Лишће у јесен не мења боју зато што га је „обојио мраз“. Промена почиње много раније: када дани постану краћи, а услови за раст све неповољнији, листопадно дрвеће почиње припрему за зиму. Производња зеленог пигмента хлорофила успорава, постојећи хлорофил се разграђује, а зеленило постепено нестаје.
Тада постају видљиви жути и наранџасти пигменти који су у многим листовима били присутни и током лета, али их је много јачи зелени хлорофил „скривао“. Код неких врста у јесен се додатно стварају црвени и љубичасти пигменти — антоцијани. Зато једно дрво постане жуто, друго црвено, а један исти лист понекад истовремено има зелене, жуте и црвене делове.
Иза тог јесењег спектакла заправо стоји врло практичан посао: дрво расклапа делове листа које више неће користити и покушава да поврати вредљиве хранљиве материје пре него што лист отпадне. Јесења боја је, на неки начин, видљив траг тог великог „спремања куће“ пред зиму.
Зашто је лишће уопште зелено?
Да бисмо разумели јесен, прво треба разумети лето.
У ћелијама листа налази се хлорофил, зелени пигмент који има кључну улогу у фотосинтези. Он упија део светлосне енергије коју биљка користи да од воде и угљен-диоксида ствара шећере.
Хлорофил не траје заувек. И током пролећа и лета његови молекули се разграђују, али биљка стално производи нове, па лист остаје зелен.
Проблем наступа пред зиму. Дани постају краћи, сунчеве светлости има мање, температуре се мењају, а за листопадно дрво одржавање великог броја листова више није тако исплативо. Покреће се старење листа, односно сенесценција — уређен биолошки процес током којег лист постепено престаје да обавља своју дотадашњу функцију. На његов ток утичу и дужина дана и температура, али и врста дрвета, старост листа, доступност воде и други услови.
И ту почињу боје.
Одакле долазе жута, наранџаста и црвена боја?
Лист није зелен зато што у њему постоји само зелени пигмент. У њему је читаво мало „паковање боја“.
Жута и наранџаста: боје које су већ биле ту
Многи листови током лета садрже каротеноиде — групу жутих и наранџастих пигмената који такође учествују у раду фотосинтетичког система.
Само их не примећујемо јер је хлорофила много више.
Замислите да жути папир прекријете дебелим слојем зелене боје. Док је зелени слој јак, жута се готово не види. Када зеленило почне да нестаје, оно што је све време било испод постаје очигледно.
Управо зато многе брезе, тополе и друга стабла у јесен добијају жућкасте и златне тонове. Каротеноиди су сродни пигментима због којих је, на пример, шаргарепа наранџаста.
Црвена и љубичаста: овде се дешава нешто друго
За црвену боју прича није сасвим иста.
Код великог броја врста антоцијани, пигменти који листу дају црвену, гримизну или љубичасту боју, заиста се стварају управо током јесењег старења листа. Дакле, црвена боја није увек била „сакривена испод зелене“ — биљка може активно да произведе нови пигмент.
Зашто би дрво трошило ресурсе на црвени пигмент непосредно пре него што ће одбацити лист?
То питање је дуго занимало научнике и прича још није сведена на једно једноставно објашњење. Једна добро поткрепљена улога антоцијана јесте заштита листа од прејаке светлости док се његова фотосинтетичка машинерија постепено расклапа. Таква заштита може да омогући листу да мало дуже и успешније враћа хранљиве материје дрвету.
Другим речима, црвена боја можда није украс пред крај живота листа, већ део начина на који дрво тај крај контролише.

Дрво не баца лист док из њега не узме шта може
Лист садржи драгоцене материје, посебно азот и фосфор, које су биљци поново потребне следећег пролећа.
Зато листопад није једноставно тренутак када лист „умре и падне“. Током сенесценције дрво разграђује бројне молекуле у листу и део њихових састојака враћа у стабло, гране и корен, где могу бити сачувани до наредне сезоне. Научна истраживања показују да је ово повлачење хранљивих материја важан део економије листопадног дрвета.
Управо је и разградња хлорофила део тог процеса.
Када је посао при крају, код основе петељке формира се зона у којој веза између листа и гране постепено слаби. На крају ветар или сама тежина листа могу да доврше посао — и лист отпада.
Тако дрво у зиму улази без великих, танких површина преко којих би губило воду и које би било тешко одржавати током хладног периода.
Зашто једно дрво буде жуто, а друго црвено?
Боја није случајна. Најпре зависи од врсте дрвета и његове генетике — не производе све врсте исте пигменте нити их производе у истој количини.
Зато се јесење дрвеће не понаша као једна огромна зелена површина која истог дана промени боју.
На коначну нијансу утиче и мешавина преосталих пигмената. Ако у листу остану жути каротеноиди, може изгледати жуто. Комбинација каротеноида и антоцијана може дати наранџасте тонове. Ако има доста антоцијана, лист може постати јарко црвен или тамноцрвен.
Занимљиво је да чак ни сви листови истог дрвета не морају имати исту боју. Количина светлости коју су добијали, њихов положај у крошњи и локални услови могу да направе видљиву разлику.
Зато вреди погледати једно дрво пажљивије, уместо само читаву крошњу. Понекад је једна страна још зелена или жута, док је изложенија страна већ наранџаста или црвена.

Да ли хладноћа боји лишће?
Ово је једна од најчешћих заблуда.
Мраз није потребан да би лишће променило боју. Промене могу да почну знатно пре првог мраза. Скраћивање дана, температура и унутрашњи биолошки сигнали заједно утичу на почетак јесењег старења листа.
Време, међутим, може много да утиче на то колико ће боје бити јарке и колико ће трајати.
Сунчани јесењи дани у комбинацији са прохладним ноћима могу код неких врста подстаћи накупљање антоцијана и наглашеније црвене тонове. Насупрот томе, суша може убрзати старење и опадање лишћа, док веома јак рани мраз може оштетити листове и прекинути лепу јесењу фазу.
Зато исто дрво једне године може изгледати спектакуларно, а следеће прилично неупадљиво.
А зашто неко лишће само постане браон?
Када се зелени, жути и црвени пигменти разграде, све више долазе до изражаја смеђа једињења и продукти разградње ткива. Танини и друга фенолна једињења доприносе смеђим и бронзаним тоновима, нарочито код неких храстова и букве.
Зато лист који је недељу дана раније био живоцрвен на крају заврши као сув, браон лист на земљи.
То није нова „јесења боја“ у истом смислу као жута или црвена, већ последња фаза пропадања и сушења ткива.
Зашто четинари углавном остају зелени?
Иглице четинара су другачије грађене од широких листова већине листопадног дрвећа. Имају малу површину и бројне особине које смањују губитак воде, па их дрво може задржати током више сезона.
То, ипак, не значи да једна иглица живи заувек. Четинари такође постепено одбацују старе иглице, само не све одједном сваке јесени.
Постоје и занимљиви изузеци. Ариш је четинар, али је листопадан: његове иглице у јесен пожуте и отпадну.
Природа ретко поштује наше једноставне поделе без бар једног доброг изузетка.

Како ово објаснити детету?
Најједноставније овако:
„Лист је лети зелен јер има много зелене материје која се зове хлорофил и помаже дрвету да користи сунчеву светлост. Када стигне јесен и дани постану краћи, дрво почиње да се спрема за зиму и престаје да одржава толико хлорофила. Зелена боја нестаје, па видимо жуту и наранџасту које су већ биле у листу. Нека стабла направе и црвени пигмент. Када дрво из листа узме материје које може поново да употреби, лист отпадне.“
То објашњење је довољно једноставно за дете, а не жртвује оно најважније: лист не мења боју зато што се „смрзао“, већ зато што се у њему дешава организован биолошки процес.
Школа у пракси
Ова тема се природно надовезује на наставу предмета Свет око нас у првом и другом разреду и касније Природе и друштва, где се повезују годишња доба, биљке, Сунчева светлост и промене у живој природи. Важећи план првог циклуса предвиђа Свет око нас у I и II, а Природу и друштво у III и IV разреду; у програмским документима посебно се наглашавају цикличност годишњих доба и повезаност живих бића са условима неживе природе.
Пробај сам: направи јесењи дневник једног дрвета
За овај мали оглед нису потребне никакве хемикалије. Изаберите једно листопадно дрво које свакодневно пролазите — у дворишту, парку или на путу до школе.
Фотографишите исту грану са истог места свака два или три дана током две до три недеље. Запишите датум и приближно време, а можете забележити и да ли је дан био сунчан, кишовит или хладан.
На крају поређајте фотографије.
Обратите пажњу на то да ли је цела крошња променила боју истовремено, где је промена прво почела, колико дуго је трајала жута или црвена фаза и када је почело масовније опадање.
Ако пратите и друго дрво друге врсте у истом парку, добићете још занимљивији резултат: иако су оба имала готово исто време, њихов „јесењи сат“ вероватно неће радити потпуно исто.
Честа питања
Кратки одговори на питања која читаоци најчешће постављају уз овај савет.
Зашто лишће у јесен пожути?
Хлорофил се разграђује и зелена боја нестаје, па постају видљиви жути каротеноидни пигменти који су у листу често били присутни и током лета.
Зашто неко лишће постаје црвено?
Код одређених биљака током јесењег старења листа настају антоцијани. Они могу дати црвену, гримизну или љубичасту боју и вероватно имају и заштитну улогу.
Да ли мраз узрокује промену боје лишћа?
Не. Промена боје може почети пре мраза. На њен почетак утичу пре свега сезонски сигнали као што су дужина дана, температура и физиолошко стање дрвета. Мраз може утицати на трајање и изглед јесењих боја.
Зашто лишће после промене боје отпадне?
Дрво пре зиме повлачи део корисних материја из листа. Затим се на месту где се петељка спаја са граном формира зона одвајања, па лист на крају отпада.
Да ли топлија јесен значи да ће лишће касније променити боју?
Често може да одложи старење лишћа, али одговор није исти код свих врста. Дужина дана поставља сезонски оквир, док температура, суша и други услови додатно померају време сенесценције. Истраживања зато не показују једно једноставно правило које важи за свако дрво и сваку област.
Јесен заправо открива шта се дешава унутар листа
Промена боје лишћа је леп пример како нешто што сваке године видимо испред зграде, у школском дворишту или парку у ствари представља сложен биолошки процес.
Зелени хлорофил нестаје, други пигменти постају видљиви или се тек стварају, драгоцене материје се враћају дрвету и лист се коначно одваја.
Зато следећи пут када видите крошњу која прелази из зелене у жуту и црвену, не гледате само почетак зиме. Гледате дрво које веома пажљиво завршава једну сезону и припрема се за следећу.
Извори
Текстови и истраживања на основу којих је овај савет написан.
- Fall Color
- The Process of Leaf Color Change
- Changes in autumn senescence in northern hemisphere deciduous trees: a meta-analysis of autumn phenology studies
- Physiological significance of anthocyanins during autumnal leaf senescence
- Seasonal nitrogen cycling in temperate trees: Transport and regulatory mechanisms are key missing links
- New Intrinsic Ecological Mechanisms of Leaf Nutrient Resorption in Temperate Deciduous Trees
- ПРАВИЛНИК о изменама Правилника о плану наставе и учења за први циклус основног образовања и васпитања и програму наставе и учења за први разред основног образовања и васпитања