Vì sao lá cây đổi màu và chuyển đỏ?

Vào phần lớn thời gian trong năm, lá cây đóng vai trò chính, liên tục chuyển đổi carbon dixode, nước và ánh sáng mặt trời thành năng lượng trong quá trình quang hợp. Nguyên liệu đặc biệt cho quá trình này, sắc tố diệp lục, là thứ làm cho lá cây có màu xanh tươi trong gần như cả năm. Nhưng trong khi diệp lục là nhân vật chính, nó vẫn có một số sắc tố hỗ trợ khác ở dạng sắc tố carotene và xanthophyll.

Xantho trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là “màu vàng”, và carotene chính là chất làm cho cà rốt và lòng đỏ trứng gà có màu cam đặc trưng. Hai sắc tố này luôn có ở trong lá cây và giúp hấp thụ ánh sáng mặt trời – thứ mà chúng sẽ chuyển thành chất diệp lục cho quá trình quang hợp.

Khi mùa hè gần kết thúc và thời gian ban ngày trở nên ngắn hơn, thời gian bóng tối tăng lên kích thích cây cối chuẩn bị chuyển sang dạng “ngủ đông”. Lá cây không thể tiếp tục quá trình quang hợp trong mùa đông do không khí trở nên khô và thiếu ánh sáng, vì vậy cây cối sẽ làm hai việc: đầu tiên là nó tạo thành một lớp ngăn cách được tạo thành từ các tế bào có hình dạng giống nút bần ở gốc của mỗi chiếc lá, sau đó, nó sẽ ngừng sản xuất diệp lục vì nó không cần sắc tố này cho đến khi thời gian ban ngày dài hơn khi mùa xuân đến. Với việc loại bỏ diệp lục, các sắc tố vàng và cam sẽ có cơ hội để tỏa sáng.

Màu đỏ từ các sắc tố anthocyanins thì phức tạp hơn một chút. Trong khi tất cả các loại cây đều chứa diệp lục, carotene và xanthophyll thì không phải cây nào cũng sản xuất được anthocyanins. Ngay cả những loại cây có anthocyanins cũng chỉ sản xuất nó trong những trường hợp nhất định.

Bạn có nhớ những lớp tế bào gốc ở lá không? Mục đích của nó là để bảo vệ cây trong suốt mùa đông lạnh giá và giúp nó không bị khô. Khi những lớp ngăn cách này hoàn thành nhiệm vụ của nó, lá cây sẽ rụng để bảo toàn năng lượng. Nhưng trước khi cây rụng lá và ngủ đông, nó muốn lấy lại đường và dưỡng chất từ lá cây càng nhiều càng tốt – đó là cách mà anthocyanins đi vào cây.

Mặc dù các nhà khoa học đưa ra nhiều lý do khác nhau tại sao một số loại cây sản xuất được anthocyanins và lá cây chuyển màu vào mùa thu, một lý thuyết phổ biến là anthocyanins bảo vệ lá cây khỏi việc phải tiếp xúc với quá nhiều ánh sáng mặt trời và giúp cây tái tạo dưỡng chất còn lại. Lý do bạn sẽ thấy màu đỏ rực rỡ trong nhiều năm là vì nhiều ánh sáng mặt trời và tình trạng thời tiết khô hạn gia tang nồng độ đường trong nhựa cây, khiến cây giải phóng nhiều anthocyanins hơn nhằm tập trung năng lượng để vượt qua mùa đông giá rét.

Thêm vào đó, đối với thời tiết lạnh như sắp đóng băng, lượng dinh dưỡng thấp và các yếu tố gây căng thẳng khác dường như sẽ kích hoạt lượng anthocyanins tăng lên. Nếu trời mưa và âm u, bạn sẽ không thể thấy những tán lá màu đỏ. Khi không có ánh sáng mặt trời, cây không cần sự bảo vệ của các sắc tố đỏ, vì vậy chúng không “thèm” sản xuất những sắc tố này.

Nguồn: science.howstuffworks.com