علت ریزش برگ ها در پاییز

ریزش برگ درختان در پاییز درواقع راهی برای محافظت از درختان و اطمینان از زنده ماندن آنها در زمستان و بعد از آن است. برگ ها طی ماه های زمستان می میرند. اگر آن برگ‌های مرده روی درخت‌ها باقی می‌ماندند و در نتیجه برگ‌های جدید و کارآمد در جای خود رشد نمی‌کردند، درختان راهی برای پردازش غذا برای خودشان نداشتند.

چرا رنگ برگ ها تغییر می کند؟

در فصل پاييز، برگ درختان در واكنش به هواي سرد و تغيير نور روزانه ديگر قادر به توليد كلروفيل سبز نيستند. كلروفيل ماده‌ای شیمیایی است که تقریبا در برگ و ساقه تمام گیاهان و جود دارد، دلیل رنگ سبز درختان هم وجود این رنگدانه است. این رنگدانه همچنین گیاهان را قادر می‌سازد تا از نور خورشید انرژی کسب کنند. از آنجا كه كلروفيل نسبت به سرماي هوا حساس است،‌ با شرايط آب و هوايي خاص مانند سرما و يخبندان روند توليد آن متوقف مي‌شود. با سرد شدن هوا و تاریک شدن روزها ، دیگر درختان فتوسنتز نمی کنند و در نتیجه سایر قسمت های درخت شروع به جذب این رنگدانه می کنند. باین ترتیب کلروفیل برگ ها حذف می شود و در عوض رنگدانه های دیگری که در برگ موجود هستند مانند کارتنوئید ها که مسئول رنگ قرمز ، نارنجی و قهوه ای برگ درختان هستند فعال می شوند که نتیجه آن تغییر رنگ برگ ها است. اولین رنگ‌هایی که ظاهر می‌شوند زرد هستند، سپس آنها نیز شفاف می‌شوند و رنگ های قهوه‌ای و قرمز را که در بیشتر ماه‌های پاییز غالب است را آشکار می‌کنند.

درختان به طور فعال برگ های خود را در پاییز می ریزند زیرا دیگر هیچ فایده ای برای آنها ندارند. انجام این کار همچنین بقای طولانی مدت درخت را تضمین می کند. اگر درختان هر ساله در فصل سرما این عمل را انجام نمی دادند، آب درون سلول های برگ یخ می زد و سبب وارد آمدن آسیب به درختان می شد. با پایان فصل تابستان ، بیشتر برگ ها یا توسط حشرات خورده شده اند و یا پوسیده شده اند. بنابراین ریزش برگ ها در پاییز و رویش مجدد آنها در فصل بهار، فرصتی مناسب برای شروع دوباره در درختان خواهد بود. درختان رنگدانه دیگری به نام آنتوسیانین ها را عمدتاً در پاییز تولید می کنند. وجود آنها به کاهش نقطه انجماد برگ کمک می کند و از آن در برابر سرما محافظت می کند و به برگ ها اجازه می دهد مدت طولانی تری در جای خود باقی بمانند و به درختان زمان بیشتری برای جذب مواد مغذی می دهد. زمان دقیق تغییر رنگ ظاهرا از نظر ژنتیکی کنترل می شود. برای مثال بلوط ها جزو آخرین درختانی هستند که تغییر رنگ داده اند. با این حال، آب و هوا و رطوبت خاک می تواند بر کیفیت رنگ پاییز تأثیر بگذارد. خشکسالی شدید تابستانی می تواند رنگ پاییز را چند هفته به تاخیر بیندازد. می توانید از رنگ برگ های پاییزی متوجه شوید که یک درخت در چه نوع رنگدانه ای تخصص دارد. بلوط و برخی از درختان افرا به رنگ قرمز، قهوه ای یا زنگار تبدیل می شوند زیرا آنتوسیانین زیادی تولید می کنند. برخی از افراها نیز دارای کاروتنوئیدها هستند که منجر به زردی درختان می شود. روزهای پاییزی موجب تحریک برگ ها می شوند تا قند تولید کنند . در شب های سرد رگبرگ های منتهی به داخل و خارج برگ بسته می شوند و قندها جذب می شوند که به نوبه خود منجر به تولید آنتوسیانین ها و رنگ های زرشکی و بنفش آنها می شود. رنگ‌های زرد و طلایی از سالی به سال دیگر تفاوت چندانی ندارند، زیرا برگ‌ها همیشه حاوی کاروتنوئید هستند.

برخی از درختان به عنوان "همیشه سبز" شناخته می شوند. همانطور که از نام آن ها پیداست، این بدان معنی است که برگهای آنها همیشه سبز هستند و نمی ریزند. دلیل این امر این است که درختانی مانند صنوبر دارای پوشش ضخیم و مومی شکلی به نام رزین هستند که از برگ های آنها محافظت می کند. این بدان معنی است که برگ آنها مانند برگهای دیگر درختان در هنگام سرد شدن یخ نمی زنند و بنابراین نیازی به ریزش در تابستان و رشد مجدد در بهار سال بعد ندارند. اگرچه برخی از آنها در طول سال به صورت پراکنده می ریزند و برخی از درختان به نام نیمه همیشه سبز تنها زمانی که هوا به اندازه کافی سرد است تمام برگ های خود را می ریزند و اگر ماه های زمستان معتدل باشد، سبز می مانند.

به نظر می رسد که ریزش برگ های پاییزی نوعی سازگاری و محافظت از خود است که درختان برای در امان ماندن از خطرات زمستان و برخی تغییرات محیطی به آن متوسل می شوند. برگ های پاییزی به سادگی از درختان جدا نمی شوند ، بلکه طی یک فرآیند بسیار کنترل شده از گیاهان جدا می شوند. در این فرایند همزمان با سرد شدن هوا و کوتاه شدن طول روز ، تغییرات آب و هوا و نور، هورمونی را تحریک می کند که یک پیام شیمیایی برای هر برگ منتشر می کند تا فرآیند ریزش را آغاز کنند. پس از آن تولید کلروفیل متوقف می‌شود و رنگدانه شروع به تحلیل می‌کند و رنگ‌های قرمز و زرد خودنمایی می‌کنند که با رنگ سبز پوشانده شده اند. سپس آوندهایی که آب را به برگ و قندها را به بقیه گیاه می‌رسانند بسته می‌شوند و لایه‌ای از سلول‌ها که به لایه بریده شدن معروف است بین ساقه برگ و شاخه‌ای که آن را نگه می‌دارد شروع به رشد می‌کند. این سلول ها به آرامی برگ را از گیاه جدا می کنند بدون اینکه زخمی باز بماند. با ریزش برگ‌ها، گیاه وارد خواب می‌شود و انرژی خود را برای ایجاد جوانه در بهار آینده ذخیره می‌کند. این فرآیند زمستانه شدن برای بقای درختان ضروری است. در بهار و تابستان، برگها نور خورشید را در فرآیندی که همه ما به عنوان فتوسنتز می شناسیم، به انرژی تبدیل می کنند. در طی این فرآیند، درختان مقدار زیادی آب از دست می‌دهند – آنقدر آب که وقتی زمستان فرا می‌رسد، درختان دیگر قادر به دریافت آب کافی برای جایگزینی آن نیستند. لذا به نظر می رسد ریزش برگ های پاییزی نوعی محافظت از خود است. در حالی که گیاهان همیشه سبز در آب و هوای سرد دارای موم ها و رزین های ضخیم برای محافظت از برگ های خود در برابر یخ زدگی و شکستگی هستند،

در زیر مهمترین دلایل ریزش برگ ها در پاییز ذکر شده است:

یخ زدگی: انواع گیاهانی که در پاییز برگ های خود را می ریزند دارای برگ های نازک که به دمای سرد حساس هستند و از آنجایی که آب هنگام یخ زدگی منبسط می شود، سلول های برگ های نازک تر در طول زمستان پاره می شوند که آنها را برای فتوسنتز نامناسب می کند و درختان با ریزش برگ ها در پایز در انرژی صرفه جویی می کنند.

زائده های غیر مولد: همانطور که قبلاً اشاره کردیم، اگر برگ ها نریزند، در زمستان آسیب می بینند و آنگاه این درخت با هزاران زائده غیرمولد گیر می کند، آن هم در زمانی که راهی برای تهیه غذا وجود ندارد.

باد: برگ‌های درختان نیز در مواجهه با بادهای شدید زمستانی خطری برای ایمنی گیاه به شمار می‌روند، زیرا نیروی باد به برگ‌های پهن فشار می‌آورد و وقتی درخت سرد و شکننده است، شاخه به راحتی می‌شکند. همین امر در مورد وزن برف روی همه آن برگ ها صدق می کند که درختان را مستعد شکستن و آسیب می کند.

بازسازی: تا پایان تابستان، بسیاری از برگ‌ها توسط حشرات خورده شده، بیمار یا آسیب دیده‌اند، بنابراین انداختن آنها شروعی تازه به گیاه می‌دهد و مواد مغذی حاصل از پوسیدگی برگ‌ها برای کمک به رشد برگ‌های جدید بازیافت می‌شوند. وظیفه برگ تبدیل نور خورشید به غذای درخت است. برای این کار، برگ به آب نیاز دارد. این آب از خاک می آید و از طریق آوندهای تنه و شاخه ها تا برگ ها مکیده می شود - اگر آب کافی وجود نداشته باشد، برگ درختان آسیب می بیند.درختان  هنگامی که روزها در پاییز کوتاه تر می شوند، شروع به برداشت مواد مغذی از برگ ها می کنند  و آب را از ساقه و برگ ها بمنظور ذخیره شدن باز می گردانند.

در بهار، لایه ای از سلول ها به نام لایه بریده تشکیل می شود که در آن یک برگ از شاخه بیرون می آید. در طول فصل رشد، هورمون ها و مواد شیمیایی درخت نسبتاً ثابت هستند و این لایه اجازه می دهد تا انرژی از برگ ها به شاخه و تنه منتقل شود و ذخیره گردد. در فصل پاییز با سردتر شدن هوا و روزهای کوتاه تر، تولید هورمونی به نام اکسین کاهش می یابد. این به نوبه خود بر روی لایه بریده شده فشار وارد می کند و باعث می شود پیوند بین برگ و شاخه ضعیف شود. در نهایت، قدرت اتصال به اندازه ای ضعیف می شود که باد برگ را می برد.

پس چرا برخی از درختان اصلاً برگ نمی ریزند یا رنگشان تغییر نمی کند؟ درختان مخروطی کمی متفاوت هستند. بسیاری از درختان سوزنی به جای برگ سوزن دارند. این سوزن ها اغلب به شدت با رزینی آغشته می شوند که در برابر هوای سرد و مرطوب بسیار بهتر از یک برگ ضعیف مقاومت می کند. شکل‌های بلند، نازک و نوک تیز اکثر درختان سوزنی به این معنی است که آنها به خوبی قادر به مقابله با بادهای شدید و باران یا برف شدید با اجازه دادن به رطوبت مستقیم هستند. برخی از این درختان حتی می‌توانند رطوبت را از سلول‌های خود خارج کنند، به طوری که در صورت یخ زدن، سلول‌هایشان دست نخورده باقی می‌مانند، بسیاری از درختان مخروطی کاملاً با شرایط سردی سازگار هستند که درختان برگریز نمی توانند تحمل کنند، به همین دلیل است که آنها در اقلیم های شمالی بسیار رایج هستند.همچنین سلول های آنها حاوی مواد ضد یخ هستند که از برگ ها در برابر یخ زدگی و شکستن محافظت می کنند.

منابع:

1. Why Do Leaves Fall Off Trees? https: // www.childrensmuseum.org
2. Why Do Leaves Fall in Autumn? https:// www. britannica.com
3. Why Do Leaves Fall Off Trees? https:// theconversation. Com
4. Why Leaves Fall from Trees in Autumn. https;// blog. nwf. org
5. Why Leaves Really Fall Off Trees. https:// npr. org
6. Why Do Leaves Fall Off Trees? https:// www. columbiatribunne.com
7. Why Do Trees Lose Their Leaves? https:// forestryandland.gov. scot
8. Why Do Leaves Fall in Autumn? https:// www. quora. Com
9. Why Do Trees Fall Leaves in the Fall? https:// www. arabiaweather. Com