A másság titka, a változás oka

Ősszel a zöld levelek sárgára, vörösre változnak, majd lehullanak. Az elénk táruló ezerszínű világ csendes harmóniája megragadja lelkünket s képzeletünket, de nyárias hangulatunkat akaratlan is megszomorítja a meleg évszaktól való búcsúzás melankóliája, valamint a hideg télre való készülődés.

A lombhullató fák is felkészülnek a télre, amikor csökken a hõmérséklet és egyre kevesebb napsütés éri őket.

A zöld a természetben gyakran látható szín. Igen sok növény zöld, amit a növényi sejtekben található bonyolult vegyi anyag, a klorofill okoz. A növényre esõ napfénytõl a klorofill vörös és kék fényt nyel el, ezért látjuk a leveleket zöldnek.



A klorofillt Willstätter (1904-1913) különítette el először tisztán, és megállapította, hogy két hasonló szerkezetű anyag keveréke: a klorofill-A és a klorofill-B. A kétféle klorofill szerkezetét H. Fischer írta le előszőr 1940-ben. Laboratóriumban Woodwardnak sikerült előállítania 1960-ban.

Egy klorofill-molekula 55 szén-, 70 hidrogén-, 1 magnézium-, 4 nitrogén- és 6 oxigén atomot tartalmaz (C₅₅H₇₀MgN₄O₆). Nem oldódik a növényi sejteket megtöltõ vizes oldatban, hanem a sejtekben található korongszerű kloroplasztiszok membránjaihoz kapcsolódik. Itt zajlik le az a létfontosságú reakció, amit fotoszintézisnek nevezünk. A klorofillban elnyelt fény energiát ad a növénynek, hogy a levegőből felvett szén-dioxidot, illetve a talajból felszívott vizet és a vízben oldott ásványi sókat szerves anyagá alakítsa át, miközben oxigén szabadul fel. A reakció folyamán a fény energiája a szénhidrátokban (cukrokban és keményítõkben) tárolt kémiai energiává alakul át. Ez az energia "hajtja" azokat a biokémiai reakciókat, amelyek során a növények növekednek, virágoznak és magot termelnek.
 
A klorofill elõállításához a növénynek napfényre és melegre van szüksége, de ugyanakkor a túl erõs napfény hatására elbomlik. Nyáron a klorofill rendszeresen elbomlik és újratermelõdik a levelekben.



Sok növény leveleiben egy másik pigmentet is találunk: a karotint. Ez a vegyület a zöldeskék és a kék fényt nyeli el, ezért a karotinról visszavert fényt sárgának látjuk. A kloroplasztiszokban található karotin szintén nagy molekula, 40 szén- és 36 hidrogénatomot tartalmaz (C₄₀H₃₆). Abban az esetben ha egy levélben karotin és klorofill is van, akkor élénkzöldnek látjuk. Az a fényenergia, amelyet a karotin nyel el, átkerül a klorofillhoz, amely ezt az energiát is a fotoszintézishez használja fel. Mivel a karotin a klorofillnál kevésbé bomlékony vegyület, még akkor is a levélben marad, amikor a klorofill már eltűnt. Ilyenkor látjuk a levelet sárgának.



A levelekben az antocianinek közé tartozó pigmenteket is találunk. Ezek vízoldékony vegyületek, amelyek színüket a Ph-tól függően változtatják, a pirostól kezdve a kékig. A leveleken kívül még más növényi szervekben is előfordulnak, mint például a gyökerekben, a virágokban és a gyümölcsökben. Az érett alma piros és a szõlõ lilás színe szintén az antocianinoknak köszönhetõ. Az antocianinok a sejtekben található cukrok és bizonyos fehérjemolekulák közötti reakció termékei. Ez a reakció nem zajlik le addig, amíg a sejtnedv cukorkoncentrációja nem elég nagy, s a reakcióhoz a fény jelenléte is szükséges. Ezért fordul gyakran elõ, hogy az alma egyik fele piros, míg az árnyékban növekvõ másik fele sárga.



Nyáron a talajból felvett vízet, s a benne oldott ásvánzi sókat a faedények szállítják a növény gyökerétől a levelekbe, míg a fotoszintézis során keletkezõ cukrokat a háncsedények szállítják a levelekbõl a növény többi szervéhez, ahol egy része felhasználódik, míg a többit elraktározza. A rövidülõ nappalok és a hűvös éjszakák során bekövetkezõ változások egyike, hogy az ág és a levél nyele között parafaszerű membrán képzõdik, ami meggátolja a tápanyagok levélbe kerülését. Ezért abbamarad a klorofill-termelés, és a levelek zöld színe elhalványul. Amikor a növény elkezdi lebontani a klorofillt, megkezdődik az antocianinok szintézise, amelyek megfelelő védelmet biztosít a többi növényi sejtnek, a káros sugarak elől. Ha a levél karotint is tartalmaz, akkor a levelek színe sárgára fog váltani.