Warum Blätter im Herbst ihre Farbe ändern: Die Wissenschaft hinter dem Spektakel

Im Frühling und Sommer ist ein Blatt eine Fabrik. Chlorophyll, das Pigment, das Sonnenlicht einfängt und durch Photosynthese in Zucker umwandelt, flutet jede Blattzelle in solchen Mengen, dass es alles andere überdeckt. Chlorophyll reflektiert grünes Licht und absorbiert Rot und Blau, weshalb gesunde Blätter für uns grün aussehen. Aber Grün war nie das einzige Pigment im Blatt. Es war einfach das lauteste im Raum.

Wenn die Tage kürzer werden und die Temperaturen sinken, beginnen Laubbäume, die Verbindung zwischen jedem Blatt und dem Ast, an dem es wächst, zu versiegeln. Wasser und Nährstoffe fließen nur noch spärlich. Chlorophyll, das ständig abgebaut wird und kontinuierlich wieder aufgebaut werden muss, wird nicht mehr ersetzt. Innerhalb weniger Tage verblasst das Grün, und das, was darunter lag, kommt zum ersten Mal im Jahr zum Vorschein.

Was die ganze Zeit darunter lag

Zwei Pigmentfamilien sind normalerweise für das verantwortlich, was als Nächstes erscheint. Carotinoide, dieselbe Pigmentklasse, die Karotten orange und Eigelb goldgelb färbt, sind das ganze Jahr über in den Blättern vorhanden, permanent vom Grün des Chlorophylls überdeckt. Xanthophylle, eine verwandte Pigmentgruppe, tragen die Gelbtöne bei. Sobald das Chlorophyll verschwindet, werden diese Pigmente enthüllt, anstatt neu gebildet zu werden, weshalb Gelb- und Goldtöne dazu neigen, zuerst und vorhersehbar aufzutreten, fast wie eine sich entwickelnde Fotografie.

Rot ist eine ganz andere Geschichte, und eine interessantere.

Warum manche Blätter feuerrot werden

Im Gegensatz zu Carotinoiden sind Anthocyane, die Pigmente hinter tiefen Rot- und Purpurtönen, nicht im Blatt vorhanden und warten darauf, enthüllt zu werden. Bäume produzieren sie im Herbst frisch, indem sie Zucker verwenden, der im Blatt eingeschlossen wird, sobald der Baum beginnt, seine Verbindung zum Ast zu unterbrechen. Helle, sonnige Herbsttage gepaart mit kühlen Nächten produzieren den meisten Zucker und die schärfsten Anthocyan-Rottöne, weshalb die spektakulärste Herbstfärbung eher auf eine knackige, klare Jahreszeit folgt als auf eine graue, feuchte. Ein warmer, bedeckter Herbst führt fast immer zu einer matteren Farbe. Dies ist einer der wenigen Orte in der Natur, wo der Wetterbericht gleichzeitig als Farbprognose dient.

Warum dieselbe Straße wie zehn verschiedene Herbste aussehen kann

Gehen Sie eine einzige Straße entlang, die mit denselben Baumarten gesäumt ist, und Sie werden oft alle Stadien der Verwandlung auf einmal sehen: Grün, Gold, Orange und Rot, manchmal am selben Ast. Genetik, Sonneneinstrahlung, Bodenchemie und sogar der Grad des Stresses, dem ein einzelner Baum ausgesetzt war, verschieben das Gleichgewicht der Pigmente leicht. Keine zwei Bäume laufen die Chemie genau im gleichen Tempo, was ein Grund dafür ist, warum die Herbstfärbung nie zweimal ganz gleich aussieht.

Was im Ahornblatt passiert und was geschieht, wenn Licht einen CMY-Würfel durchdringt, teilen dieselbe grundlegende Idee: Farbe wird selten hinzugefügt. Öfter wird sie durch das offenbart, was herausgefiltert wird. Ein Blatt im Sommer absorbiert rotes und blaues Licht und reflektiert grünes. Die Cyan-, Magenta- und Gelbflächen eines CMY-Würfels subtrahieren jeweils einen Teil des sichtbaren Spektrums vom durchdringenden Licht, und was das Filtern übersteht, ist die Farbe, die Sie sehen. Der Herbst ändert einfach, welche Pigmente das Filtern übernehmen, und für ein paar kurze Wochen lässt er Farben, die immer vorhanden waren, ins Licht treten.

Wo immer Sie diesen Oktober sind, ob Sie im Norden Ahornbäume beobachten oder im Süden in den Frühling gehen, die Wissenschaft gilt. Die Farbe wurde nie hinzugefügt. Sie hat gewartet.