چرا رنگ برگ ها در پاییز تغییر می‌کند؟

برگ های رنگارنگ و در حال ریزش پاییزی، از نمادین‌ترین ویژگی‌های مناطق معتدل چهار فصل است وهمواره این سوال وجود داشته که چرا رنگ برگ ها در پاییز تغییر می کند.

به گزارش تک ناک، در واقع، فصلی بودن و در دسترس بودن بازدید برگریزان پاییزی، برای دهه‌ها در نیوانگلند و سایر نقاط کشور آن را به تجارت بزرگی تبدیل کرده است.

همانطورکه دانشگاه ایالتی آپالاچی در سال 2011 توضیح داد طبق آمار سال گذشته در ماساچوست، 2.5 میلیون گردشگر به منظور بازدید از برگریزان پاییزی وجود داشت.

این بازدید نزدیک به 2.5 میلیارد دلار (1000 دلار برای بازدیدکننده) درآمد داشته است. نیوهمپشایر و مین نیز در آن زمان بیش از 16 میلیون بازدید کننده را جذب و این گردشگران 2.6 میلیارد دلار هزینه بازدید خود کردند.

مشاهده برگریزان پاییزی در میشیگان تقریباً 25 درصد از اقتصاد توریستی این ایالت را تشکیل می دهد (نزدیک به مبلغ 3 میلیارد دلار) و مانند نیوانگلند این اقتصاد، همچنان در حال رشد است.

اما شگفتی آن چیست و چرا رنگ برگ ها در پاییز تغییر می کند؟

بیایید در مورد کلروفیل صحبت کنیم

انواع مختلفی از گیاهان، از باستانی ترین نمونه‌ها تا گونه های تازه تکامل یافته‌ای وجود دارند. درختان به تنهایی به چند گروه بزرگ مانند برگریز و همیشه سبز تقسیم می شوند. درختان برگریز معمولاً دارای برگهای پهن و مسطح هستند که سالانه تغییر رنگ داده و می ریزند. درختان همیشه سبز،مانند درخت صنوبر، شامل برگ‌های سوزن‌ باریک هستند و در تمام طول سال به یک شکل باقی می‌مانند و در سطح شیمیایی رفتار مشابه درختان برگریز ندارند.

برگها جالب هستند. آنها در اشکال و اندازه‌های مختلف، به شکل کوچک‌ترین شاخه‌های بازشده سرخس تا بزرگ‌ترین برگ جهان، وجود دارند. بزرگترین برگ جهان در سال‌های بدون گل گیاه گل جسد(corpse flower) یا گل بدبو (Titan arum)، به پهنای ده فوت رشد می‌کند.

خانواده گیاهی آروم شامل بسیاری از گیاهان کوچکتر ، مانند آنتوریوم زیبا نیز می شود. گل بدبو(گل جسد) بومی جزیره سوماترا در اندونزی است، جایی که در معرض تهدید قرار دارد. خوشبختانه، علاقه عموم به این گل نادر باعث هجوم جمعیت زیادی به باغ‌های گیاه‌شناسی محلی هنگام گل‌دهی آن در سراسر جهان می‌شود.

برگ‌هایی مانند برگ گل جسد به دلیل کلروفیل ، همان ماده شیمیایی که مسئول رنگ سبز هر برگ در هر نوع گیاهی است، سبز هستند. در طول بهار و تابستان، کلروفیل فتوسنتز را ممکن می کند، به این ترتیب درختان می توانند نور خورشید را به تغذیه و انرژی تبدیل کنند. اما کلروفیل با حضور مداوم نور خورشید تحریک می‌شود و هنگام کوتاه‌تر شدن روزها، درختان تولید کلروفیل خود را کاهش می‌دهند. چرا وقتی نور خورشید کافی برای تولید این میزان وجود ندارد، برای ساختن یک ماده شیمیایی انرژی صرف کنیم؟ زمستان در راه است.

با کاهش سطح کلروفیل، رنگ های ثانویه یا حتی درجه سوم در برگ درختان برگ ریز به سطح می آیند. این رنگ‌های درجه دو و سه نیز نشان‌دهنده وجود مواد شیمیایی خاصی هستند، اما برای تولید انرژی حیاتی نیستند. زرد و نارنجی کاروتنوئید و قرمز آنتوسیانین است. کاروتنوئیدها رنگ موجود در موز، ذرت، نرگس، کره، روتاباگا و هویج را تشکیل می‌دهد. آنتوسیانین ها  موجب رنگ موجود در توت فرنگی، سیب، گیلاس، زغال اخته، انگور، آلو و زغال اخته می‌شوند.

چگونه تغییرات آب و هوایی بر برگ های پاییزی تأثیر می گذارد

به دلیل توانایی درختان در احساس زمان تغییر فصول، تغییر رنگ برگ به دما نیز مرتبط است. اگر هوا به اندازه کافی در پاییز زودتر از زمان معمول سرد شود، ممکن است برگها قبل از تغییر رنگ بریزند. اما بدون تغییرات افراطی، رنگ برگ‌های درختان برگ ریز، ابتدا در ارتفاعات بالاتر تغییر و پایین می‌آید. برای رشته‌کوه‌های طولانی مانند کوه‌های راکی یا کوه‌های آپالاچی، این به معنای به طول انجامیدن چند هفته یا بیشتر این تغییر رنگ، با شروع از ارتفاعات و عرض‌های جغرافیایی بالاتر و خنک‌تر و حرکت به سمت پایین است.

از آنجایی که رنگ درخت ارتباط نزدیکی با دما و فصل دارد، منطقی است که با تاثیر تغییرات آب و هوا بر فصل، نتایج آن حتی قابل پیش بینی‌تر از قبل می‌شود. دانشمندی به نام استفانی اسپرا از دانشگاه ریچموند، در حال مطالعه طولانی‌مدت بر زمان و چگونگی تغییر برگ‌ها در آن منطقه خاص تاکنون و تغییرات آتی آن در اثر تغییرات آب و هوایی، با استفاده از عکس‌های فوری شخصی افراد از پارک ملی آکادیا در مین است. مطالعه‌ وی این تغییرات را از طریق فنولوژی( اصطلاح رویدادهایی مانند رنگ های پاییزی که با زمان بندی منظم اتفاق می افتد) مطالعه می کند.

میزان مسافرت‌ها از زمان شروع همه‌گیری کاهش یافته است، حتی برخی افراد با وجود افزایش قابل پیش‌بینی و مرگ و میر ناشی از COVID-19 (کرونا) به زندگی عادی خود بازگشته‌اند. بازدید از برگریزان پاییزی، مانند پیاده روی و کمپینگ، یک فعالیت فضای باز است و مردم می توانند با خیال راحت آن را در خارج خانه انجام دهند. در بیشتر نقاط آمریکا، رانندگی به نقاطی که بتوان از مناظر برگریزان پاییزی لذت برد، ممکن است و حتی نیاز به پیاده شدن از ماشین مگر با میل خود نخواهید داشت.

در سال 2011، بخش زیست شناسی در دانشگاه ایالتی آپالاچیان تخمین زد 150 میلیون نفر با فاصله تنها 10 ساعت رانندگی از کوه های کارولینای شمالی زندگی می کنند. مقاصدی مانند پارک ملی Shenandoah در ویرجینیا ویدیوهای هفتگی و سایر به‌روزرسانی‌های وضعیت برگ‌ها را برای کسانی که هنوز نمی‌توانند شخصاً سفر کنند، ارائه می‌دهند. همچنین صفحه اینستاگرام پروژه آکادیا استفانی اسپرا نیز برای دیدن این تصاویر در دسترس است.