Et blad fødes om våren, dør om høsten. Fra sukkulente lysegrønne, går de soldrevne fotosynteseapparatene over i flerfarget rødgulgrønn når sommerens lange dager går over i lengre netter. Grønt er klorofyll, gult er karotenoider, det røde antocyaniner – alle er de fargestoffer i solfangertjeneste.
Gult høstløv dukker opp av det bladgrønne når høsten kommer. Lengre netter er et signal til mange av trærne våre om at vinteren nærmer seg. Det er på tide å pakke sammen og gjøre seg klar til lite lys og mye kulde. Blader og nåler går fra aktiv vekst og fotosyntese til programmert aldring og død. Verdifulle næringsstoffer, slik som nitrogen, fosfor og magnesium, transporteres ut av bladene og lagres i stamme og røtter for bruk neste vår.
La oss bruke osp som eksempel
De gule ospebladene dukker opp når det grønne klorofyllet brytes ned. De gule fargene har nemlig vært i bladet hele tiden, og deres viktigste oppgave er ikke å glede oss mennesker med sine vakre farger, men å beskytte bladet mot overskytende energi fra den eksplosivt energirike fotosyntesen som foregår i de grønne bladene.
For å unngå å produsere skadelig oksygen demonteres det grønne klorofyllet gradvis ut over høsten. Det samme skjer med de gule karotenoidene, men demonteringen går saktere så bladene beholder gulfargen lengre. Her er de gule ospetrærne pakket inn i eviggrønn furuskog. Foto: Dan Aamlid / Skog og landskap
Disse gule og oransje fargestoffene, som vi finner i gulrøtter, appelsiner og gule epler, forklarer både høstbladenes kraftige gulfarge og hvorfor du bør steke tomatene i olje. Fargestoffene kalles karotenoider og består av karotener; slik som β-karoten og lykopen, som vi finner i gulrot og tomat; og xantofyller, slik som lutein, zeaxantin, anteraxantin og violaxantin.
Luften mennesker, dyr og planter puster inn inneholder oksygen, og vi er avhengige av dette oksygenet for å skaffe energi til respirasjonen, cellenes forbrenning av næringsstoffer. Oksygen er livgivende, men også dødelig. Jern ruster og mat harskner. Oksygenet angriper cellene våre, og både mennesker, dyr og planter er avhengige av antioksidanter for å bekjempe de skadelige oksygenradikalene som dannes der oksygen finnes.
For plantene er oksygen en ekstra utfordring. I de grønne bladenes kloroplaster foregår fotosyntesen og det produseres store mengder oksygen når energien fra sollyset spalter vann til hydrogen og oksygen, i en eksplosiv reaksjon.
I tillegg til detox (antioksidanter) for å beskytte seg mot oksygenradikaler som produseres under fotosyntesen, trenger ospebladet noe som kan fange overskuddsenergien fra fotosyntesen. Det er her de gule karotenoidene trer støttende til. Inne i kloroplastene der fotosyntesen foregår, i skyggen av det grønne klorofyllet, ligger nemlig de gulfargede xantofyllene som små støtdempere som absorberer overskuddsenergi. Dersom det grønne klorofyllet ikke holdes på rett plass i forhold til karotenoidene dannes det oksygenradikaler og solen og oksygenets livgivende kraft blir dødelig for de grønne bladene.
Og hvorfor steke tomater i olje? Jo, lykopen, som er en antioksidant og som farger tomatene røde, er et pigment som ikke lar seg løse i vann, men det løser seg godt i olje.
Rødfargene skyldes antakelig stress
Rødfargen, som mange blader smykker seg med om høsten kommer av fargestoffet antocyanin. Antocyanin varierer i farge fra rødt til blått, litt avhengig av pH og andre faktorer.
Førsteamanuensis Rick Strimbeck på Biologisk institutt ved NTNU i Trondheim forsker på hvordan trær overlever vinter og lave temperaturer.
- De sterke rødfargene i antocyaninene blir ofte omtalt som solfaktor for plantene. Men min erfaring er at de produseres sent på sommeren, sannsynligvis på grunn av stress, slik som tørke eller mye sollys. I mange arter dukker de dessuten opp på undersiden av bladene, mens det er på oversiden en eventuell solbeskyttelse ville hatt virkning, forklarer Strimbeck.
Rødfargen, som mange blader smykker seg med om høsten, ikke minst når nettene er kalde og klare, forårsakes av antocyanin. Antocyanin varierer i farge fra rødt til blått, litt avhengig av pH og andre faktorer. Foto: Dan Aamlid / Skog og landskapNoen ganger fører næringsmangel til synlige fargeforandringer på bladene.
- Mangel på fosfor gir alltid rødfarge på undersiden av bladet, forteller Strimbeck.
Bakom evig grønn finnes alltid gult
Eviggrønne kalles de trærne som ikke feller bladene, eller rettere sagt nålene, hvert år. Hos furu sitter nålene på i 2-4 år mens grannåler kan sitte på i 8-10 år før de faller av.
Hvordan kan det ha seg at nålene er grønne året rundt? Hvordan klarer bartrærne å beholde det grønne klorofyllet i nålene gjennom vinteren?
Strimbeck forklarer at deler av svaret er at energiabsorberingssystemet til de gule karotenoidene er permanent skrudd på om vinteren, mens det på sommeren kan reguleres opp eller ned etter behov.
Forsker på ospebladets alderdom
Stefan Jansson er professor i plantefysiologi ved Universitetet i Umeå i Nord-Sverige, og har viet sin forskerkarriere til studiet av fotosyntesen. De siste årene har han imidlertid også begynt å interessere seg for aldringsprosesser i trær, nærmere bestem i osp.
Mye av forskningen foregår i laboratoriet, men et enslig ospetre utenfor kontorbygningen til Umeå Plant Science Center har etter hvert blitt en favoritt. Hver høst i over ti år har nemlig forskergruppen samlet ospeblader og undersøkt hvordan ulike gener, proteiner og ikke minst fargestoffer endrer seg fra bladene er grønne og aktive i midten av september, til de dør og faller av i midten av oktober.
I tillegg til treet på campus har forskergruppen sekvensert og kartlagt i detalj hele genomet, den samlede arvemassen, til over 100 ulike ospetrær i hele Sverige. Resultatene fra kartleggingen av DNA-et i osp viser at det er enorm variasjon mellom ulike ospetrær. Men felles for dem alle er at et utviklingsprogram slås på i bladene når høsten nærmer seg. Og at det sannsynligvis skjer for å resirkulere og ta vare på nitrogen og fosfor.
De gulfargede karotenoidene spiller en viktig rolle i å beskytte ospebladet mot oksidativt stress under aldringsprosessen, når klorofyllmolekylene brytes ned.
- Man kan ha karotenoider i bladet uten at klorofyll er til stede. Men ikke motsatt – det er ikke klorofyll uten at det samtidig er karotenoider, forklarer Jansson.
Når det gjelder rødfargen på ospebladene så viser Umeå-gruppens studier at den kun oppstår etter at aldringsprogrammet er skrudd på.
- Osp eldes alltid homogent, mens andre arter, slik som for eksempel lønn, kan ha mer lokal variasjon, forteller Jansson.
Gule blader i juli
Halvor Solheim er seniorforsker og soppekspert ved Skog og landskap på Ås. Han forsker på hvordan ulike arter og stadier av sopper kan gjøre skade på trær. I sommer la han merke til at det var mange observasjoner av gule trær, særlig bjørketrær, selv midt på sommeren.
Årsaken var ikke en tidlig høst, men varme og tørkestress.
- Soppsykdommer kan også gi gule blader på bjørketrær særlig i høyereliggende strøk, forklarer Solheim.
- Da er det som regel bjørkerust som er årsaken til de gule bladene. Det finnes rustsopper på osp og selje også, men de mest iøynefallende gule bladene er nok forårsaket av bjørkerustsoppen. I år var den veldig synlig, og vi fikk mange innrapporterte observasjoner, spesielt fra nordlige deler av Hedmark og Oppland, og i Trøndelag, for eksempel på Oppdal, forteller han.
Solheim forklarer at det kan virke som om rustsoppen forårsaker noe av de samme reaksjoner som når bladene eldes og dør på høsten. Gradvis mister bladene grønnfargen, blir gule og til slutt faller de av.
