Tại sao lá cây lại đổi màu vào mùa thu?

Mùa thu là mùa thơ mộng, bởi những chiếc lá sẽ chuyển sang màu vàng, cam hay đỏ, tựa như từng trang thơ đẹp đẽ. Đó là lý do tại sao nhiều người châu Âu và Mỹ sẽ có các chuyến đi “ngắm lá” vào mùa thu. Họ đến những danh lam thắng cảnh để chiêm ngưỡng những tán lá đầy màu sắc rực rỡ. Vậy tại sao lá cây lại đổi màu vào mùa thu?

1. Ba loại sắc tố liên quan đến màu sắc mùa thu

Carotenoid: Tạo ra màu vàng, cam và nâu trong các loại thực vật như ngô, cà rốt, hoa thủy tiên vàng, củ cải Thụy Điển, cây mao lương và chuối.

Anthocyanin: Tạo màu cho nam việt quất, táo đỏ, nho concord, việt quất, anh đào, dâu tây và mận. Chúng tan trong nước và xuất hiện trong chất lỏng dạng nước của tế bào lá.

Diệp lục: Tạo cho lá màu xanh cơ bản. Nó cần thiết cho quá trình quang hợp, phản ứng hóa học cho phép thực vật sử dụng ánh sáng mặt trời để sản xuất đường làm thức ăn. Đặc biệt, cây ở vùng ôn đới dự trữ lượng đường này cho thời kỳ ngủ đông.

Cả diệp lục và carotenoid đều có trong lục lạp của tế bào lá trong suốt mùa sinh trưởng. Hầu hết anthocyanin được sản xuất vào mùa thu, để đáp ứng với ánh sáng mạnh và lượng đường thực vật dư thừa trong tế bào lá.

Trong suốt mùa sinh trưởng, chất diệp lục liên tục được sản xuất, phân hủy và lá cây có màu xanh lục. Khi đêm dài hơn vào mùa thu, quá trình sản xuất chất diệp lục chậm lại rồi dừng lại và cuối cùng toàn bộ chất diệp lục bị phá hủy. Các carotenoid và anthocyanin có trong lá sau đó sẽ hiện ra, chính là màu sắc mà chúng ta sẽ nhìn thấy trên chúng vào mùa thu.

2. Một số màu sắc đặc trưng của từng loài cụ thể:

Cây sồi: Đỏ, nâu hoặc nâu đỏ
Hickories: Đồng vàng
Cây dương và cây dương vàng: Vàng kim
Cây sơn thù du: Màu đỏ tía
Gỗ sồi: Màu nâu nhạt
Gỗ chua và tupelo đen: Đỏ thẫm
Cây phong đỏ: Màu đỏ tươi rực rỡ
Cây phong đường: Màu đỏ cam
Cây phong đen: Màu vàng rực rỡ
Cây lá sọc: Gần như không màu…

Thời điểm thay đổi màu sắc cũng khác nhau tùy theo loài. Ví dụ, cây gỗ chua ở các khu rừng phía nam có thể trở nên rực rỡ sắc màu vào cuối mùa hè trong khi tất cả các loài khác vẫn còn xanh tươi. Cây sồi chuyển sang màu sắc rất lâu sau khi các loài khác đã rụng lá.

Những khác biệt về thời gian giữa các loài dường như là được di truyền, vì một loài cụ thể ở cùng vĩ độ sẽ biểu hiện màu sắc giống nhau ở nhiệt độ mát mẻ của vùng núi cao vào cùng thời điểm như ở vùng đất thấp ấm hơn.

Tại sao lá cây lại đổi màu vào mùa thu?

Theo trang web Live Science, anh Adam Moore, một nhân viên lâm nghiệp tại Cơ quan Lâm nghiệp Colorado, cho biết lá của các loại cây đều nhận tín hiệu từ môi trường xung quanh và chúng biết khi nào thì cần chuẩn bị cho mùa đông. Khi thời tiết bắt đầu lạnh, ánh sáng mặt trời giảm, cơ hội quang hợp của lá cũng giảm theo. Các cây lá rụng, như cây phong, sẽ bắt đầu giảm bớt vào việc nuôi dưỡng lá.

Vào đầu mùa thu, thời tiết bắt đầu mát mẻ hơn và thời gian ban ngày ngắn lại nên lá cây ít có cơ hội sử dụng chất diệp lục để quang hợp. Tại thời điểm này, những cây rụng lá như cây phong bắt đầu giảm mức đầu tư cần thiết để duy trì sự sinh tồn của chúng.

Anh Moore cho biết, cây cũng giống như một nhà máy, và nó luôn tìm cách sản xuất một cách hiệu quả. Chúng sản xuất oxy cho con người và năng lượng cho chính chúng. Khi không có ánh sáng mặt trời, “nhà máy” này sẽ ngừng hoạt động.

Chuyên gia trồng trọt – Kristina Bezanson – từ Đại học Massachusetts Amherst cho biết, Chlorophyll (chất diệp lục) là sắc tố phổ biến nhất trong lá, nó hấp thụ ánh sáng đỏ và xanh lam và phản chiếu ánh sáng xanh lục, từ đó khiến lá có màu xanh lục. Khi chlorophyll giảm vào mùa thu, các sắc tố khác sẽ xuất hiện, làm lá chuyển sang màu sắc khác. Anthocyanins khiến lá có màu đỏ và tím, trong khi carotenoids và xanthophylls tạo màu cam và vàng.

Lá thường cũng có các sắc tố khác. Khi chất diệp lục giảm vào mùa thu, các sắc tố khác sẽ lộ ra khiến lá chuyển sang màu khác. Anthocyanin làm cho lá có màu đỏ và tím, trong khi carotenoid và lutein lần lượt làm cho lá có màu cam và vàng.

Ở những quần thể cá biệt, như cây phong, các loài khác nhau sẽ có các sắc tố khác nhau. Ví dụ, cây phong đỏ (Acer rubrum) có lá đỏ tươi vào mùa thu, trong khi cây phong đen (Acer nigrum) lại có lá vàng.

Tuy thời điểm lá đổi màu chủ yếu bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như nhiệt độ, nhưng gen của cây cũng đóng một vai trò vai trọng. Ví như lá của cây Oxydendrum arboreum, có thể đổi màu vào cuối mùa hè.

Cô Bezanson cũng cho biết, vào mùa đông, các cây rụng lá sẽ rơi rụng tất cả lá và trở nên trơ trụi. Thế nhưng những chiếc lá rụng có tác dụng giữ ấm và sau khi phân hủy, chúng cũng cung cấp chất dinh dưỡng cho đất.

Bạn có thể ngắm lá thu ở đâu?

Theo Cơ quan Công viên Quốc gia Hoa Kỳ, mùa thu là thời điểm lý tưởng để ra ngoài và ngắm lá ở những công viên quốc gia. Từ tháng 9 đến tháng 12 hàng năm, rừng cây, bụi cỏ sẽ khoác lên mình tấm áo hoa rực rỡ màu sắc, giống như một bức tranh mà thiên nhiên ban tặng cho con người. Thời gian chính xác tùy vào khí hậu và những điều kiện khác.

Cơ quan này đã đề xuất 10 công viên quốc gia dưới đây để mọi người có thể tận hưởng trong chuyến đi ngắm lá:

– Đường Công viên Blue Ridge (Blue Ridge Parkway) – ở phía bắc Carolina và Virginia.

– Đài Tưởng niệm Quốc gia Cedar Breaks – ở Utah.

–  Vườn Quốc gia Glacier – ở Montana.

– Vườn Quốc gia Dãy núi Smoky – ở phía bắc Carolina và Tennessee.

– Vườn Quốc gia Dãy núi Guadalupe – ở Texas.

– Đường Công viên Natchez Trace – ở Alabama, Mississippi và Tennessee.

– Vườn Quốc gia Núi Rocky – ở Colorado.

– Đường Sông ngắm cảnh Quốc gia Saint Croix – ở Wisconsin và Minnesota.

– Vườn Quốc gia Shenandoah – ở Virginia.

– Vườn Quốc gia Yosemite- ở California