även om Robert Frost kanske har föreställt sig något mer poetiskt, kommer trädfysiologer att berätta att svaret är antocyanin. Detta är pigmentet som lämnar producerar på hösten, vilket skapar de ljusa skärmarna av rött och lila lövverk som drar tusentals wistful turister (och deras plånböcker) till New England.
men kemi är inte orsak. ”Vi känner till de grundläggande biokemiska orsakerna (bladen blir röda)”, säger den amerikanska Skogsforskaren Paul Schaberg — under stress omvandlas bladsocker till antocyanin — ”men ekologin och exakta mekanismer är fortfarande okända.”Varför blir en lönn Gul ett år och röd nästa? Är kalla nätter utlösaren? Tjänar den röda färgen att avskräcka skadedjur? ”Det finns dussintals konkurrerande teorier”, säger han.
det är därför han och hans praktikant, University of Vermont forestry student Will Young, tittar upp i en SOCKERLÖNN utanför Forest Service Research Station på Spear Street i Burlington, VT. Under trädet har de installerat en presenning täckt frys, festooned med blå ledningar och silverrör som går upp i grenarna. Inuti rören strömmar frostskyddsmedel till utvalda kvistar och håller dem kallare än de omgivande grenarna.
och, säkert nog, de kylda grenarna visade lysande röda löv förra veckan och är nu en naken novembergrå, medan de omgivande grenarna fortfarande är täckta med gula löv. ”Om vi kan förstå vad som utlöser antocyaninproduktion — kyla är tydligt en del av bilden — då kan vi bättre förstå orsakerna till att trädet producerar antocyanin”, säger Schaberg. ”Det kommer till en metabolisk kostnad för trädet sent på säsongen för att göra pigmentet; så, vad är fördelarna?”
för att utforska denna fråga har Schaberg och Paula Murakami, hans kollega vid Skogstjänsten, samarbetat med University of Vermont-forskarna John Shane, Gary Hawley och andra i uvm: s Rubenstein School of Environment and Natural Resources.
i årtionden hävdade skogsbrukshandböcker att antocyanin inte fungerade som träd beredda att släppa sina löv; det blev helt enkelt synligt när gröna klorofyllmolekyler bröt ner på hösten. Men nyare forskning från hela världen har föreslagit många sätt att antocyanin kan gynna träd på hösten: som solskyddsmedel för att skydda löv från överskott av ljus, som en antioxidant för att hjälpa till att reparera bladskador och för att motstå kyla och torka. Kort sagt: det är gjort,inte kvar.
ett nyligen publicerat papper i tidskriften Trees, medförfattare av Forest Service och uvm-forskare, visade att i sockerlönnar var stammarna av rödfärgade löv fastare fästa än sina gula bröder. Denna observation lägger till en annan bit till hypotesen att Schaberg och hans kollegor har undersökt: antocyanin kan tillåta träd att fortsätta absorbera sockerarter och näringsämnen från löv senare till hösten — en uppenbar fördel för en SOCKERLÖNN som bor på en kall bergssida med en kort växtsäsong.
” jag? Jag klättrar bara upp och ner stegar med tejp, ” säger Will Young, med ett flin, när han försiktigt placerar små skivor av hackat blad i ett provrör av metanol. Som en del av ett USDA-minoritetsstipendium som han fick genom Rubenstein School, arbetar Young varje vecka med forskare i laboratorier vid Forest Service och på campus, eftersom de mäter sockernivåer, registrerar klorofyllinnehåll och söker efter ledtrådar om hur en lönn lever.
” i naturresurser 1, min första dag här, pratade vi om varför bladen blir röda”, säger Young. ”Det här är Vermont. Alla bryr sig om röda löv.”
och en av anledningarna till att människor bryr sig om röda löv är att deras roll i Vermonts landskap — och ekonomi — kan hotas av klimatförändringar.
den okt. 1 på UVM: s Proctor Maple Research Center i Underhill Center lanserade forskarna Tim Perkins, Abby van Den Berg och Tom Vogelmann ett nytt projekt som också letade efter svar på frågan, Varför blir bladen röda?
” liksom teamet på Skogstjänsten ställer vi en grundläggande fråga om hur temperaturen påverkar bladfärgen. Hypotesen är att svala, men inte frysande, nätter främjar antocyaninutveckling”, säger van Den Berg.
”men bakom denna grundläggande fråga vill vi bättre kunna förutsäga hur klimatförändringen kommer att påverka höstfärgen”, säger hon.
på Proctor Center har forskarna cirka 200 plantor i krukor. Vissa, i ett kylt blått badkar, hålls kallare än den omgivande luften — en grupp bara på natten, andra hela tiden. Under hösten har van Den Berg övervakat plantornas färgutveckling med en digitalkamera och med hjälp av en handhållen mätare för att mäta antocyanin-och klorofyllinnehåll.
”kallt på natten kan förhindra att bladet exporterar alla sockerarter som det gjorde under dagen i kvisten och därför fastnar de i bladet”, säger hon. Och dessa sockerarter är ryggraden i anthocyaninsyntesen — ”de ger prekursorerna”, säger hon. Med ett uppvärmningsklimat vill forskarna veta hur denna process kommer att förändras, kanske skära, förlänga eller fördröja ”bladkikningssäsongen”.
i slutet av sitt treåriga projekt, finansierat av USDA, hoppas van Den Berg få en tydligare prognos om framtiden för rött lövverk.
” vårt primära fokus här på Proctor är lönnsirapproduktion, men många av dessa producenter är beroende av fallturism för att sälja sin produkt. Bladsäsongen genomsyrar verkligen hela den lokala ekonomin året runt”, säger van Den Berg. Vermont Department of Tourism räknade besökarutgifter under förra årets höstturismsäsong på 363 miljoner dollar.
och klimatförändringar kan påverka inte bara bladen utan trädslagen i New Englands skogar också. ”Om vi förlorar våra sockerlönnar eller våra röda lönnar (till klimatförändringar), ”frågar van Den Berg,” vad ska det göra med vår höstfärg?”