ทำไมใบไม้เปลี่ยนสี?

เมื่อลมหนาวมาเยือน หลายๆ คน คงสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของธรรมชาติรอบๆ ตัว โดยเฉพาะ ต้นไม้ที่เจริญในเขตอบอุ่น ส่วนที่จะเห็นการเปลี่ยนแปลงได้อย่างชัดเจนคือ ส่วนของใบ โดยใบไม้ที่มี สีเขียว จะมีการเปลี่ยนสีที่แตกต่างกันไป บ้างก็จะเปลี่ยนเป็นสีเหลืองอ่อน สีส้ม สีแดง และสีน้ำตาล เมื่อเวลา ผ่านไปสักระยะหนึ่งใบไม้ที่มีการเปลี่ยนสีต่าง ๆ เหล่านี้ก็จะกลายเป็นเป็นใบไม้แห้งร่วงหล่นจากต้นลงสู่พื้นดิน กลายเป็นปุ๋ยธรรมชาติที่มีประโยชน์ต่อระบบนิเวศต่อไป

สีเขียวของใบไม้เกิดขึ้นเนื่องมาจากสารสีคลอโรฟิลล์ พบอยู่ในคลอโรพลาสต์ (chloroplast) ซึ่งมี โครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายถุงแบนๆ มีเยื่อหุ้ม เรียกว่า ไทลาคอยด์ (thylacoid) และบนไทลาคอยด์นี้เองที่มี คลอโรฟิลล์ที่ทำหน้าที่ในการรับพลังงานจากดวงอาทิตย์ เพื่อเป็นแหล่งพลังงานในกระบวนการสร้างอาหาร ของ พืชด้วยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) ซึ่งกระบวนการสร้างอาหารของพืชจะเกิดขึ้น บริเวณส่วนที่เป็นสีเขียวของพืช เช่น ใบ

ทำไมใบไม้เปลี่ยนสี ????

ในเซลล์พืชนอกจากสารสีคลอโรฟิลล์ที่ทำให้พืชมีสีเขียวแล้ว ยังมีสารสีแคโรทีนอยด์ (carotenoid) ซึ่งเป็น สารประกอบประเภทไขมัน มีโมเลกุลขนาดใหญ่ ในพืชชั้นสูงสารสีแคโรทีนอยด์ อยู่ในคลอโรพลาสต์ ประกอบด้วย สารสี 2 ชนิด แคโรทีน (carotene) เป็นสารสีแดงหรือสีส้ม หากมีสารสีคลอโรฟิลล์และสารสี แคโรทีน อยู่ในใบเดียวกัน จะสะท้อนแสงสีแดง เขียวแกมน้ำเงินและแสงสีน้ำเงิน ทำให้ใบมีสีเขียว แซนโทฟิลล์ (xantrophyll) เป็นสารสีเหลืองหรือสีน้ำตาล

ในเซลล์พืชโดยปกติมีสารสีทั้ง 3 ชนิด แต่ถ้ามีสารสีชนิดใดมากกว่า พืชชนิดนั้นก็จะปรากฏให้เห็นสี ของสารสีชนิดนั้น ๆ เช่น ใบของต้นมะม่วงสีเขียว เนื่องจากมีคลอโรฟิลล์อยู่มาก

พืชต้องการแสงและอุณหภูมิที่เหมาะสมในการผลิตคลอโรฟิลล์ เพื่อใช้ในการสร้างอาหารโดยการ สังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งปกติพืชจะมีการสร้างคลอโรฟิลล์อยู่ตลอดเวลา จึงทำให้ใบไม้มีสีเขียว แต่ใบไม้เหล่านี้ ก็จะมีการเปลี่ยนสีได้ เมื่อมีการเปลี่ยนสีได้ เมือมีการเปลี่ยนแปลงของปัจจัยต่าง ๆ เกิดขึ้น โดยเฉพาะ การเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล เพราะการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของช่วงความยาว ของวัน กล่าวคือ ในช่วงฤดูหนาวจะมีช่วงเวลากลางวันสั้นกว่าในช่วงฤดูร้อน และมีช่วงเวลากลางคืนที่นานกว่า ฤดูร้อน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ส่งผลต่อปริมาณแสงที่พืชได้รับ คือ ในช่วง ฤดูหนาวพืชได้รับแสงในปริมารน้อยลง และอุณหภูมิก็มีค่าต่ำลง พืชจึงมีการตอบสนอง โดยการสร้างคลอโรฟิลล์ ในปริมาณที่น้อยลง และในขณะเดียวกันคลอโรฟิลล์ที่มีอยู่เดิมก็จะสลายตัวอยู่ตัวตลอดเวลา ใบไม้ที่มีสีเขียว จึง เริ่มมีการเปลี่ยนจากสีเขียวเป็นสีเหลืองหรือส้ม แดง จนในที่สุดเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลและร่วงลงสู้พื้นดิน (เข้าสู่กระบวนการร่วงของใบ สามารถอ่านเพิ่มเติมได้จากบทความ ปี 2545 เรื่อง ต้นไม้สลัดใบ)

ถ้าพืชไม่มีส่วนที่เป็นสีเขียว สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้หรือไม่ ?

คลอโรฟิลล์ไม่เพียงทำให้พืชมีสีเขียวเท่านั้น โดยคลอโรฟิลล์ เอ ให้สีเขียวเข้ม คลอโรฟิลล์ บี ให้สี เขียวอ่อน คลอโรฟิลล์ ซี ให้สีส้ม คลอโรฟิลล์ ดี ให้สีน้ำตาล ดังนั้นพืชที่ไม่มีส่วนที่เป็นสีเขียวก็ไม่ได้หมายถึง ไม่มีคลอโรฟิลล์ แต่อย่างไรก็ตามพืชที่จะสามารถสังเคราะหืด้วยแสงได้จะต้องมีสารสีคลอโรฟิลล์เอ ที่เป็น สารสีหลักที่จะถ่ายทอดอิเล็กตรอนในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ... ดังนั้นแม้พืชทีไม่มีส่วนที่เป็นสีเขียว จึงมีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นได้

ขอขอบคุณข้อมูลจาก : www.scimath.org