chociaż Robert Frost mógł sobie wyobrazić coś bardziej poetyckiego, fizjologowie drzew powiedzą ci, że odpowiedzią jest antocyjanina. Jest to pigment, który liście produkują jesienią, tworząc jasne wyświetlacze czerwonych i fioletowych liści, które przyciągają tysiące turystów (i ich portfele) do Nowej Anglii.
ale chemia to nie przyczyna. „Znamy podstawowe przyczyny biochemiczne (liście stają się czerwone)”, mówi amerykański badacz Służby Leśnej Paul Schaberg — pod wpływem stresu cukry liści przekształcają się w antocyjany — ” ale ekologia i dokładne mechanizmy są nadal nieznane.”Dlaczego klon z roku na rok żółknie, a z roku na rok czerwienieje? Czy zimne noce są wyzwalaczem? Czy czerwony kolor służy do odstraszania szkodników owadzich? „Istnieją dziesiątki konkurencyjnych teorii”, mówi.
dlatego on i jego stażysta, Student leśnictwa University of Vermont, Will Young, zaglądają do klonu cukrowego przed stacją badawczą Służby Leśnej na Spear Street w Burlington, VT. Pod drzewem zainstalowali zamrażarkę pokrytą plandeką, pokrytą niebieskimi drutami i srebrnymi rurkami, które biegną do gałęzi. Wewnątrz rurek płyn przeciw zamarzaniu przepływa do wybranych gałązek i utrzymuje je zimniejsze niż otaczające gałęzie.
i, oczywiście, schłodzone gałęzie wykazywały błyszczące czerwone liście w zeszłym tygodniu i są teraz nagie, listopadowe szare, podczas gdy okoliczne gałęzie są nadal pokryte żółtymi liśćmi. „Jeśli zrozumiemy, co powoduje produkcję antocyjanów — zimno jest wyraźnie częścią obrazu — będziemy mogli lepiej zrozumieć powody, dla których drzewo produkuje antocyjany”, mówi Schaberg. „Wytwarzanie pigmentu wiąże się z kosztem metabolicznym drzewa pod koniec sezonu; jakie są więc korzyści?”
aby zbadać to pytanie, Schaberg i Paula Murakami, jego kolega ze służby leśnej, współpracowali z naukowcami z Uniwersytetu Vermont Johnem Shane ’ em, Garym Hawleyem i innymi w Rubenstein School of Environment and Natural Resources uvm.
przez dziesięciolecia podręczniki leśne twierdziły, że antocyjanina nie pełniła żadnej funkcji jako drzewa przygotowujące się do zrzucenia liści; po prostu stała się widoczna, gdy zielone cząsteczki chlorofilu rozpadały się jesienią. Ale nowsze badania z całego świata zaproponowały wiele sposobów, aby antocyjanina mogła przynieść korzyści drzewom jesienią: jako krem przeciwsłoneczny chroniący liście przed nadmiernym światłem, jako przeciwutleniacz pomagający naprawić uszkodzenia liści oraz zapobiegający zimnie i suszy. Krótko mówiąc: jest zrobiony, a nie pozostawiony.
ostatni artykuł w czasopiśmie Trees, którego współautorami są Forest Service i badacze UVM, wykazał, że w Klonach cukrowych łodygi liści o czerwonym kolorze są mocniejsze niż ich żółci bracia. Ta obserwacja dodaje kolejną część do hipotezy, którą badali Schaberg i jego koledzy: antocyjanina może pozwolić drzewom na wchłanianie cukrów i składników odżywczych z liści później, aż do upadku — oczywistą zaletą dla klonu cukrowego żyjącego na zimnym zboczu góry z krótkim okresem wegetacyjnym.
„ja? Po prostu wspinam się po drabinach z taśmą klejącą”, mówi z uśmiechem Will Young, ostrożnie umieszczając małe dyski posiekanego liścia w probówce z metanolem. W ramach stypendium dla mniejszości amerykańskiej, które otrzymał za pośrednictwem szkoły Rubenstein, co tydzień Young współpracuje z naukowcami w laboratoriach w służbie Leśnej i na kampusie, mierząc poziom cukru, rejestrując zawartość chlorofilu i szukając wskazówek na temat tego, jak klon zarabia na życie.
„w Natural Resources 1, Mój pierwszy dzień tutaj, rozmawialiśmy o tym, dlaczego liście stają się czerwone”, mówi Young. „To jest Vermont. Wszystkim zależy na czerwonych liściach.”
i jednym z powodów, dla których ludzie dbają o czerwone liście, jest to, że ich rola w krajobrazie Vermont — i gospodarce — może być zagrożona zmianami klimatycznymi.
1 w uvm ’ s Proctor Maple Research Center w Underhill Center naukowcy Tim Perkins, Abby van den Berg i Tom Vogelmann rozpoczęli nowy projekt, który również szuka odpowiedzi na pytanie: dlaczego liście stają się czerwone?
” podobnie jak zespół Służby Leśnej, zadajemy podstawowe pytanie o to, jak temperatura wpływa na kolor liści. Hipoteza jest taka, że chłodne, ale nie mroźne noce sprzyjają rozwojowi antocyjanów”, mówi van den Berg.
„ale bazując na tym podstawowym pytaniu, chcemy być w stanie lepiej przewidzieć, jak zmiany klimatyczne wpłyną na jesienne zabarwienie”, mówi.
w centrum Proctor naukowcy mają około 200 sadzonek w doniczkach. Niektóre, w chłodnej niebieskiej wannie, są utrzymywane zimniej niż otaczające powietrze-jedna grupa tylko w nocy, Inne przez cały czas. Jesienią van den Berg monitorował rozwój koloru sadzonek za pomocą aparatu cyfrowego i ręcznego miernika do pomiaru zawartości antocyjanów i chlorofilu.
„zimno w nocy może uniemożliwić liściu wyeksportowanie wszystkich cukrów wytworzonych w ciągu dnia do gałązki i dlatego zostają uwięzione w liściu”, mówi. A te cukry są podstawą syntezy antocyjanów – „dostarczają prekursorów”, mówi. Przy ocieplającym się klimacie naukowcy chcą wiedzieć, jak ten proces się zmieni, być może odcinając, przedłużając lub opóźniając sezon „podglądania liści”.
pod koniec trzyletniego projektu, finansowanego przez USDA, van den Berg ma nadzieję na jaśniejszą prognozę dotyczącą przyszłości czerwonych liści.
” naszym głównym celem w Proctor jest produkcja syropu klonowego, ale wielu z tych producentów polega na jesiennej turystyce, aby sprzedać swój produkt. Sezon liści naprawdę przenika przez całą lokalną gospodarkę przez cały rok”, mówi van den Berg. Vermont Department of Tourism policzył wydatki odwiedzających podczas zeszłorocznego jesiennego sezonu turystycznego na 363 miliony dolarów.
a zmiany klimatyczne mogą mieć wpływ nie tylko na liście, ale także na gatunki drzew lasów Nowej Anglii. „Jeśli stracimy nasze klony cukrowe lub czerwone klony (na zmianę klimatu),” pyta van den Berg, ” co to zrobi z naszym jesiennym kolorem?”