New York’un Duchess County bölgesinde, ekim ayı ortasında kuzeye doğru ilerlerken altın sarısı ve ateş kırmızısı yapraklar dikkat çekiyor. Bu manzara, soğuk ayların yaklaştığının bir habercisi.
Daha kuzeyde, Maine’deki renkler ise çok daha soluk. Colby College’da mevsimsel değişimleri inceleyen ekolojist Amanda Gallinat, “Bu yılki gibi bir sonbaharda, bazı bitkiler kuraklık nedeniyle çok erken renk değiştirip hızla yaşlanma sürecine giriyor" dedi. Gallinat, penceresinden baktığında birçok ağacın yapraklarının erkenden kahverengiye döndüğünü söyledi.
Atlantik’in diğer tarafında, Birleşik Krallık’ta da her sonbaharda benzer renk değişimleri yaşanıyor. Ancak burada kırmızıdan çok sarı tonlar hakim. Bunun nedeni, ülkedeki baskın yaprak döken türlerin (kayın, akçaağaç ve meşe) sarı tonlar üretmesi. Lincoln Üniversitesi’nden evrimsel ekolojist David Wilkinson, “Birleşik Krallık’taki en renkli ağaçlar genellikle dışarıdan getirilen türlerdir” dedi. Örneğin sumak ağacı, canlı kırmızı yapraklar üretir ancak bu türler Akdeniz, Asya ve Kuzey Amerika kökenlidir.
Japonya’da ise akçaağaçların kırmızı, mor ve sarı tonları ülke manzarasını dönüştürür, binlerce turisti kendine çeker. Dünyanın birçok yerinde “yaprak seyri” adı verilen bu doğa olayı, milyonlarca insanı sonbaharın renk cümbüşünü izlemeye yönlendiriyor.
Ancak, bu kadar ilgi görmesine rağmen, ağaçların neden bu dönüşümü geçirdiği hala tam olarak bilinmiyor.
Evrimsel nedeni belirsiz
BBC'de yer alan habere göre biyologlar, yapraklardaki yeşil klorofilin çözünmesiyle ortaya çıkan sarı, kırmızı ve mor renklerin biyokimyasal sürecini ayrıntılı biçimde biliyor. Ancak ağaçların bu renkleri neden geliştirdiği, evrimsel olarak hala tartışmalı bir konu.
Yaprakların sarıya dönmesinin nedeni, aslında bu rengin yaprakta zaten var olması. “Karotenoid” adı verilen pigmentler, klorofilin çözünmesiyle birlikte görünür hale geliyor. Ağaçlar, kışa hazırlık sürecinde klorofili parçalayıp besinleri geri emerken bu renkler ortaya çıkıyor.
Kırmızı veya mor yapraklarda ise farklı bir süreç yaşanıyor. Bu renkler, klorofilin yok olmasıyla birlikte “antosiyanin” adlı pigmentlerin üretilmesinden kaynaklanıyor. Aynı pigment, birçok meyve ve sebzede de bulunuyor.
Genetik araştırmalar, ağaçların bu pigmentleri evrimsel süreçte nispeten geç dönemde üretmeye başladığını, yani klorofil geri emiliminin ardından geliştiğini gösteriyor. Bu da renk değişiminin ağaçlara bir avantaj sağlıyor olabileceğini düşündürüyor.
Bazı türlerde bir ağaç üzerinde birden fazla renk bir arada görülebiliyor. Ancak kesin olan bir şey var: Renk değişimi başladıktan kısa süre sonra yapraklar dökülüyor.
İki teori: Güneşten korunma ve böceklere sinyal
Yaprakların neden kırmızıya döndüğüne dair en güçlü teorilerden biri, renklerin böceklere karşı savunma sinyali olarak evrimleştiği görüşü. Buna göre, kırmızı yapraklar zararlı böcekleri özellikle yaprak bitlerini uzak tutmak için uyarı görevi görüyor.
Bir diğer güçlü teori ise “ışık koruma” yani fotokoruma teorisi. Bu görüşe göre, antosiyanin pigmentleri yapraklar için bir tür “güneş kremi” görevi görüyor. Yapraklar yaşlanırken ve klorofilleri çözülürken, güneş ışığının zararlı etkilerine karşı savunmasız hale geliyor. Antosiyaninler, bu aşamada oksidatif hasarı azaltarak yaprakları koruyor.
Washington Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Susanne Renner, “Yaprak renk değişimi aslında çoğunlukla kuzey yarımküreye özgü bir olay. Kuzey yarımkürede bile bu özelliği gösteren tür sayısı oldukça sınırlı" dedi.
Dünya genelindeki 2.368 yaprak döken ağaç türünü inceleyen bir araştırma, 290 türün sonbaharda kırmızıya, 378’inin ise sarıya döndüğünü ortaya koydu. Bulgular, kırmızı ve sarı renklerin birbirinden bağımsız şekilde evrimleştiğini, yani renk değişiminin ağaçlar için faydalı bir özellik olabileceğini gösteriyor.
Kırmızı yapraklı ağaçların çoğu Doğu Asya ve Kuzey Amerika’da görülüyor. Tahminlere göre Kuzey Amerika’da 89, Doğu Asya’da ise 152 tür kırmızı renge bürünüyor. Buna karşın Kuzey Avrupa’da bu sayı yalnızca 24.
Araştırmalar, bu farkın yalnızca sıcaklıkla açıklanamayacağını gösteriyor. Kuzey Amerika ve Doğu Asya’da güneş radyasyonu düzeyleri Avrupa’ya göre daha yüksek. Renner’a göre, daha fazla güneş ışığı, ani sıcaklık değişimleri ve daha kısa büyüme sezonu, bu bölgelerdeki ağaçların daha parlak renklere bürünmesinin nedeni olabilir.
Renner, “Eylül ve ekim aylarında Doğu Kuzey Amerika çok yüksek ışık alıyor. Bu da ağaçlar üzerinde koruyucu pigment üretimi yönünde bir seçilim baskısı oluşturuyor” dedi.
Antosiyaninler, bu zararlı ışınları yansıtarak yaprakları koruyor. Karotenoidler de benzer bir etki gösteriyor, ancak antosiyaninler kadar güçlü değil.
Wilkinson ise bu teorinin hala kesinleşmediğini belirterek “Hiçbir çalışma fotokoruma teorisini tek başına kanıtlamıyor, ama birçok araştırma aynı yönde sonuçlar veriyor" ifadelerini kullandı.
2004 tarihli bir başka araştırma, soğuk hava dalgalarının yoğun olduğu dönemlerde ağaçların daha fazla antosiyanin ürettiğini ortaya koydu. Bu da pigmentlerin aynı zamanda soğuk ve don zararına karşı koruma sağladığını düşündürüyor.
Böceklerle birlikte evrimleşme teorisi
Diğer teoriye göre, ağaçlar renk değişimini böceklerle ortak evrim sürecinde geliştirdi. Bu teori, yaprak bitleri gibi zararlı böcekleri uzak tutmak için renklerin uyarıcı bir sinyal olarak kullanıldığını öne sürüyor.
Ancak bu görüş, böceklerin renk algısı nedeniyle eleştiriliyor. Yaprak bitleri ve benzeri böceklerin gözlerinde kırmızı rengi algılayacak reseptörler bulunmuyor. Onlara göre kırmızı yapraklar gri ya da siyah görünüyor.
Bazı bilim insanları, böceklerin kırmızı yapraklardan uzak durmasının nedeninin, bu yaprakların “ölü veya besinsiz” görünmesi olabileceğini belirtiyor. Bu da “kamuflaj teorisi” olarak adlandırılıyor. Ancak kırmızı pigmentlerin üretimi, ağaç için enerji açısından pahalı bir süreç.
Buna karşılık, sarı yaprakların yaprak bitlerini çektiği biliniyor. Evrimsel biyolog WD Hamilton, yaptığı araştırmalarda sarı yapraklı ağaçlarda yaprak biti istilasının daha fazla olduğunu göstermişti.
Renner, bu bulguların ortak evrim teorisini zayıflattığını düşünse de Gallinat aynı fikirde değil. Renner “Bazı bulgular hala bu teoriyi destekliyor" dedi.
Wilkinson ise iki teorinin de aynı anda geçerli olabileceğini belirterek “Fotokoruma veya sinyal teorilerinden birinin diğerini dışlaması gerekmiyor. Her ikisi de doğru olabilir" şeklinde konuştu.
İnsan etkisi ve iklim değişikliği
Bazı araştırmacılar, kırmızı pigmentlerin aslında fazla karbonhidratı parçalayan kimyasal süreçlerin yan ürünü olabileceğini de öne sürüyor.
Bir diğer etken ise insanlar olabilir. İnsanlar yüzyıllardır çevrelerindeki bitki örtüsünü şekillendiriyor. Belki de daha parlak renkli ağaçların dikilmesi, daha soluk renkli olanların kesilmesiyle, biz de farkında olmadan doğada bir seçilim baskısı oluşturduk. Şehirlerdeki sıcaklık artışının bazı bitkilerin kırmızıya dönmesine neden olduğu biliniyor. Aynı etki ağaçlarda da yaşanıyor olabilir.
Kesin cevap henüz bulunamasa da bilim insanlarının hemfikir olduğu bir nokta var: İklim değişikliği, yaprakların renk değişim süresini ve parlaklığını doğrudan etkiliyor. Gallinat’ın Maine’de gözlemlediği gibi, sıcak geçen sonbaharlar ve kuraklık, yani iklim değişikliğinin sonuçları, daha soluk ve dağınık renk değişimlerine neden oluyor.
Gallinat, “Kök sistemi yüzeye yakın olan bitkiler kuraklıktan daha fazla etkileniyor. Ne yazık ki bu bitkiler, sonbaharda en parlak renkleri üreten türler" dedi.
Kaynak: Gazete Oksijen
