• Garrick
• garrottering
• gartner
• Gartnerhallen AL
• gartnerskoler
• garver
• garvestoffer
• garvesyre
• garving
• Gary
• Gary, Romain
• gas
• Gascogne
• gaseller
• Gaskell
• gass

Høstfargene

Årstidene skifter
Vi lever i et land med årstider fordi vi ligger langt fra ekvator. Jordaksen danner en vinkel med jordens rotasjonsplan rundt solen. Det fører til klare variasjoner i mengden sollys som vi her nord mottar underveis i løpet av en runde – dvs. i løpet av et år. I overgangsperiodene, da selve nivået for både temperatur og lys er under endring, legger naturen opp til en kommende vinter — eller sommer. Et svært synlig tegn på at noe skjer, er fargeendringene i trærnes blader om høsten. Vi ser hvordan løvtrær gjennom noen uker skifter fra grønt til gyllent; bladene blir gule, oransje, røde og brune. Særlig i fjellet, der skiftet er raskere, kan bjørkeliene og viddene få overveldende fargeprakt. Vi skal se litt nærmere på det som skjer når trærnes blader skifter farge om høsten.

Klorofyll
De grønne bladene på trær er et av grunnelementene i livet på jorden fordi de inneholder stoffet klorofyll. Klorofyllmolekylet lages i de grønne plantene når de får nok normalt lys og passende temperatur. De må ikke få for sterkt lys, da ødelegges klorofyllet. Det betyr at klorofyll brytes ned og bygges opp hele tiden på sollyse sommerdager. Dessuten må planten ha tilgang til visse basisstoffer som magnesium, jern, mangan, nitrogen og flere andre. Det store klorofyllmolekylet er satt sammen av organiske forbindelser omkring ett sentralt magnesiumatom (en komprimert kjemisk formel er C₅₅H₇₀MgN₄O₆).
Klorofyllmolekylene finnes i flate korn, kalt kloroplaster, i membraner i bladcellene.

Fotosyntesen
I klorofyllet i kloroplastene omdannes solenergi til kjemisk energi som siden driver plantenes livsfunksjoner: vekst, blomstring og frødannelse. Prosessen kalles fotosyntesen (av foto, ”lys” og syntese ”sammensetning”). Klorofyllet opptrer som en katalysator, dvs. som et stoff som deltar i en kjemisk reaksjon uten selv å bli brukt i sluttresultatet. Klorofyllet er ”lysfangeren”, stoffet som gjør at planten i det hele tatt kan nyttiggjøre seg energien i lyset.

Utgangspunktet er karbondioksid i luft, og vann som planten suger opp. I de kjemiske reaksjonene som er basis for livet på jorden slik vi opplever det i dag, bruker bladcellene solenergien og energifattige molekyler (vann og karbondioksid) og bygger opp energirikt, organisk stoff (glukose, en sukkerart). Sukkeret – og ”biproduktet” oksygen – er altså sluttresultatet av fotosyntesen. Siden vandrer denne energien gjennom næringskjedene i utallige fasonger, bundet i molekyler i levende celler i organismene.

Hvorfor er bladene grønne?
Klorofyll absorberer sollys, men ikke alt sollys, bare bestemte deler av det. Det hvite sollyset inneholder lys av alle bølgelengder. Klorofyllet absorberer lys praktisk talt bare fra de områdene vårt menneskelige øye oppfatter som blått og rødt (bølgelengder på 400-500 nm og 600-700 nm). Det er lysenergi akkurat på disse nivåene klorofyllet kan bruke. Lite eller ingenting absorberes av lys i de grønne og gulgrønne områdene i midten av spektret (bølgelengder på 500-600 nm). Friske, aktive blader reflekterer med andre ord det grønne lyset, og vi opplever bladene som grønne.

Fabrikk og lager
Om sommeren er et tre en sukkerfabrikk med utslipp av oksygen så lenge det er lyst. Råstoffene er vann og karbondioksid, kraften er sollys via klorofyllet. Andre næringsstoffer for å drive fabrikken og bygge de nødvendige rommene, kommer oppover og utover i treet gjennom kanaler i røtter, stamme, grener og blader. Produsert sukker vandrer fra bladet tilbake til treet. Det som ikke blir brukt til vekst, blir lagret. Når lys og temperatur faller om høsten, begynner treet oppbyggingen en membran ved bladfestet som stanser næringstransporten til og fra bladet. Både uttransporten av sukker og tilgangen på råstoff til bladet (til hele bladet, ikke bare til klorofyllet), bl.a. magnesium og nitrogen, dabber av og slutter. Dermed slutter bladet å danne klorofyll. Det klorofyllet som finnes i igjen bladet, brytes ned og blir borte. Sukkerproduksjonen slutter.

Hvorfor skjer fargeendringen om høsten?
Klorofyll er et grønt pigment i bladene. Når bladet slutter å danne klorofyll, blir det grønne pigmentet borte. Men det finnes atskillig flere pigmenter i trærnes blader, bl.a. karotenoider og antocyaniner. Om høsten får bladene farger som avhenger av hvilke pigmenter de har, hvilke de har mye og lite av, og hvordan produksjonen av de ulike pigmentene i bladet endrer seg.

Karoten er mer stabilt enn klorofyll. Det er et stort molekyl, C₄₀H₃₆, som finnes i kloroplastene sammen med klorofyllet, og det blir igjen der etter at klorofyllet er vekk. Karotenet absorberer særlig blågrønt og blått lys, og reflekterer lys i det gule området. Gulrøtter er farget av karoten. Det betyr at når klorofyllet er borte, gjør karotenet at bladet ser gult eller guloransje ut. En del trær har grønngule sommerblader, f. eks. bjørk. Det kommer av at karoten er merkbart til stede sammen med klorofyllet.

Antocyaninene absorberer særlig blått, grønt og blågrønt lys, mens de reflekterer rødt. Blader som inneholder antocyanin ser røde ut. Rødfargen i epler og roser, og filolettfargen i druer er eksempler på farging som også skyldes antocyaniner. Danningen av antocyaniner krever lys, og det er grunnen til at f. eks. epler ofte bare er røde på den ene siden. Antocyaninene er ikke stengt inne i kloroplastene, men dannes kjemiske reaksjoner mellom sukker og visse proteiner i cellen, og finnes oppløst i cellevæsken. Bjørk har ikke antocyaniner, mens eik og lønn ofte har høy produksjon av antocyaniner.
Antocyaninfargen varierer noe med surhetsgraden i oppløsningen; hvis pH er lav, blir fargen rødlig; ved stigende pH går fargen mot fiolett. Lav temperatur stanser klorofyllproduksjonen i bladene, og hvis det samtidig ikke er frost, men skarpt solskinn, og dessuten tørt, økes produksjonen av antocyaniner. I slike perioder om høsten, med milde, klare soldager og kalde netter, kan fargene bli virkelig sprakende.

Hvorfor?
Det er uklart hvorfor ny pigmentproduksjon settes i gang i bladene om høsten. Da skal jo likevel bladene falle av. Det er satt fram forskjellige teorier, som til dels også er testet. En teori går ut på at de rødlige fargene kan være et signal til insekter om å holde seg unna og ikke bruke treet som vinterbolig og –forråd; en annen at de rødlige fargene er ren beskyttelse av klorofyllet i perioden da aktiviteten, dvs. fotosyntesen, faller og viktige stoffer må reddes unna. Blant disse stoffene er nitrogen, en vesentlig bestanddel i proteiner i bladet (selve klorofyll inneholder ikke så mye nitrogen).
Et lite poeng i den forbindelse: Det viser seg at treslaget or beholder sine grønne blader helt ut. En mulig hypotese her er at or har egne organer (nitrogenknoller på røttene) som gjør at treet kan ta opp nitrogen direkte fra luft, i motsetningen til andre trær. En tredje teori er at de rødfargede stoffene er antioksidanter og dermed beskytter viktige molekyler, bl.a. DNA og proteiner, ved at skadelige kjemiske reaksjoner ikke settes i gang. En fjerde teori er knyttet til vann: Antocyaninene er vannløselige, og en oppløsning forsvinner ikke like lett fra bladet som vann alene, samtidig som en oppløsning har lavere frysepunkt.

Mens prosessene i bladet går mot slutten, har treet i mellomtiden forberedt et helt spesielt utvalg av celler ved bladfestet – ikke bare membranen som stanser strømmen av stoffer til og fra bladet. Ved bladfestet dannes det et sjikt av celler hvor celleveggene løses opp og stilken svekkes, etter hvert så mye at bladet kan falle av i et vindkast. Bladene blir etter hvert brune. Det skyldes oksidasjonsprosesser. De røde og gule pigmentene i bladet beskytter mot oksidasjon, slik at bladene blir brune først etter at bl.a. karotenoidene er brutt ned.

Og inne i kroken i bladfestet ligger allerede neste års blademne og venter på en vårdag …


Kilder og lenker:
Institutt for biologi, UiO
forskning.no
Science News Online
The Royal Society of Chemistry

Nyeste artikler

oktober 2006
Høstfargene

september 2006
Barneombudet

august 2006
Mexico

juli 2006
Rembrandt

juni 2006
Nepal

mai 2006
Alexander L. Kielland

april 2006
Arbeidsmiljøloven

Flere artikler