Őszi kémia

2017. október 17. Érdekességek ,


Ősszel csodálatos színekben pompáznak a fák, bokrok levelei, mielőtt végleg lehullanának és beköszöntene a kopár tél a maga “csontváz szerű” lombkoronáival. Gyerekkoromban, kirándulások alkalmával gyakran ugratott azzal édesapám, hogy megdorgált, amiért kiszöktem és össze-vissza pingáltam az erdőt.

De ha az ok nem egy huncut manó csínytevése, akkor vajon miért vált színt a természet ebben az időszakban?

Sokaknak újdonságként hangozhat, hogy az ősszel megjelenő színkavalkád egész évben megtalálható a levelekben. A különbség a zöld szín, illetve az ezt a színt adó klorofill (C55H70MgN4O6) nevű anyag mennyisége. Ez az anyag ugyanis a levelek zöld festékanyaga, mely a napos tavaszi, nyári időszakban annyira nagy számban található a levelekben, hogy elnyomja a többi jelenlévő színt adó festékanyagot.

Az élet fenntartásában fontos szerepet játszanak a porfirinek. Porfirin gyűrűk magnéziummal összekapcsolódva alkotják a klorofillt, mely a napfényből szerez energiát, hogy fotoszintézis során tápanyagot állítson elő a növény számára, azaz fenntartsa az életet a Földön. Minden ősszel mégis több millió tonna klorofill bomlik el néhány hét alatt.  A trópusokon még nagyobb mértékű bomlás játszódik le a száraz évszak kezdetén. A talajban rendszerint kevés magnézium van, ezért az őszi időszakban, a napsugarak gyengülésével, a nappalok rövidülésével azok a növények, amelyeknek magnéziumra van szükségük, és elhullatják a leveleiket, hogy télre vizet tartalékoljanak, előbb rendszerint kivonják a magnéziumot, s a szárban vagy a gyökérben tárolják. A magnézium eltávolítása és így a klorofillmolekulák számának csökkenése miatt pirosodnak, sárgulnak, barnulnak meg a levelek. Az égerfa azonban, amely vízparton nő és könnyen juthat magnéziumhoz (gyakran baktériumok segítségével), zölden hullatja el a leveleit.

A sarkoktól a trópusok felé vonuló színhullám naponta 60-70 kilométert tesz meg Nyugat-Európában.

A klorofillmolekulák néhány nappal előbb bomlanak el, mint a levelekben található sárga-narancssárga vegyületek, a karotinoidok (C40H36), melyek ugyancsak egész évben jelen vannak, de kisebb számban, mint a klorofillmolekulák. Ennek köszönhető a sok sárga, narancssárga szín az erdőkben.

A még sok növénynél előforduló vörös, illetve lilás árnyalatot az okozza, hogy több egyszerű fenolvegyület vörös vagy lilás, vízben oldódó antocianiddá alakul át. Az antocianidok az eddigi pigmentanyagoktól eltérően tavasszal még nincsenek jelen a levelekben. Csak a nyár folyamán, annak is inkább a vége felé kezdi el termelni ezt a vegyületet a növény. Keletkezése szoros összefüggésben van az erős fényhatással és az ezzel kapcsolatosan alakuló cukortermeléssel és foszfát szint csökkenéssel. Ennek tudható be pl. az is, hogy ha a piros alma egyik fele kis területen sárga marad, ahol a napfény kevésbé éri.

Végül a barna színárnyalatot a csersav (tannin) idézi elő.

Ebből következik, hogy azokban a növények leveleiben, melyeknek magas az antocianid tartalmuk, a vörös, bordó szín lesz domináns, bár a cukortermelés csökkenésével ez is eltűnhet. Ilyenkor a stabilabb flavonoidok és karotinoidok színe kerül előtérbe, így lesz a levél sárga vagy narancsszínű. Azokban a növényekben, melyek nagy mennyiségű cseranyagot is tartalmaznak (pl. a tölgy), a barna szín jelenik meg ősszel a leveleken.

A talajban rendszerint kevés magnézium van, ezért azok a növények, amelyeknek magnéziumra van szükségük, és elhullatják a leveleiket, hogy télre vizet tartalékoljanak, előbb rendszerint kivonják a magnéziumot, s a szárban vagy a gyökérben tárolják. A magnézium eltávolítása miatt pirosodnak, sárgulnak, barnulnak meg a levelek. Az égerfa azonban, amely vízparton nő és könnyen juthat magnéziumhoz (gyakran baktériumok segítségével), zölden hullatja el a leveleit.