listů přispívají nejméně tři faktory: sucho, intenzita slunečního záření a chlad - nikoliv však mráz, který narušuje tvorbou ledových krystalků povrch buněk a tvorbu především červených barviv. Ne každým rokem je podzimní krása stejná a nejpestřejší se listy stanou, když dojde k souběhu všech příznivých podmínek současně.

Rudý japonský javor Atropurpureum má listy červené po celý rok

Anthokyany jsou také základní barvivo rybízu nebo červeného vína a jsou obsaženy v mnoha květech, které mají červenou až fialovou barvu. Jejich chemické názvy jsou často velmi složité a krkolomné, a historie jejich vzniku rovněž. Například anthokyan delfinidin (jeho přesný chemický název je 2-[3,4-dihydroxy-5-(3,4,5-trihydroxy-6-hydroxymethyl-tetrahydro-pyran-2-yloxy)-fenyl]-5,7-dihydroxy-3-(3,4,5-trihydroxy-6-hydroxymethyl-tetrahydro-pyran-2-yloxy)-chromenylium) nemá nic společného s delfíny - ale svoje jméno dostal podle rostliny Ostrožky stračky Delphinium staphisagria z čeledi pryskyřníkovitých, která zase svoje jméno získala podle tvaru květů - jejich ostruha ("ostroha") má tvar skákající ryby.

Porovnání barvy anthokyanu v zásaditém, neutrálním a kyselém roztoku (vpravo)

Anthokyany jsou zajímavé tím, že snadno mění barvu. Barviva z černého rybízu nebo kompotu červené řepy v kyselém roztoku (např. octa, nebo citronové šťávy zčervenají, v zásaditém (tzv. alkalickém) roztoku, kde je koncentrace vodíkových iontů nízká, získávají fialovou až modrou barvu. Pokud se v barvivu elektrony stanou nepohyblivé, stane se molekula pro světlo průhledná a tím bezbarvá. Díky tomu štáva z rybízu nebo červené řepy po přidání zásaditého roztoku sody zmodrá, v ještě zásaditějším prostředí přechází na žlutou leukobázi (z latiny "basis "= zásadní, zásaditý, "leukos" - bílý, bělavě zbarvený), protože odštěpení vodíkového iontu doplní v molekule chybějící elektrony a tím znemožní jejich pohyb (asi jako když cestující obsadí v tramvaji všechna volná místa ke stání).

Rostliny změny svých barev často používají pro řízení přístupů opylovačů ke květům v průběhu odkvétání, aby přilákaly ke květům co nejvíc různých druhů opylovačů současně. Po opylení přestávají květy tvořit nektar a tím i lákat opylovače - jenže tuto změnu by opylující hmyz zaznamenal až po návštěvě každého květu. Proto se po opylení rovněž mění chemické složení květů a tím i jejich barva a tím je hmyz upozorňován především na čerstvé květy, které potřebují jeho návštěvu přednostně.  

Creative Commons License
Blog, jehož autorem je Milan Petřík, podléhá licenci Creative Commons Uveďte autora-Neužívejte dílo komerčně-Zachovejte licenci 3.0 Česko.

Milan Petřík

holečekxxxxx19:341.11.2009 19:34:17
PetrikSamozřejmě děkuji...14:371.11.2009 14:37:38
Vojtěch HarokPane kolego13:271.11.2009 13:27:54
ZuzkaBarevné listí12:091.11.2009 12:09:04
seniorPřipojím se !10:301.11.2009 10:30:54
Lída V.Panebože,23:1931.10.2009 23:19:33
MartinPochvala23:0031.10.2009 23:00:44

Počet příspěvků: 7, poslední 1.11.2009 19:34:17 Zobrazuji posledních 7 příspěvků.

Milan Petřík

Milan Petřík

Aktuality a postřehy ze světa vědy

Astronomie, fyzika

REPUTACE AUTORA:
0,00

Seznam rubrik