Selv Om Robert Frost kanskje har forestilt seg noe mer poetisk, vil tre fysiologer fortelle deg svaret er anthocyanin. Dette er pigmentet som blader produserer om høsten, og skaper de lyse displayene av rødt og lilla løvverk som trekker tusenvis av vemodige turister (og deres lommebøker) Til New England.
men kjemi er ikke årsak. «Vi vet de grunnleggende biokjemiske årsakene (bladene blir røde),» sier Us Forest Service forsker Paul Schaberg – under stress blir blad sukker omdannet til anthocyanin – «men økologi og eksakte mekanismer er fortsatt ukjente.»Hvorfor blir en lønn gul ett år og rød det neste? Er kalde netter utløseren? Tjener den røde fargen å avskrekke skadedyr? «Det er dusinvis av konkurrerende teorier,» sier han.
Det er derfor han og hans praktikant, university Of Vermont skogbruk student Will Young, kikker opp i en sukker lønn utenfor Forest Service Forskningsstasjon På Spear Street I Burlington, VT. Under treet har de installert en presenning-dekket fryser, festpyntet med blå ledninger og sølvrør som løper opp i grenene. Inne i rørene strømmer frostvæske til utvalgte kvister og holder dem kaldere enn de omkringliggende grenene.
og sikkert nok viste de kjølte grenene strålende røde blader i forrige uke og er nå en naken November grå, mens de omkringliggende grenene fortsatt er dekket med gule blader. «Hvis vi kan forstå hva som utløser anthocyaninproduksjon — kulde er tydelig en del av bildet – så kan vi bedre forstå årsakene til at treet produserer anthocyanin,» Sier Schaberg. «Det kommer til en metabolsk kostnad for treet sent på sesongen for å lage pigmentet; så hva er fordelene? «
For å utforske dette spørsmålet, Har Schaberg Og Paula Murakami, hans kollega Ved Forest Service, samarbeidet Med University Of Vermont forskere John Shane, Gary Hawley og andre I UVMS Rubenstein School Of Environment and Natural Resources.
i flere tiår hevdet skogbruk lærebøker at anthocyanin tjente ingen funksjon som trær forberedt på å slippe sine blader; det ble ganske enkelt synlig som grønne klorofyllmolekyler brøt sammen om høsten. Men nyere forskning fra hele verden har foreslått mange måter som anthocyanin kan ha nytte av trær om høsten: som solkrem for å beskytte blader mot overflødig lys, som en antioksidant for å reparere bladskader, og for å motstå kulde og tørke. Kort sagt: det er laget, ikke igjen.
en fersk artikkel I Tidsskriftet Trees, medforfatter Av Forest Service og UVM forskere, viste at i sukker maples stilkene av rød-farget blader var mer fast festet enn sine gule brødre. Denne observasjonen legger til et annet stykke til hypotesen Om At Schaberg og hans kolleger har utforsket: anthocyanin kan tillate trær å fortsette å absorbere sukker og næringsstoffer fra blader senere i høst-en åpenbar fordel for en sukker lønn som bor på en kald fjellside med en kort vekstsesong.
» Meg? Jeg bare klatre opp og ned stiger med duct tape, » sier Will Young, med et smil, som han nøye plasserer små disker av hakket blad i et reagensrør av metanol. Som en del AV ET usda-minoritetsstipendium han mottok gjennom Rubenstein-Skolen, jobber Young hver uke med forskere i laboratorier ved Forest Service og på campus, da de måler sukkernivåer, registrerer klorofyllinnhold og søker etter ledetråder om hvordan en lønn lever.
» I Naturressurser 1, min første dag her, snakket Vi om hvorfor bladene blir røde,» Sier Young. «Dette Er Vermont. Alle bryr seg om røde blader.»
og en av grunnene til at folk bryr seg om røde blader er at deres rolle i Vermonts landskap — og økonomi — kan være truet av klimaendringer.
Den Okt. 1 PÅ UVMS Proctor Maple Research Center i Underhill Center lanserte forskerne Tim Perkins, Abby van Den Berg Og Tom Vogelmann et nytt prosjekt også på jakt etter svar på spørsmålet, hvorfor går bladene røde?
» som teamet på Forest Service, spør vi et grunnleggende spørsmål om hvordan temperaturen påvirker bladfargen. Hypotesen er at kule, men ikke frysende, netter fremmer anthocyaninutvikling, » sier van den Berg.
«men underliggende dette grunnleggende spørsmålet, vil vi bedre kunne forutsi hvordan klimaendringer kommer til å påvirke høstfarging,» sier hun.
på Proctor Center har forskerne ca 200 frøplanter i potter. Noen, i et kjølt blått badekar, holdes kaldere enn omgivende luft-en gruppe bare om natten, andre hele tiden. I løpet av høsten har van den Berg overvåket plantenes fargeutvikling med et digitalkamera og ved hjelp av en håndholdt meter for å måle anthocyanin og klorofyllinnhold.
«Kald om natten kan hindre bladet fra å eksportere alle sukkerene det gjorde om dagen i kvistet, og derfor blir de fanget i bladet,» sier hun. Og disse sukker er ryggraden i anthocyanin syntese -» de gir forløperne, » sier hun. Med et oppvarmingsklima vil forskerne vite hvordan denne prosessen vil forandre seg, kanskje kutte, forlenge eller forsinke «leaf peeping» sesongen.
på slutten av sitt treårige prosjekt, finansiert AV USDA, håper van den Berg å få en klarere prognose om fremtiden for rødt løvverk.
» vårt hovedfokus her På Proctor er lønnesirupproduksjon, men mange av disse produsentene er avhengige av fallturisme for å selge sitt produkt. Blad sesongen virkelig gjennomsyrer gjennom lokale økonomier hele året, » van den Berg sier. Vermont Department Of Tourism stemte besøkende utgifter under fjorårets høst turisme sesongen på $363 millioner.
og klimaendringer kan påvirke ikke bare bladene, men også treslagene i new Englands skoger. «Hvis vi mister våre sukker maples eller våre røde maples (til klimaendringer),» van Den Berg spør, » hva skal det gjøre med vår høstfarge?»