مفهوم صانعات الخضراء:
تعتبر الأوراق مهمة جدًا للأشجار، فهي توفر الغذاء للشجرة بأكملها (أو النبات)، حيث تستخدم الأوراق عملية خاصة جدًا تسمى التمثيل الضوئي لتحويل الطاقة من ضوء الشمس إلى سكريات ونشويات تستخدمها الشجرة كغذاء، إذ تحتوي الأوراق بداخلها على مادة كيميائية مهمة تسمى الكلوروفيل (على سبيل المثال:KLOR-uh-fil)، وهو ما يجعلها خضراء وهو أيضًا ما يسمح لها بإجراء عملية التمثيل الضوئي.
التمثيل الضوئي هو عملية تحدث في أوراق النباتات، حيث يتم تحويل ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون (من الهواء) إلى طعام وأكسجين، وتساعد الأوراق أيضًا في الحفاظ على برودة جسمك في الأيام الحارة عن طريق التظليل، كما تملأ الأوراق الفراغات بين الفروع لتشكيل مظلة فوق الشجرة، وتساعد الأوراق أيضًا في جعل الأشجار منازل جيدة للحيوانات مثل الطيور والسناجب والبق من خلال توفير المأوى لهم ومكانًا للاختباء وحتى الطعام.
سبب اختلاف الوان الاوراق:
المواد الكيميائية المختلفة الموجودة في الأوراق هي التي تجعلها تغير ألوانها في الخريف، حيث كما تعلمنا بالفعل فإن الكلوروفيل هو المادة الكيميائية التي تعطي الأوراق لونها الأخضر، بينما تصنع الطعام من خلال التمثيل الضوئي خلال أشهر الربيع والصيف، وعندما يبدأ الجو في البرودة بالخارج ولا تشرق الشمس لفترة طويلة كل يوم، تعلم الأشجار أن الوقت قد حان لبدء تخزين الطعام لفصل الشتاء.
للقيام بذلك يبدأ الكلوروفيل الموجود في الأوراق بالتحلل، ويتم تخزين الطعام الذي تصنعه الأوراق داخل الشجرة بدلاً من الأوراق، بحيث بعد أن ذهب الكلوروفيل بدلاً من أن تكون خضراء أصبحت الأوراق كلها ألوان الخريف الجميلة مثل البرتقالي، الأصفر، الأحمر، أو حتى الأرجواني.
يمكن تعريف الكلوروفيل بأنه مادة كيميائية موجودة في الأوراق على مدار العام وتساعدهم في صنع الطعام من خلال عملية التمثيل الضوئي، وهو أيضًا ما يجعل الأوراق خضراء، إذ كانت هذه الألوان موجودة بالفعل في الأوراق طوال الصيف، ولم نتمكن من رؤيتها لأن اللون الأخضر من الكلوروفيل كان يمنعها، حيث أن الكلوروفيل والمواد الكيميائية الأخرى التي تسبب الألوان في الأوراق تسمى أصباغ، وتستخدم الأصباغ أيضًا في صبغ الخيوط والألياف التي تصنع منها الملابس.
تأتي أصباغ الأوراق الأخرى إلى جانب اللون الأخضر من مواد كيميائية تسمى الكاروتينات (على سبيل المثال: kuh-ROT-in-oidz) والأنثوسيانين (على سبيل المثال: an-thuh-SYE-an-inz)، إذ تجعل الكاروتينات الأوراق صفراء وبرتقالية وبنية وتكون دائمًا في الأوراق تمامًا مثل الكلوروفيل، ولا تحتوي جميع الأوراق على مادة الأنثوسيانين، مما يتسبب في ظهور ألوان مثل الأحمر والأرجواني، كما يتشكل أنثوسيانين عندما يحبس السكر في ورقة بعد زوال الكلوروفيل، ثم عندما تتعرض الورقة لأشعة الشمس يتحول الأنثوسيانين إلى اللون الأحمر والأرجواني.
يعرف كاروتينويد بأنه مادة كيميائية في الأوراق تجعلها صفراء وبرتقالية، تمامًا مثل الكلوروفيل، حيث يوجد في الأوراق على مدار العام لكنه ليس قويًا مثل الكلوروفيل، أما الأنثوسيانين فهو مادة كيميائية تأتي من السكر الذي يتم حصره في ورقة بعد زوال الكلوروفيل، إذ يوجد الأنثوسيانين فقط في بعض الأوراق وفقط في الأجزاء التي تحتوي على الكثير من الماء، مما يجعل الأوراق حمراء وبنفسجية عندما تتعرض الأوراق لأشعة الشمس.
سبب تساقط أوراق الشجر:
عندما يصبح الطقس أكثر برودة والأيام أقصر في الخريف تبدأ الأشجار في الاستعداد لفصل الشتاء، حي تستخدم الأشجار ضوء الشمس لعمل طبقة خاصة أو ختم بين كل ورقة والفرع الذي تتصل به، ثم تسقط الأوراق بسهولة على الأرض تاركة أغصان الشجرة محمية من البرد الذي سيأتي في الشتاء ويساعد الشجرة أيضًا على تخزين الطعام.
نظرًا لأن الأوراق تحتوي على ماء داخل خلاياها، فإنها لا تستطيع تحمل درجات الحرارة المنخفضة؛ لأن الماء سيتجمد وتموت الأوراق، وعندما تسقط الأوراق على الأرض، فإنها تتفكك في النهاية وتوفر العناصر الغذائية للتربة، مما يساعد على الاستعداد لنمو المزيد من النباتات في الربيع، وأيضًا تكوين طبقة تساعد الأرض على امتصاص الماء.
هناك سبب آخر لفقدان الأشجار أوراقها هو أن العديد منها يتعرض للتمزق أو التلف خلال فصلي الربيع والصيف؛ بسبب الطقس (مثل حجارة البرد) أو الحشرات التي تأكل الأوراق أو الأمراض،والتي يمكن أن تصيب الأشجار؛ ونظرًا لأنهم فقدوا أوراقهم في الخريف فسيكونون قادرين على زراعة أوراق جديدة تمامًا في الربيع.
ربما يلاحظ أن بعض الأشجار لا تفقد أوراقها في الخريف على الإطلاق وأن “أوراقها” تبدو غريبة نوعًا ما مقارنة بالأوراق التي نراها على معظم الأشجار، حيث تسمى الأشجار التي تفقد أوراقها في الخريف أو الشتاء المتساقطة (على سبيل المثال: de-SID-joo-us)، بينما تسمى الأشجار التي لا تفقد أوراقها دائمة الخضرة وعادة ما تسمى أوراقها بالإبر.
تمامًا كما يقول اسمهم يظلون أخضرون طوال العام لأن إبرهم يمكن أن تنجو من درجات الحرارة الباردة المتجمدة ولا تسقط في الخريف، حيث تختلف الخلايا الموجودة داخل الإبر عن الخلايا الموجودة داخل أوراق الأشجار المتساقطة، حيث لا تحتوي بداخلها على ماء يتجمد كما أنها تحتوي على طبقة شمعية ناعمة من الخارج تساعدها على البقاء دافئة أثناء الشتاء.
