Yaprak döken ormanlar sonbaharda rengarenk bir tabloya dönüşüyor. Araştırmacılar, ağaçların ilkbaharda yeşile dönme ve sonbaharda daha erken sararma olasılığının daha yüksek olduğunu gözlemliyor. İklim değişikliğinin nasıl bir etkisi var? Peki neden yapraklar renk değiştiriyor?
Bir ağacın yaprakları ölmeden kısa bir süre önce, onların içinde hayat titreşir. Sonbaharda yapraklar güneşte sarı ve kırmızı renkte parlar. Ağaçtan düşüp kurumadan kısa bir süre önce, yapraklardaki metabolizmanın şu anki kadar aktif olduğu bir dönem neredeyse yoktur. Yaprak artık daha önce sentezlenmemiş yeni maddeler bile oluşturuyor.
Kiel Üniversitesi'nden botanik profesörü Karin Krupinska, “Sonbaharda yaprakların değişen rengi, kuzey enlemlerindeki yaprak döken ağaçlar için hayati önem taşıyor” diyor. “Bu, büyük bir geri dönüşüm sürecinin dış işaretidir.” Ancak biyologların uzun süredir düşündüğünden farklı çalışıyor.
Yaprakların dökülmesinin nedeni kışın elverişsiz hava koşullarıdır. Krupinska, “Bir ağaç donmuş topraktan su çekemez” diyor. Kuraklık olduğunda da aynı sorun ortaya çıkıyor. Her iki durumda da damarlarda emboli oluşabilir. Bir yaprak stomalardan su salar. Bu, suyu tesis içerisinde taşıyan bir emme kuvveti yaratır.
İsviçre ETH Zürih Küresel Sistem Ekolojisi Profesörü Constantin Zohner, “Bir su şeridi kökten yaprağa kadar uzanıyor” diye açıklıyor. “Aşağıdan su gelmezse su kesilebilir. Daha sonra ağacın bu geminin beslediği alanları kurur.”
Ayrıca birçok türün yaprakları hassastır. Krupinska, “Çoğu o kadar hassas ki don nedeniyle yok olacaklar” diyor. Buna karşılık, kozalaklı ağaçların veya sarmaşık gibi yaprak dökmeyen yaprak döken bitkilerin çoğunun dış tarafında aşırı buharlaşmaya ve donmaya karşı koruma sağlayan kalın bir koruyucu katman bulunur. Sonbaharda iğnelerini döken tek yerli tür karaçamdır.
Krupinska, “Kışın koşulların özellikle sert olduğu yüksek dağlardan geliyor” diyor. “Enerji açısından iğneleri dökmek daha ucuz olabilir çünkü onları kışa dayanıklı hale getirmek çok fazla çaba gerektirir.” Ağaçlar kışla başa çıkmak için farklı stratejiler geliştirmiştir. Buna karşılık sıcaklıkların tüm yıl boyunca sıcak olduğu yerlerde ağaçlar sonbaharda yapraklarını dökmezler.
Ancak daha soğuk bölgelerde, yaprak döken ağaçların kıştan önce – yere düşmeden önce – fosfor, nitrojen, kükürt, eser elementler – mümkün olduğunca çok sayıda değerli maddeyi yapraklardan kurtarması önemlidir. Önce klorofil parçalanır. Büyüme mevsimi boyunca yapraklar yeşil renktedir çünkü bu pigmenti büyük miktarda içerirler. Klorofil, fotosentez sırasında ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür. Glikoz su ve karbondioksitten, oksijen ise yan ürün olarak üretilir.
Klorofil de bitki için çok tehlikelidir
Bu süreç, tüm bitkilerin ve dolayısıyla tüm hayvanların besin kaynağıdır ve açığa çıkan oksijen olmadan hiçbir canlı nefes alamaz. Innsbruck Üniversitesi'nden emekli organik kimya profesörü Bernhard Kräutler, “Aynı zamanda klorofil bitki için çok tehlikelidir çünkü ışık enerjisini oksijene de aktarabilir” diyor.
Reaktif oksijen türleri bu şekilde yaratılır. Kräutler, “Çok agresif bir hücre zehiri” diyor. Klorofilin bu tehlikeli özelliği nedeniyle bitkiler onu diğer pigmentlerle, özellikle de karotenoidlerle kaplayarak proteinlere bağlarlar. Sonbaharda artık tehlikeli molekülü etkisiz hale getirmenin zamanı geldi.
Kräutler, “Uzun yıllar boyunca, yanlışlıkla nitrojenin klorofilden çıkarıldığı ve daha sonra ağaçta depolandığı düşünülüyordu” diyor. Ölen iki İsviçreli meslektaşı Stefan Hörstensteiner ve Philippe Matile ile birlikte şunları açıkladı: Klorofil, hâlâ nitrojen içeren renksiz bileşenlere ayrılıyor ve yaprakla birlikte dökülüyor.
Bitkiler karmaşık klorofil molekülünü tamamen parçalayacak enzimlere sahip değildir. Sonuçta, bireysel ağaç için çok önemli değil. Karin Krupinska, “Bir yapraktaki nitrojenin yalnızca yüzde üç ila beşi klorofilde bulunuyor” diyor. Çoğunluk geri dönüştürülmüş proteinlerdedir.
Klorofil parçalandığında karotenoidler kalır. Bu pigmentler nedeniyle enlemlerimizde sonbahar yaprakları öncelikle sarı renkte görünür. Kuzey Amerika ve Asya'daki birçok ağacın yaprakları daha renklidir. Örneğin akçaağacın çeşitli türleri yoğun kırmızıdır. Bu ağaçlar, düşmeden kısa süre önce yapraklarında antosiyaninler adı verilen maddeleri üretiyor. Bu israf gibi görünüyor ve bugüne kadar ağaçların neden bu pigmentleri ürettiği kesin değil. Ancak sağlam temellere dayanan teoriler var.
Zohner, “Antosiyaninler, güneş ışınımının yoğunluğunun Orta Avrupa'dakinden daha fazla olduğu enlemlerde oluşuyor” diyor. Orta Avrupa'da da kırmızı yapraklar vardır. Ancak yoğun renkliyseler, bitkilerle tanıştırılırlar. Titreyen kavak gibi yerli türler daha az yoğun kırmızıdır. “Bir tür güneş kremi gibi davranabilirler ve yapraktaki geri dönüşüm süreçlerini koruyabilirler.”
Bu işlev, kırmızı sonbahar yaprak renginin coğrafi dağılımından daha fazlasıdır. Zohner, “Güneşe maruz kalan yapraklarda, gölgede kalanlara göre daha fazla antosiyanin üretiliyor” diyor. “Deneylerde, güneşe maruz kalan yaşlanan yaprakların kısımlarını da kapladık ve yaprak yüzeyinin geri kalanından farklı olarak, kapağın altında kırmızıya dönmediler.”
Ağaçların neden bu kırmızı rengi yapraklarını dökmeden hemen önce geliştirdiğine dair ikinci bir teori daha var. Bazı evrim araştırmacıları, ağaçların bunu yaprak bitlerine mesaj göndermek için kullandığına inanıyor. Bunlar kışlayacaklarını dallarda ararlar. Teoriye göre ağaçlar kırmızı yaprak rengini güçlü olduklarını ve davetsiz misafirleri savuşturabileceklerini belirtmek için kullanırlar. Hatta bilim insanları, sonbaharda yaprakları kırmızıya dönen ağaçların, ilkbaharda böceklerden daha az etkilendiğini gösterdi.
Antosiyaninler her iki fonksiyona da sahip olabilir. Yırtıcı hayvanlara veya UV ışığına karşı çeşitli etkileri ve kırmızı renkleri nedeniyle, Wellington Üniversitesi'nden profesör olan Yeni Zelandalı biyolog Kevin Gould, antosiyaninleri “yaprakların İsviçre bıçağı” olarak adlandırdı.
Ancak doğadaki pek çok şey gibi küresel ısınma da yaprakların rengini ve dökülmesini değiştiriyor. Constantin Zohner, “Bugün yaprak rengi daha erken başlıyor” diyor. “Aynı zamanda sonbaharın daha ılıman geçmesi nedeniyle yapraklar ağaçta daha uzun süre kalıyor.” Zohner ve meslektaşları iklim odalarında bunun nedenlerini belirlediler.
Botanikçiler uzun süredir yalnızca gün uzunluğunun azalmasının ve düşük hava sıcaklıklarının yaprakların renklenmesini ve dökülmesini tetiklediğini varsayarken, Zohner ve meslektaşları yaprakların filizlendiği zamanın bile bir etkiye sahip olduğunu belirleyebildiler. Zohner, “Bir yaprağın daha erken çıktığı her gün, yaprak renginin ortalama 0,3 gün daha erken başlamasına olanak tanıyor” diyor.
Bilim insanları, uydu verilerini kullanarak, muhtemelen küresel ısınmadan dolayı, ağaçların dünya çapında daha erken yeşerdiğini tespit edebildiler. Ayrıca daha erken sararmaya başlarlar. Görünüşe göre yapraklar sabit bir gelişim döngüsünü takip ediyor. Bunun ağaçlar açısından ne gibi sonuçları olacağı henüz belli değil.
Zohner, “Bir yandan, daha uzun geçiş süresi, yapraklardan gövdeye ve köklere daha fazla besin depolamalarına olanak tanıyacak; bu da gelecek bahar için bir avantaj” diyor. “Öte yandan ağaçlar, artık neredeyse hiç fotosentez yapmamalarına rağmen, bu süre zarfında solunum yoluyla CO₂ kaybetmeye devam ediyor.” Her durumda, bu sonbaharda muhtemelen etkiyi incelemek için başka bir fırsat olacak. Baharın sıcak geçmesi nedeniyle yaprak büyümesi yeniden erken başladı.
Bir yanıt yazın