ačkoli si Robert Frost mohl představit něco poetičtějšího, fyziologové stromů vám řeknou, že odpověď je antokyanin. To je pigment, který listy produkují na podzim, vytváří jasné displeje červené a fialové listy, které přitahují tisíce toužebných turistů (a jejich peněženky) do Nové Anglie.
ale chemie není příčinou. „Známe základní biochemické důvody (listy zčervenájí),“ říká výzkumník americké lesní služby Paul Schaberg-ve stresu se listové cukry přeměňují na antokyanin- “ ale ekologie a přesné mechanismy jsou stále neznámé.“Proč javor jeden rok zbarví žlutě a druhý rok červeně? Jsou chladné noci spouštěčem? Slouží červená barva k odrazení hmyzích škůdců? „Existují desítky konkurenčních teorií,“ říká.
což je důvod, proč on a jeho stážista, University of Vermont lesnictví student Will Young, jsou nahlédnutí do sugar maple mimo Forest Service Research Station na Spear Street v Burlingtonu, VT. Pod stromem nainstalovali mrazák pokrytý plachtou, ozdobený modrými dráty a stříbrnými trubkami, které vedou do větví. Uvnitř trubek protéká nemrznoucí směs do vybraných větviček a udržuje je chladnější než okolní větve.
a jistě, chlazené větve vykazovaly minulý týden zářivě červené listy a nyní jsou nahé listopadové šedé, zatímco okolní větve jsou stále pokryty žlutými listy. „Pokud dokážeme pochopit, co spouští produkci antokyaninu-chlad je jasně součástí obrazu-pak můžeme lépe pochopit důvody, proč strom produkuje antokyanin,“ říká Schaberg. „To přijde na metabolické náklady na strom pozdě v sezóně, aby se pigment; takže, jaké jsou výhody?“
aby prozkoumali tuto otázku, Schaberg a Paula Murakami, jeho kolega v lesní službě, spolupracují s výzkumníky University of Vermont Johnem Shanem, Garym Hawleym a dalšími v UVM Rubenstein School of Environment and Natural Resources.
po celá desetiletí lesnické učebnice tvrdily, že anthokyanin nesloužil jako stromy připravené k pádu listů; jednoduše se to stalo viditelným, když se na podzim rozpadly molekuly zeleného chlorofylu. Novější výzkum z celého světa však navrhl řadu způsobů, jak by antokyanin mohl na podzim prospět stromům: jako opalovací krém na ochranu listů před nadměrným světlem, jako antioxidant, který pomáhá opravit poškození listů a pomáhá odolávat chladu a suchu. Stručně řečeno: je vyroben, nezůstal.
nedávný článek v časopise Trees, spoluautorem lesních služeb a výzkumníků UVM, ukázal, že v cukrových javorech byly stonky červeně zbarvených listů pevněji připevněny než jejich žluté bratry. Toto pozorování přidává další kousek k hypotéze, kterou Schaberg a jeho kolegové zkoumali: anthokyanin může stromům umožnit, aby absorbovaly cukry a živiny z listů později do podzimu — zřejmá výhoda pro cukrový javor žijící na chladném úbočí hory s krátkým vegetačním obdobím.
“ já? Jen lezu nahoru a dolů po žebřících s lepicí páskou, “ říká Will Young s úsměvem, když opatrně vkládá malé disky nasekaného listu do zkumavky s metanolem. Jako součást stipendia USDA minority, které získal prostřednictvím Rubensteinovy školy, každý týden Young pracuje s výzkumnými pracovníky v laboratořích v Forest Service a na akademické půdě, protože měří hladinu cukru, zaznamenávají obsah chlorofylu, a hledat stopy o tom, jak se javor živí.
„v přírodních zdrojích 1, můj první den tady, jsme mluvili o tom, proč listy zčervenají,“ říká Young. „Tady Vermont. Každý se stará o červené listy.“
a jedním z důvodů, proč se lidé starají o červené listy, je to, že jejich role ve Vermontské krajině — a ekonomice — může být ohrožena změnou klimatu.
na Říjen. 1 v UVM Proctor Maple Research Center v Underhill Center zahájili vědci Tim Perkins, Abby van den Berg a Tom Vogelmann nový projekt, který také hledal odpovědi na otázku, proč listy zčervenají?
“ stejně jako tým lesní správy se ptáme na základní otázku, jak teplota ovlivňuje barvu listů. Hypotéza je taková, že chladné, ale ne mrazivé noci podporují vývoj antokyanů, “ říká van den Berg.
„ale na základě této základní otázky chceme být schopni lépe předpovědět, jak změna klimatu ovlivní zbarvení podzimu,“ říká.
v Proctorově centru mají vědci asi 200 sazenic v květináčích. Některé jsou v chlazené modré vaně udržovány chladnější než okolní vzduch-jedna skupina pouze v noci, jiné po celou dobu. Během podzimu van den Berg monitoruje vývoj barev sazenic digitálním fotoaparátem a pomocí ručního měřiče měří obsah antokyaninu a chlorofylu.
„chlad v noci může zabránit tomu, aby list vyvážel všechny cukry, které vyrobil během dne, do větvičky, a proto se v listu zachytí,“ říká. A tyto cukry jsou páteří syntézy antokyaninů- „poskytují prekurzory —“ říká. S oteplovacím klimatem chtějí vědci vědět, jak se tento proces změní, možná se zkrátí, prodlouží nebo zpozdí sezónu „nakouknutí listů“.
na konci svého tříletého projektu, financovaného USDA, van den Berg doufá, že bude mít jasnější prognózu o budoucnosti červených listů.
“ naším hlavním zaměřením zde v Proctor je výroba javorového sirupu, ale mnoho z těchto výrobců závisí na podzimní turistice, aby prodali svůj produkt. Sezóna listů skutečně prostupuje místními ekonomikami po celý rok, “ říká van den Berg. Vermontské Ministerstvo cestovního ruchu vyčíslilo výdaje návštěvníků během loňské podzimní turistické sezóny na 363 milionů dolarů.
a změna klimatu může ovlivnit nejen listy, ale i dřeviny lesů Nové Anglie. „Pokud ztratíme naše cukrové javory nebo naše červené javory (ke změně klimatu), „ptá se van den Berg,“ co to udělá s naší podzimní barvou?“