ใบไม้เปลี่ยนสีได้ยังไง?

ใบไม้เปลี่ยนสีเป็นเสน่ห์อย่างหนึ่งของฤดูใบไม้ร่วง ไปที่เดียวกันแต่คนละเวลา ใบก็เปลี่ยนสีไม่เท่ากัน ไปตอนแดดออกกับเมฆมาก สีใบไม้ที่เห็นก็ต่างกัน ธรรมชาติที่คาดเดาได้ยากนั้นจึงเป็นเสน่ห์อย่างหนึ่งของการไปชมใบไม้เปลี่ยนสี มาดูกันว่าทำไมเราถึงเห็นใบไม้เปลี่ยนสีไป

ปกติเราเห็นใบไม้สีเขียวเนื่องจากคลอโรฟิลล์จำนวนมากในใบ คลอโรฟิลล์เป็นตัวรับพลังงานแสงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เป็นออกซิเจนและน้ำตาลที่เป็นอาหารของพืช น้ำตาลที่ถูกสร้างขึ้นจะถูกลำเลียงออกจากใบไม้ไปยังส่วนต่าง ๆ ของต้นไม้ คลอโรฟิลล์นี้สลายตัวและสร้างขึ้นใหม่ทดแทนตลอดเวลา

ไม่ใช่ต้นไม้ทุกชนิดจะเปลี่ยนสี ต้นไม้จำพวกเมเปิ้ล แปะก๊วย เมื่อเริ่มเข้าสู่ฤดูใบไม้ร่วง เมื่ออุณหภูมิยามเช้าลดลงเหลือราว 6 – 7 องศาเซลเซียส ช่วงเวลากลางวันสั้นลง ปริมาณแดดก็น้อยลงด้วย การสร้างคลอโรฟิลล์จึงช้าลง ในขณะที่คลอโรฟิลล์ที่มีอยู่แล้วก็สลายตัวไปเรื่อย ๆ ทำให้สารสีอื่นในใบไม้เด่นขึ้นมาแทนที่สีเขียว

การเปลี่ยนสีของใบไม้เป็นสีเหลือง
ใบไม้ของต้นที่จะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองนั้นปกติมีสารสีเหลืองฟลาโวนอยด์ (Flavonoids) หรือสารสีเหลืองส้มแคโรทีนอยด์ (Carotenoids)อยู่แล้ว เพียงแต่มีปริมาณน้อยกว่าคลอโรฟิลล์ในอัตราส่วนประมาณ 2:8 เมื่อเข้าสู่ฤดูใบไม้ร่วงคลอโรฟิลล์สลายตัวลดลง เมื่อปริมาณคลอโรฟิลล์น้อยกว่าฟลาโวนอยด์ เราก็จะเห็นใบไม้นั้นเปลี่ยนเป็นสีเหลือง เช่นใบของต้นแปะก๊วย

การเปลี่ยนสีของใบไม้เป็นสีส้ม
ในใบไม้ที่มีสารสีส้มแคโรทีนอยด์ (Carotenoids) อยู่แล้วก็เช่นเดียวกัน ถึงแม้แคโรทีนอยด์จะสลายตัว แต่ก็สลายตัวในอัตราที่ช้ากว่าคลอโรฟิลล์มาก เมื่อคลอโรฟิลล์สลายตัวลดลงเรื่อย ๆ ทำให้เราเห็นแคโรทีนอยด์ชัดกว่า ทำให้เห็นใบไม้เป็นสีส้ม

การเปลี่ยนสีของใบไม้เป็นสีแดง
ต่างจากกรณีสีเหลืองและส้ม เนื่องจากสารสีแดงแอนโทไซยานิน (Anthocyanin) นั้นไม่ได้มีอยู่แล้วในใบไม้ แต่ถูกสังเคราะห์ขึ้นในช่วงฤดูใบไม้ร่วงนี้เอง ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าทำไมต้นไม้ถึงต้องสร้างสารแอนโทไซยานินขึ้นมา บางทฤษฎีก็ว่าเพื่อปกป้องใบจากแสงอาทิตย์ ช่วยยืดอายุของใบก่อนร่วงหลุดไป

สารสีแดงแอนโทไซยานินเกิดขึ้นจากเมื่อต้นไม้เริ่มจะผลัดใบออกไป เส้นใบที่เป็นทางผ่านของของเหลวเข้าออกจากใบกับลำต้นจะค่อย ๆ ปิดลง ทำให้น้ำตาลถูกลำเลียงออกจากใบไม้ได้น้อยลง ปริมาณน้ำตาลในใบและแสงแดดทำให้เกิดการสังเคราะห์สารแอนโทไซยานินขึ้น เราจึงเห็นใบไม้เป็นสีแดงหรือม่วง

สภาพที่ทำให้ใบไม้เปลี่ยนสีแตกต่างกัน
ถึงแม้จะเป็นต้นไม้ต้นเดียวกัน แต่สีแต่ละใบก็ไม่เหมือนกัน หรือต้นไม้ต้นเดิมแต่มาปีหน้าก็อาจจะเปลี่ยนสีไม่เหมือนเดิม การเปลี่ยนสีจะสวยหรือไม่สวยนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัย 3 ปัจจัยหลักดังนี้
– เวลากลางวันแดดดี จะทำให้การสังเคราะห์สารแอนโทไซยานินเกิดขึ้นมาก ใบไม้จึงสีแดงสวย
– อุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืนต่างกัน ถ้ากลางคืนอุ่น ต้นไม้จะใช้น้ำตาลที่ผลิตตอนกลางวัน ทำให้ใบไม้ไม่แดงสวย
– ความชื้นและปริมาณฝนพอเหมาะ ถ้าแห้งเกินไปใบไม้จะร่วงก่อนที่จะเปลี่ยนสี

ด้วยเงื่อนไขดังกล่าว ที่ชมใบไม้เปลี่ยนสีสวย ๆ จึงมักเป็นตามหุบเขาหรือแม่น้ำ

ใบไม้เปลี่ยนสีพบได้บริเวณไหนในโลกบ้าง
ใช่ว่าทุกประเทศจะมีใบไม้เปลี่ยนสี ใบไม้เปลี่ยนสีพบได้มากตามเอเชียตะวันออกด้านที่ติดมหาสมุทธ ด้านตะวันออกทวีปอเมริกาเหนือ และบางส่วนของทวีปยุโรป

57-084 autumn foilage

อ้างอิง
紅葉豆知識 ~なぜ紅葉するの?
The Chemicals Behind the Colours of Autumn Leaves

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s