We wrześniu las zaczyna wykonywać jeden z najbardziej niezwykłych manewrów w całym swoim rocznym cyklu. Zieleń powoli ustępuje żółciom, pomarańczom i czerwieniom, a kilka tygodni później miliony liści znajdą się na ziemi. Dla nas to początek złotej jesieni. Dla drzewa — precyzyjnie kontrolowany proces odzyskiwania cennych składników i przygotowywania się do zimy. Liść nie spada dlatego, że drzewo nagle przestaje go potrzebować. Zanim go „odłączy”, zabiera z niego to, co warto zachować na kolejny sezon.

Drzewo wie, że nadchodzi jesień

Drzewo nie potrzebuje kalendarza. Jednym z najbardziej niezawodnych sygnałów zmiany pory roku jest skracający się dzień. Reakcję organizmów na długość dnia i nocy nazywamy fotoperiodyzmem.

Wraz z końcem lata zmieniają się również temperatury, warunki świetlne i dostępność wody. Dla drzew liściastych strefy umiarkowanej jest to sygnał, że nadchodzi okres, w którym utrzymywanie dużej powierzchni liści przestanie być opłacalne.

Liść jest bowiem znakomitą „fabryką” w sezonie wegetacyjnym. Dzięki fotosyntezie wykorzystuje energię słoneczną do wytwarzania związków organicznych. Jednocześnie jednak przez aparaty szparkowe traci wodę w procesie transpiracji.

Zimą pobieranie wody przez korzenie może być znacznie utrudnione, szczególnie gdy gleba jest zamarznięta. Zrzucenie liści ogranicza powierzchnię, przez którą drzewo traci wodę, a równocześnie pozwala przejść w okres spoczynku.

Najpierw znika zieleń

Przez wiosnę i lato kolor liścia jest zdominowany przez chlorofil — zielony barwnik znajdujący się w chloroplastach i niezbędny do pochłaniania energii świetlnej podczas fotosyntezy.

Jesienią aparat fotosyntetyczny zaczyna być stopniowo demontowany. Chlorofil jest rozkładany, a drzewo odzyskuje część znajdujących się w liściu wartościowych składników.

To ważne, bo w cząsteczkach chlorofilu oraz białkach aparatu fotosyntetycznego znajduje się między innymi cenny dla rośliny azot. Zamiast pozwolić, by wszystko spadło razem z liściem na ziemię, drzewo przenosi część zasobów do pędów, pnia i korzeni.

W materiałach Lasów Państwowych wskazywane są również odzyskiwane i magazynowane składniki, takie jak azot, fosfor, potas, cukry, skrobia i tłuszcze.

Jesienne przebarwienie liścia nie jest początkiem chaosu. To część kontrolowanego procesu, podczas którego drzewo kończy sezon pracy i odzyskuje część zasobów przed zimowym spoczynkiem. Fundacja Sadzimy Lasy

Skąd bierze się żółty i pomarańczowy kolor?

Tutaj zaczyna się prawdziwa chemia jesieni.

Zielony liść nie zawiera wyłącznie chlorofilu. Przez cały sezon znajdują się w nim również karotenoidy — grupa barwników dających żółte i pomarańczowe odcienie.

Latem są znacznie mniej widoczne, ponieważ dominuje intensywna zieleń chlorofilu. Kiedy chlorofilu zaczyna ubywać, część karotenoidów pozostaje w liściu i ich kolor staje się widoczny.

Dlatego złoto i pomarańcz, które widzimy jesienią, w pewnym sensie były w liściu już wcześniej — tylko przez większą część roku pozostawały ukryte pod zielenią.

Dlaczego jedne liście są czerwone, a inne żółte?

Ostateczna barwa zależy od gatunku, proporcji poszczególnych barwników, stopnia rozkładu chlorofilu oraz warunków, w jakich przebiega jesienne starzenie liścia.

Karotenoidy odpowiadają przede wszystkim za żółcie i pomarańcze. Antocyjany mogą nadawać liściom barwy czerwone i purpurowe. Gdy w jednym liściu występuje kilka grup barwników jednocześnie, pojawiają się kolory pośrednie.

Brąz nie jest natomiast po prostu kolejną wersją czerwieni. W późnej fazie starzenia liścia coraz większą rolę odgrywają procesy związane z obumieraniem tkanek oraz pozostałymi związkami, między innymi taninami.

Dlatego dwa drzewa stojące obok siebie mogą wyglądać jesienią zupełnie inaczej — nawet jeśli lato spędziły w niemal identycznych warunkach.

Czy pogoda decyduje o kolorach?

Pogoda ma znaczenie, ale nie działa jak prosty przełącznik: „zimna noc = czerwony liść”.

Podstawowy rytm jesiennej przemiany jest silnie związany z sezonowością i skracaniem dnia, natomiast temperatura, nasłonecznienie, wcześniejsza susza, opady czy wiatr mogą wpływać na moment rozpoczęcia przebarwień, intensywność kolorów i długość całego widowiska.

Badania nad jesiennymi antocyjanami pokazują, że u części gatunków chłodniejsze warunki w połączeniu ze światłem mogą sprzyjać intensywniejszej produkcji czerwonych barwników.

Z kolei długotrwała susza może zestresować drzewo i doprowadzić do wcześniejszego starzenia lub opadania liści, zanim rozwinie się pełna jesienna paleta.

Silny wiatr i intensywne opady mogą natomiast po prostu skrócić spektakl, strącając przebarwione liście z gałęzi.

Skąd liść „wie”, kiedy ma spaść?

Samo rozłożenie chlorofilu nie wystarczy. Drzewo musi jeszcze bezpiecznie oddzielić liść od pędu.

U nasady ogonka liściowego rozwija się specjalna strefa odcinająca. Zmienia się w niej budowa i połączenie komórek, a więź pomiędzy liściem a gałęzią stopniowo słabnie.

W procesie uczestniczą między innymi hormony roślinne. Lasy Państwowe zwracają uwagę na rolę etylenu i zmian w poziomie auksyn podczas starzenia się liścia.

W pewnym momencie liść jest już połączony z gałęzią tak słabo, że wystarczy jego własny ciężar albo podmuch wiatru. Liść odpada, a miejsce po nim zostaje zabezpieczone.

Drzewo nie „gubi” więc zdrowych liści przypadkowo. Jesienne opadanie jest zaprogramowanym etapem ich cyklu życia.

Dlaczego buk i dąb czasem nie chcą się rozstać z liśćmi?

Zimą las liściasty wydaje się prawie pusty, ale wystarczy spojrzeć na młode buki lub dęby. Często nadal wiszą na nich suche, brązowe liście.

Zjawisko utrzymywania obumarłych liści na roślinie nazywa się marcescencją. Jest szczególnie dobrze widoczne właśnie u buków i dębów, często na młodszych drzewach lub niższych gałęziach.

W takich przypadkach proces odcinania liścia jest opóźniony lub nie zostaje jesienią całkowicie zakończony. Suche liście mogą więc pozostawać na gałęziach przez część zimy, czasem aż do rozpoczęcia wiosennego wzrostu.

Co ciekawe, naukowcy nadal badają, jakie dokładnie korzyści ewolucyjne daje drzewom marcescencja. Istnieje kilka hipotez, ale nie ma jednej, ostatecznie potwierdzonej odpowiedzi.

Dlaczego drzewa w ogóle zrzucają liście?

Można byłoby zapytać: skoro zbudowanie milionów nowych liści każdej wiosny kosztuje tak dużo energii, dlaczego drzewa nie zachowują ich na zimę?

Odpowiedź kryje się w kompromisie.

Duży, cienki liść jest znakomitym narzędziem do fotosyntezy w ciepłym sezonie. Zimą staje się jednak kosztowny w utrzymaniu. Nadal traciłby wodę, byłby narażony na mróz, obciążenie śniegiem i uszkodzenia, podczas gdy możliwości fotosyntezy są znacznie ograniczone.

Drzewa liściaste rozwiązują ten problem radykalnie: przed zimą odzyskują część wartościowych składników, zrzucają liście i ograniczają aktywność.

Wiosną, gdy warunki ponownie stają się korzystne, budują nowy aparat fotosyntetyczny.

Opadnięcie nie oznacza końca

Z punktu widzenia drzewa historia liścia kończy się na gałęzi. Z punktu widzenia lasu — właśnie zaczyna się kolejny rozdział.

Opadłe liście tworzą ściółkę. Stają się miejscem życia drobnych organizmów, są rozdrabniane i rozkładane przez bezkręgowce, grzyby i mikroorganizmy.

Z czasem część zawartej w nich materii wraca do obiegu składników w ekosystemie, a ściółka pomaga chronić powierzchnię gleby i zatrzymywać wilgoć.

Dlatego jesienny liść nie jest leśnym odpadem. Jest elementem obiegu materii, który łączy koronę drzewa, glebę i kolejne pokolenia roślin.

I właśnie tu zaczyna się następna fascynująca historia: kto właściwie „sprząta” miliardy liści, które każdej jesieni spadają na dno lasu?

W lesie nic nie kończy się naprawdę w chwili, gdy spada na ziemię. Jesienny liść przestaje pracować dla jednego drzewa, ale zaczyna pracować dla całego ekosystemu. Fundacja Sadzimy Lasy

Jesień pokazuje, czym naprawdę jest las

Kiedy patrzymy we wrześniu na pierwsze przebarwiające się korony, oglądamy znacznie więcej niż zmianę krajobrazu.

Widzimy drzewa odzyskujące składniki, demontujące aparat fotosyntetyczny, ograniczające utratę wody i przygotowujące się do miesięcy spoczynku.

To kolejny dowód na to, że las nie jest statycznym zbiorem drzew. Jest systemem nieustannie reagującym na światło, temperaturę, wodę i rytm pór roku.

We wrześniu ten system zaczyna wyłączać lato. Powoli, liść po liściu.

A złoto, pomarańcz i czerwień, które zachwycają nas podczas spacerów, są tylko pięknym efektem ubocznym znacznie ważniejszej operacji: przygotowania lasu do zimy i kolejnej wiosny.