Doğa halen birçok bakımdan keşfedilmeyi bekliyor. Bilim insanları her gün bu keşif yolculuğuna çıkıyor. Örneğin Sonbahar’da yapraklarının renginin değişmesinin sırırı gibi. Sonbahar renklerinin kimyası iyi anlaşılmış olmasına rağmen, bilim insanları arasında ağaçların neden canlı sonbahar renklerine sahip oldukları konusunda devam eden ve hararetli bir tartışma var.
BBC’den Ally Hirschlag bu sonbaharda yaprakların renk değiştirmesinin olası sırlarını yazmış:
‘’Ekim ayının ortalarında, New York, Duchess County’den kuzeye doğru giderken, etrafım göz alıcı altın sarısı ve ateş kırmızısı yapraklarla çevrili. Güneş ışığı yaprakların üzerinden süzüldüğünde, renk cümbüşü havai fişekler gibi patlıyor. Bu, ileride daha soğuk ayların habercisi.
Maine’in daha kuzeyinde, renkler çok daha soluk . “Böyle bir sonbaharda, kuraklık stresi altında oldukları için çok erken değişen ve çok hızlı yaşlanan bazı bitkilerimiz var,” diyor Waterville’deki Colby Koleji’nde doğal dünyadaki mevsimsel olaylardaki değişiklikleri inceleyen bir ekolojist olan Amanda Gallinat. Penceresinden dışarı baktığında, birçok yaprağın çoktan kahverengiye döndüğünü görüyor.
Atlantik Okyanusu’nun diğer yakasında, Birleşik Krallık’ta her sonbahar benzer renk değişimleri görülür. Ancak burada, baskın türler olan kayın, çınar ve meşe gibi yerel yaprak döken ağaçlar nedeniyle kırmızılardan çok daha fazla sarı bulunur.
Lincoln Üniversitesi’nde evrimsel ekolojist olan David Wilkinson, “Birleşik Krallık’ta en renkli olanlar genellikle sonradan getirilen türlerdir,” diyor.
Örneğin sumak canlı bir kırmızı üretir, ancak bu küçük ağaçların türleri Akdeniz’e , Asya’nın bazı bölgelerine ve Kuzey Amerika’ya özgüdür .
Bu arada Japonya’da, akçaağaçların ateş kırmızısı, mor ve sarı tonları manzarayı dönüştürüyor ve binlerce turisti kendine çekiyor. Dünyanın birçok yerinde, milyonlarca kişi yaprak rengindeki muhteşem mevsimsel değişimleri görmek ve fotoğraflamak için seyahat ederken, “yaprak izleme” popüler bir cazibe merkezi haline geldi.
Ancak bu kadar ilgi görmelerine rağmen, ağaçların neden bu dönüşüme uğradığını hâlâ tam olarak bilmiyoruz.
Biyologlar, mevsimlerin değişmesiyle birlikte yapraklardaki yeşil rengin solup canlı renklerin geride kalmasına neden olan biyokimyayı net bir şekilde anlasalar da, yaprak döken ağaçların sonbahar renklerini nasıl geliştirdiği hâlâ bir sır.
Aslında bu konu hakkında onlarca yıldır hararetli bir akademik tartışma sürüyor. Önde gelen teorilerden bazılarını öğrenmek için okumaya devam edin.
Ancak öncelikle yaprakların renk değiştirmesi sırasında neler yaşandığını anlamak önemlidir.
Sararan yapraklar aslında her zaman sarıdır ; bu renk, karotenoidler olarak bilinen bir dizi biyokimyasal pigmentten gelir . Bunlar, yapraklardaki yeşil klorofil parçalandığında ve bitkiler sert kış koşullarına hazırlanırken besinleri yeniden emdiğinde ortaya çıkar.
Kırmızıya veya mora dönen yapraklar biraz farklı bir süreçten geçer: Renkleri, klorofil kaybı ve antosiyanin üretiminin birleşiminden kaynaklanır ; bu antosiyaninler birçok meyve ve sebzede de yaygın olarak bulunur .
Ancak evrimsel biyolojide, bu yıllık değişimlerin dünya genelindeki ağaç türlerinde zamanın ve doğal seçilimin tahribatına rağmen devam etmesi, ağaçlara bir miktar fayda sağlayabileceğini düşündürmektedir. Nitekim genetik araştırmalar, ağaçların sonbahar renklerinden sorumlu pigmentleri evrimlerinin nispeten geç bir aşamasında, yani klorofillerini yeniden emmeye başladıktan çok sonra üretmeye başladıklarını göstermektedir.
Tüm bunları daha da karmaşık hale getiren şey, bazı ağaç türlerinin sonbaharda birden fazla farklı yaprak rengi üretmesi ve bazen tek bir ağaçta birden fazla renk ortaya çıkmasıdır . Kesin olan bir şey var ki, yapraklar renk değiştirdikten sonra, birkaç gün veya hafta içinde dallardan düşecektir .
Önde gelen bir teori, kırmızı yaprak renginin zararlılarla birlikte evrimleşmiş olabileceğini ve böcekleri uzaklaştırmak için bir savunma sinyali görevi gördüğünü öne sürüyor.
Bunun nedeni olabilecek temel teorilerden biri de fotokoruma teorisidir . Bu teoriye göre, pigmentler, metamorfozun hassas bir aşamasında yapraklar için bir tür güneş kremi görevi görür. Antosiyaninler, yaprakları yaşla birlikte bozulan güneş ışığının verdiği hasara karşı koruduğu düşünülen güçlü antioksidanlardır ; bu süreç yaşlanma olarak bilinir. Bu teori, kırmızı söğüt kızılcık ağacı gibi birçok farklı bitki türü için mantıklı görünmektedir .
Bu fotokoruma teorisi , Kuzey Yarımküre’de sonbaharda güneş ışığının yapraklara daha fazla zarar verebileceğini ortaya koyan araştırmalar nedeniyle bir miktar güvenilirlik kazandı .
ABD, St. Louis’deki Washington Üniversitesi’nde evrimsel biyolog olarak görev yapan ve çalışmanın ortak yazarlarından Susanne Renner, “Renk değişimi aslında kuzey yarımküreye özgü bir olgudur,” diyor:
“Kuzey yarımkürede bile nispeten az sayıda tür renk değiştirir.”
Dünyanın ılıman bölgelerindeki 2.368 yaprak döken ağaç türü üzerinde yapılan bir analiz , 290’ının kırmızıya, 378’inin ise sarıya döndüğünü ortaya koydu. Ayrıca, kırmızı sonbahar renklerinin en az 25 kez, sarı renklerin ise 28 kez bağımsız olarak evrimleştiği sonucuna varıldı; bu da bu renklerin ağaçlar için farklı ve faydalı bir amaca hizmet ettiği fikrini daha da destekliyor.
Sonbaharda kırmızı yapraklı ağaç türlerinin çoğu Kuzey Amerika’nın doğusu ve Doğu Asya’da bulunur. Bazı tahminlere göre Kuzey Amerika’da en az 89 tür kırmızıya dönerken, Doğu Asya’da 152 tür kırmızıya dönmektedir. Buna karşılık, Kuzey Avrupa’da kırmızı renk üreten yalnızca 24 tür bulunmaktadır.
Kırmızı yaprak oluşumunun basit sıcaklık farklarından kaynaklandığını varsaymak kolay olurdu. Ancak bazı araştırmalar, Kuzey Amerika ve Doğu Asya’da güneş radyasyonu seviyelerinin Avrupa’dan daha yüksek olduğunu öne sürmüştür. Renner’ın araştırması, daha yüksek radyasyon, ani sıcaklık dalgalanmaları ve daha kısa bir büyüme mevsiminin birleşiminin, Doğu Kuzey Amerika’nın sonbahar renklerinin neden özellikle parlak renkli olduğunu açıklayabileceğini öne sürmektedir. Esasen, bu durum ağaçlara yaprakları dökülmeden önce besinleri yeniden emmeleri için daha fazla zaman tanır. Bunun nedeni, klorofil olmadan ışığın yapraklarda oksidatif stresi tetikleyerek hücrelerinin ölmesine neden olabilmesidir.
Renner, “Buna reaktif oksijen hasarı deniyor ,” diyor:
“Doğu Kuzey Amerika’da, Eylül ve Ekim aylarında çok fazla ışık geliyor ve bu da güneş kremi sürme konusunda daha fazla seçici baskıya neden oluyor.”
Antosiyaninler, zararlı güneş ışığını engellemeye ve kırmaya yardımcı olarak, kış öncesi son aylarda ağaçlara hayati koruma sağlar. Sarı yapraklardaki karotenoidler de bu faydayı sağlar, ancak kırmızı yapraklar kadar etkili değildir.
Ancak bu fikir hâlâ tartışmalı. Wilkinson, “Cevabı kesin olarak ortaya koyan tek bir fotokoruma çalışması yok,” diyor:
“Bizim anlayışımız, aynı şeyi öne süren birden fazla çalışmaya dayanıyor.”
2004 yılında yapılan bir araştırma, bir ağacın daha soğuk havalarda veya sonbaharda daha sık görülen soğuk hava dalgalarının olduğu dönemlerde daha fazla antosiyanin üretebileceğini öne sürüyor. Bu, antosiyaninlerin yaprakları soğuktan ve dondan korumada da rol oynadığını gösteriyor gibi görünüyor.
Böceklerin ortak evrim teorisi ise, ağaçların yaprak renklerini, yaprak bitleri gibi yaprak yiyen böceklere karşı bir uyarı olarak değiştirecek şekilde evrimleştiğini ileri sürmektedir.
Yaprak bitleri yıkıcı canlılardır ve bir istila bir ağaca ciddi zararlar verebilir. Bu nedenle bu böcekleri uzaklaştırmak için renk kullandığı fikri makul görünüyor. Ancak yıllar içinde birçok akademik makale bu teoriyi çürütmüştür .
Tartışmadaki en büyük çatlaklardan biri, yaprak bitlerinin rengi nasıl gördüğü ve tepki verdiğidir. Yaprak bitleri, çekirge ve tırtıl gibi diğer yaprak yiyen böcekler gibi, gözlerinde kırmızı rengi insanlar gibi algılamalarını sağlayan reseptörlere sahip değildir. Onlara göre kırmızı donuk, gri, hatta siyahtır.
Bazıları, yaprak bitlerinin kırmızı yapraklardan, sadece ölü veya ölmek üzereymiş gibi göründükleri ve dolayısıyla besin kaynağı veya yumurtalarını bırakacak yer olarak yetersiz oldukları için kaçındıklarını öne sürüyor . Uzmanlar buna kamuflaj teorisi diyor. İddiaya göre bu ” dürüst” bir sinyal ancak kırmızı pigmentlerin üretimi de ağacın enerji ve kaynaklar açısından maliyetli.
Sarının, yaprak bitleri gibi böcekler için güçlü bir çekici olduğu da gösterilmiştir ; gözlerinde yeşili gören aynı reseptörleri tetikler. İlginç bir şekilde, ortak evrim teorisi üzerine orijinal makaleyi ölümünden sonra yayınlayan bilim insanı WD Hamilton, yaprak sarılığının artmasının biti kolonizasyonunun artmasıyla pozitif korelasyon gösterdiğini bulmuştur.
Tüm bunları göz önünde bulunduran Renner, birlikte evrim teorisinin geçerli olduğuna inanmıyor. Ancak Gallinat o kadar emin değil. “Bu hipotezi destekleyen bulguların bazılarının hâlâ oldukça makul olduğunu düşünüyorum.”
Wilkinson, her iki teorinin de geçerli olabileceğini öne sürüyor:
“Bunun fotokoruma mı yoksa sinyalleme mi olduğunu düşünmek için geçerli bir sebep yok. Her ikisinin de söz konusu olması mümkün.”
Başka teoriler de var. Örneğin bazı araştırmacılar, kırmızı antosiyaninlerin aslında yapraklardaki karbonhidratları parçalamak için üretildiğini ve aşırı ışık hasarından korunmak için üretilmediğini öne sürüyor.
Dikkate alınması gereken bir faktör daha var: Biz. Binlerce yıldır insanlar çevremizdeki ağaç yaşamını şekillendirdi . Belki de daha az canlı renklere sahip ağaçları kesmeyi veya parklarımızda, ormanlık alanlarımızda ve bahçelerimizde daha parlak sonbahar tonları üreten ağaçların tohumlarını seçici olarak ekmeyi seçerek, yaprak rengi üzerinde kendi seçici baskımızı uyguladık . Bunun ağaç pigmentasyonunun evriminde nispeten yeni bir gelişme olması muhtemeldir, ancak diğer bitkilerin de insan yaşam alanlarına uyum sağladığına dair bazı kanıtlar var – örneğin kentsel alanlardaki daha yüksek sıcaklıklar – bu da yapraklarının daha kırmızı olmasına neden oluyor . Aynı şey ağaçlarda da oluyor olabilir mi?
Bu, araştırmanın henüz cevaplamadığı bir soru, ancak herkesin hemfikir olduğu bir şey var: İklim değişikliği, yaprak rengi değişiminin zamanlamasını ve canlılığını etkiliyor.
Gallinat’ın Maine’deki penceresinden gördüğü gibi, daha sıcak bir sonbahar ve kuraklık koşulları ( ikisi de iklim değişikliğiyle ilgili ), daha soluk ve daha seyrek renk değişimlerine yol açtı.
“Sığ kök sistemine sahip bitkiler kuraklığın etkilerine daha duyarlıdır ve ne yazık ki sonbaharda en parlak renkleri üreten bitkiler de bunlardır.”
/BBC Word/
