Warum ändern Pflanzenblätter ihre Farbe?

Wenn der Herbst kommt, färben sich die Blätter in den Parks und auf den Straßen rot oder gelb. Dann können manche Leute nicht anders, als sich zu fragen, warum sie ihre Farbe ändern?

Ist es die Jahreszeit?

Viele Menschen glauben, dass der Herbstanfang in den 24 Sonnenperioden den Beginn des Herbstes markiert. Tatsächlich beginnt der Herbst im meteorologischen Sinne offiziell, wenn die Tagesdurchschnittstemperatur oder die gleitende Mitteltemperatur unter 22 °C und über oder gleich 10 °C liegt.

Über die äußere Morphologie der Pflanzen sagten die Alten: „Ein fallendes Blatt sagt uns, dass der Herbst gekommen ist.“ Tatsächlich ist die normale Veränderung der Blattfarbe und das Abfallen der Blätter ein typisches Zeichen für den Wechsel der Jahreszeiten und den Beginn des Herbstes. Normalerweise haben diese Bäume grüne Blätter, die im Herbst eine Vielzahl wunderschöner Farben annehmen, wie Lila, Gelb und Rot oder sogar Farbverläufe aus Rot, Gelb und Grün. Hat die Veränderung der Pflanzenfarbe etwas mit den Jahreszeiten zu tun?

Einige aufmerksame Freunde haben jedoch festgestellt, dass die im Frühling neu austreibenden Blätter mancher Pflanzen oder die nach dem Abknipsen im Herbst nachwachsenden Blätter ebenfalls rot und gelb erscheinen. Warum ist das so?

Gründe für die Verfärbung von Pflanzenblättern

1. Absorption und Reflexion von Licht durch einige Pigmente in Chloroplasten

Die wichtigste Lichtquelle in der Natur ist das Sonnenlicht, das die Erde mit unterschiedlichen Wellenlängen erreicht und so ein breites Spektrum bildet. Der für uns Menschen sichtbare Wellenlängenbereich des Lichts liegt im Allgemeinen zwischen 440 Nanometern und 700 Nanometern. Dieser Wellenlängenbereich umfasst die Farben des Regenbogens: Rot, Orange, Gelb, Grün, Cyan, Blau und Violett. In den Blattzellen von Pflanzen befinden sich Chloroplasten. Das Chlorophyll, die Carotinoide und andere Pigmente in den Chloroplasten können einen Teil des sichtbaren Lichts im Sonnenlicht absorbieren und reflektieren, um Photosynthese durchzuführen. Darunter absorbiert Chlorophyll hauptsächlich blauviolettes und rotes Licht und fast kein grünes Licht. Das grüne Licht wird von den Blättern reflektiert und wir sehen grüne Blätter. Carotinoide absorbieren hauptsächlich blau-violettes Licht und reflektieren gelbes, oranges oder orange-rotes Licht. Chlorophyll wird im Frühling synthetisiert und im Herbst abgebaut. Wenn der Chlorophyllgehalt abnimmt, treten andere Pigmente in Erscheinung und die Pflanzen zeigen Farbveränderungen.

2. Licht- und Temperaturbedingungen beeinflussen die Blattfarbe

Chloroplasten enthalten Chlorophyll, Carotinoide und Anthocyane, Faktoren, die die Farbe von Pflanzen beeinflussen. Licht ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Entwicklung von Chloroplasten. Bei der Pflanzenontogenese entwickeln sich Chloroplasten aus Proplastiden. Im Meristem begleitet nur das Proplastid das Zellwachstum und die Differenzierung. Unter Lichtbedingungen konkaviert sich die innere Membran des Proplastiden nach innen und bildet allmählich Chloroplasten. Bei vielen Pflanzen sind die Chloroplasten in jungen Blättern noch nicht vollständig entwickelt und der Chlorophyllgehalt relativ gering. Relativ gesehen sind andere Pigmente dominanter und die Blätter zeigen andere Farben; Wenn die Blätter allmählich reifen, steigt der Chlorophyllgehalt und die grüne Farbe wird allmählich dunkler.

Darüber hinaus beeinflussen Licht und Temperatur die Farbe der Blätter, indem sie die Synthese und den Abbau von Chlorophyll, Carotinoiden usw. in den Blättern regulieren. Der Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht fördert die Synthese und Anreicherung von Anthocyanen sowie den Abbau von Chlorophyll erheblich. Durch die Bildung von Anthocyanen färben sich die Blätter im Herbst rot. Der Gehalt verschiedener Pigmente in den Blättern ändert sich mit Veränderungen der Umweltfaktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit und Licht, sodass die Blätter in verschiedenen Jahreszeiten und Wachstumsstadien unterschiedliche Farben aufweisen. Wenn wir dies wissen, können wir erklären, warum die gleiche Pflanzenart an verschiedenen Standorten oder die Schatten- und Sonnenseiten derselben Pflanze zu unterschiedlichen Zeiten und in unterschiedlichem Ausmaß ihre Farbe ändern können. Natürlich sind diese Erscheinungen auch auf individuelle Unterschiede bei Pflanzen zurückzuführen.

3. Der pH-Wert beeinflusst die Farbe der Pflanzenblätter

Die Vakuole von Pflanzen enthält auch eine Vielzahl von Pigmenten (üblicherweise sind darunter Anthocyane). Verschiedene Pigmente zeigen unter denselben pH-Bedingungen unterschiedliche Farben, und dasselbe Pigment weist unter unterschiedlichen pH-Bedingungen auch unterschiedliche Farben auf. Anthocyan beispielsweise ist eine instabile Flavonoidverbindung, die unter sauren Bedingungen rot oder violett erscheint, bei einem pH-Wert nahe 7,0 nahezu farblos ist und in alkalischen Lösungen blau ist. Im Herbst wird das Licht schwächer, die Temperatur sinkt und die Vakuolen der meisten Pflanzenzellen in den Blättern werden sauer oder alkalisch. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich die Farbe der Blätter in Rot, Gelb oder gesprenkelte Farben. Die Farbvariationen der Blätter sind gesprenkelt und tief, was eng mit dem unterschiedlichen Gehalt, Anteil und der Verteilung der natürlichen Pigmente zusammenhängt.

Nach dem Frosteinbruch bewegt sich häufig kalte Luft Richtung Süden, die Temperatur sinkt, die Tageslichtstunden werden kürzer und bei Pflanzen kommt es zu zahlreichen Veränderungen. Wir beobachteten aufmerksam, wie der grüne Farbton der Blätter langsam verschwand und andere Farben, die durch Chlorophyll verdeckt waren, nun sichtbar wurden, wobei die meisten Bäume mit grünen Blättern atemberaubende Farben annahmen. Tatsächlich gibt es viele andere Gründe, warum Blätter ihre Farbe ändern. Es ist nur so, dass Veränderungen der Temperatur, des Lichts, der Luftfeuchtigkeit und der Säure-Basen-Übergänge leichter wahrzunehmen und zu erfassen sind.