ใบไม้เปลี่ยนสี

ใบไม้เปลี่ยนสี

ใบไม้ที่ไม่ใช่แค่สีเขียวสีเดียวในฤดูใบไม้ร่วง มีหลากหลายสีสันไม่ว่าจะเป็นสีเขียว สีส้ม สีเหลือง สีแดง หรือแม้กระทั่งสีม่วง เหมือนกับว่ามันแข่งกันแต่งหน้ามาอวดผู้คนที่เดินผ่านไปผ่านมา จึงเกิดเป็นคำถามตามมากมาย เช่น "ทำไมใบไม้จึงมีหลากหลายสี" "ทำไมใบไม้จึงต้องเปลี่ยนสี " "การเปลี่ยนสีของมันมีกลไลอย่างไร"

ที่มาของภาพ : https://www.vcharkarn.com

หน้าที่และความสำคัญของใบไม้ คือ อวัยวะของพืชที่มีสีเขียวๆ รูปร่างประหลาดๆ ที่เรียกว่าใบไม้นั้น เปรียบเสมือนเป็นโรงอาหารของพืช มีหน้าที่รวบรวมวัตถุดิบ นำเครื่องปรุงเครื่องเทศต่างๆ มาปรุงอาหารเลิศรส และส่งให้พืชทั้งต้นได้ประทังชีวิตยืนอยู่ได้ ถ้าไม่มีใบไม้เหล่านี้แล้ว พืชก็จะไม่มีอาหารทาน เกิดภาวะที่เรียกว่า "อดตาย" (เหมือนคน) วัตถุดิบที่ใช้ในการปรุงอาหารของต้นไม้นั้น คือ น้ำ (H₂O), ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) และแสงแดด (hv) โดยรากจะทำหน้าที่ดูดน้ำจากดินส่งผ่านท่อลำเลียงน้ำขึ้นมา ใบไม้จะเป็นตัวเก็บสะสมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และรงควัตถุสีเขียวของใบไม้ที่มีชื่อว่า "คลอโรฟิลล์" (Chlorophyll) จะทำหน้าที่เก็บเกี่ยวพลังงานจากแสงแดด เมื่อวัตถุดิบทุกอย่างพร้อมแล้ว พืชก็จะปรุงอาหาร โดยกระบวนการปรุงอาหารของพืชเรียกว่า "การสังเคราะห์ด้วยแสง"(Photosynthesis) จะได้น้ำตาลกลูโคส (C₆H₁₂O₆) และก๊าซออกซิเจน (O₂) เป็นผลิตภัณฑ์ ซึ่งพืชจะนำกลูโคสไปใช้เป็นพลังงานเพื่อกิจกรรมต่างๆ และยังนำไปใช้เป็นองค์ประกอบของเส้นใย เช่น เซลลูโลส (Cellulose) เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งให้กับตัวเอง นอกจากนี้ ยังเก็บไว้ใช้ในยามที่ไม่สามารถผลิตอาหารในรูปของแป้งได้อีกด้วย
เมื่อเราหายใจเอาก๊าซออกซิเจนเข้าสู่ร่างกายและผ่านกระบวนการเผาผลาญ (Metabolism) จะปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ในทางกลับกันพืชดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง และปลดปล่อยก๊าซออกซิเจนออกมาแลกเปลี่ยนกันเป็นวัฏจักร การอยู่ในสวนสาธารณะที่มีต้นไม้เยอะๆ จึงทำให้เรารู้สึกสดชื่น กระปี้กระเปร่าและสมองปลอดโปร่งด้วยออกซิเจน ดังนั้น การปลูกต้นไม้ก็เสมือนการติดตั้งเครื่องฟอกอากาศธรรมชาตินั่นเอง

ที่มาข้อมูล : https://www.vcharkarn.com

ในฤดูร้อนที่มีกลางวันยาวนานแต่กลางคืนสั้นนั้น มีแสงแดงและดินที่อุดมด้วยน้ำเพียงพอสำหรับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะเปิดโรงอาหารและสร้างอาหารหล่อเลี้ยงต้นตามปกติและเก็บสำรองไว้ แต่เมื่อฤดูใบไม้ร่วงย่างเข้ามาอากาศจะเริ่มเย็นลง กลางวันจะสั้นลงและกลางคืนจะยาวขึ้น การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้พืชทราบว่าฤดูกาลกำลังจะเปลี่ยน และเป็นสัญญาณเตือนให้พืชเตรียมตัวสำหรับสภาพอากาศอันเลวร้ายและหนาวจัดของฤดูหนาว ที่พืชไม่มีน้ำและแสงเพียงพอสำหรับการสร้างอาหารอีกต่อไป ต้นไม้จึงต้องสร้างอาหารเก็บสะสมไว้ให้เพียงพอในฤดูร้อน และปิดโรงงานผลิตอาหารในฤดูหนาว นอกจากนี้ พืชยังต้องลดการใช้พลังงานทุกรูปแบบเพื่อความอยู่รอด โดยการสลัดใบของมันทิ้งไปเพื่อลดการใช้พลังงาน นำไปสู่การเปลี่ยนสีของใบไม้


สีเขียวบนใบไม้เป็นสีของรงควัตถุที่เรียกว่า คลอโรฟิลล์ เป็นสารประกอบที่ไม่เสถียร สลายตัวได้ด้วยแสงอาทิตย์ พืชสามารถสร้างคลอโรฟิลล์ขึ้นมาใหม่ได้ แต่ต้องอาศัยแสงแดดและอากาศที่อบอุ่น ดังนั้น ในฤดูร้อนคลอโรฟิลล์จะสลายตัวด้วยแสงแดดสม่ำเสมอและจะถูกสร้างขึ้นมาทดแทนอย่างสม่ำเสมอเช่นกัน เพื่อรักษาระดับปริมาณคลอโรฟิลล์ไว้ให้เหมาะสมต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เราจึงเห็นใบไม้มีสีเขียวอยู่เสมอ แต่คลอโรฟิลล์ไม่ได้เป็นรงควัตถุชนิดเดียวที่อยู่ในใบไม้ ยังมีรงควัตถุชนิดอื่นๆ อีกที่ช่วยเก็บเกี่ยวพลังงานแสง (accessory absorber) เช่น แคโรทีน(Carotene) ที่มีสีเหลืองและสีส้ม และแอนโทรไซยานิน (Anthocyanin) ที่มีสีแดงและสีม่วง ในฤดูร้อนจะถูกสีเขียวของคลอโรฟิลล์บดบังไว้หมด แต่เนื่องจากแคโรทีนและแอนโทรไซยานินมีความเสถียรมากกว่าคลอโรฟิลล์ จึงสลายตัวได้น้อยกว่าคลอโรฟิลล์มาก เมื่อเข้าสู่ฤดูหนาวและพืชไม่สามารถสร้างคลอโรฟิลล์ขึ้นมาทดแทน ทำให้คลอโรฟิลล์สลายตัวไปสีเขียวก็จะจางลง เผยให้เห็นสีเหลือง สีส้ม สีแดง และสีม่วงของแคโรทีนและแอนโทรไซยานินที่ซ่อนเอาไว้ เราจึงเห็นใบไม้หลากหลายสีสันในฤดูใบไม้ร่วง จนกระทั่งรงควัตถุทั้งสองสลายตัวไปหมด คงเหลือไว้แต่เพียงเส้นใยเซลลูโลสและหลุดร่วงลงสู่พื้นดิน

ที่มาข้อมูล : https://www.vcharkarn.com
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=1254