Tại sao lá cây lại chuyển màu vào mùa thu?

Theo sinh học, mùa thu biểu trưng cho nhiều sự biến chuyển của thực vật. Ngày ngắn hơn – thời gian tổng hợp ánh nắng mặt trời cũng ít đi – những loài cây rụng lá tận dụng khoảng thời gian này để chuẩn bị cho những tháng giá lạnh sắp tới. Sự thay đổi sinh học này lý giải tại sao lá lại từ màu xanh sang màu nâu và cuối cùng rụng xuống. Và bài viết này sẽ cho bạn biết rõ hơn về quá trình này.

Lá được hình thành như thế nào?

Như nhiều bạn có thể đã biết, cây xanh lấy năng lượng nhờ quang hợp. Trong quá trình quang hợp này, những bào quan lục lạp – chứa diệp lục – hấp thu ánh sáng mặt trời và tạo nên một chuỗi phản ứng. Quá trình này tạo nên một chất quen thuộc với chúng ta – đường glucose – cây sử dụng loại đường này để tạo nên năng lượng.

Trong quá trình này, chất diệp lục không thể hấp thụ 100% ánh nắng mặt trời, một số tia sáng vẫn được phản ngược lại ra môi trường. Chúng phản xạ ra ánh sáng màu xanh lá cây – những chiếc lá xanh ngát chúng ta thường thấy chính là những chiếc lá chứa nhiều chất diệp lục.

Vậy tại sao lá lại chuyển từ màu xanh sang màu nâu?

Ngày ngắn hơn là thay đổi lớn nhất của mùa thu so với mùa hè. Điều này làm giảm thời gian quang hợp của cây. Nhiệt độ cũng giảm dần để chuẩn bị bước sang mùa đông. Cây phải tự giảm chất diệp lục để làm quen với thay đổi trong thời tiết.

Kết quả của quá trình này tạo ra những màu sắc mới cho những chiếc lá. Những chiếc lá chứa những sắc tố mới như carotenes mang đến màu đỏ cảm cho chiếc lá, hay sắc tố xanthophylls mang đến màu vàng.

Những loại cây khác nhau sẽ có những màu sắc khác nhau. Bạn có thể thấy cây phong sẽ có lá màu đỏ rực, hay cây tần bì trong công viên lại có lá màu vàng. Còn cây sồi thì lại có rất nhiều sắc tố hòa trộn trong một chiếc lá, không có màu nào nổi bật, và tất cả tạo thành màu nâu đặc trưng cho cây sồi.

Các bạn có còn nhớ thì nghiệm trong môn Sinh học lúc cấp 2, chúng ta có thể loại bỏ chất diệp lục để xem những màu sắc khác ẩn mình trong những chiếc lá. 

Vẫn còn rất nhiều yếu tố khác ảnh hưởng tới sự thay đổi này.

Nếu như bạn là người hay quan sát, chắc hẳn bạn cũng nhận ra có những năm cây khoác lên mình một chiếc áo màu đỏ rực rỡ, có những năm màu đỏ này lại dịu dàng hơn nhiều. Đó là bởi còn có những yếu tố lớn khác ảnh hưởng tới quá trình quang hợp, chính là nhiệt độ và thời tiết.

Những ngày nắng ấm thúc đẩy quá trình quang hợp, tạo nên đường (glucose) cho cây, thúc đẩy cây tạo nhiều sắc tố. Những chiếc lá sẽ trở nên rất rực rỡ chỉ sau vài ngày thời tiết tốt. Ngược lại, trong điều kiện lạnh lẽo, ít ánh nắng mặt trời, quá trình này sẽ chậm lại, và những chiếc lá lúc này sẽ mang màu sắc xám xịt.

Cây ở phía dưới được hưởng ít ánh nắng hơn các cây ở trên

Những thay đổi nhỏ trong thời tiết cũng khiến màu sắc của những chiếc lá thay đổi. Những cây mọc ở tầm thấp trong rừng, đặc biệt khi trời tối, sẽ chịu không khí lạnh hơn so với những cây mọc tầng cao. Điều này do đặc điệm vật lý, không khí ấm sẽ bay lên trên còn không khí lạnh sẽ ở phía dưới. Điều này làm cho những cây mọc phía dưới thay đổi màu sắc nhanh hơn trong khi những cây ở trên cao sẽ chậm hơn. Và những cây được trồng trong đô thị, ở trong môi trường nội đô ấm hơn, cũng sẽ thay đổi màu sắc chậm hơn.

Tại sao lá lại rụng?

Những cây bị rụng hết lá với chúng ta có thể sẽ không đẹp bằng những màu sắc sặc sỡ của chúng trong mùa thu. Nhưng từ góc nhìn khoa học, quá trình thay lá này của cây lại hết sức thú vị. Quá trình thay lá dựa vào một lớp đặc biệt của tế bào, tạm dịch là lớp thay thế (abscission layer), lúc đầu có nhiệm vụ gắn những chiếc lá lên cành cây.

Khi thời gian mặt trời chiếu sáng giảm đi, năng lượng cho cây giảm đi, cây cũng giảm sự lưu thông các chất tới lớp thay thế. Khi năng lượng tới những chiếc lá này không đủ, lớp thay thế này bắt đầu khô lại và làm lá phải lìa cành.

Khoảng thời gian rụng của mỗi cây tùy thuộc vào thời tiết, nếu thời tiết không tốt, lá có thể rụng chỉ sau vài ngày sau khi thay đổi màu sắc. Vậy nên đứng chần chừ, hãy ra ngoài và thưởng thức khung cảnh rực rỡ của mùa thu ngay khi có thể.