ใบไม้ที่เปลี่ยนเป็นสีแดงในฤดูใบไม้ร่วงทำให้เกิดความลึกลับมากกว่าใบไม้ที่เปลี่ยนเป็นสีเหลือง
สีเหลืองส่งสัญญาณเพียงหยดหนึ่ง เว็บสล็อต ของม่านเพราะเม็ดสีเหลืองซ่อนอยู่ในใบไม้ในช่วงฤดูร้อนสีเขียวอันยาวนาน เมื่อฤดูร้อนสิ้นสุดลงและเม็ดสีเขียวสลายไป สีเหลืองจะส่องผ่าน อย่างไรก็ตาม หงส์แดงไม่ได้เอนกายตลอดฤดูร้อน ใบไม้ซึ่งเหลือเวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์แขวนอยู่บนต้นไม้เรียกทรัพยากรที่ร่วงหล่นเพื่อสร้างเม็ดสีแดงสดออกมา ถึงเวลาที่จะตกแต่งใหม่ นักสรีรวิทยาของเซลล์ได้ค้นพบโลกภายในใบไม้ร่วงที่คล้ายกับปีศาจบนเรือที่กำลังจม เส้นทางการเผาผลาญเริ่มล้มเหลว สารประกอบแตกออกจากกัน เซลล์ที่เสื่อมโทรมรีบไปกอบกู้ของมีค่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งไนโตรเจน โดยส่งไปยังเนื้อเยื่อที่ปลอดภัยกว่า ดังนั้นในวิกฤตสุดท้ายนี้ ทำไมต้องพยายามเปลี่ยนเป็นสีแดงเป็นพิเศษ? เครื่องทำสีแดงเปิดขึ้นโดยบังเอิญ หรือเม็ดสีแดงมีส่วนช่วยให้บางสิ่งมีค่าหรือไม่? ทำไมผู้โดยสารที่หนีจากเรือไททานิคถึงต้องหยุดทาสีห้องนอนของพวกเขาใหม่?
David Lee นักพฤกษศาสตร์เขตร้อนจาก Florida International University ในไมอามี่กล่าวว่ามีคำอธิบายที่เสนอมากมาย เขาและนักวิจัยด้านเม็ดสีคนอื่นๆ กล่าวว่าเทคนิคการวิเคราะห์สมัยใหม่ช่วยให้พวกเขาสามารถทดสอบแนวคิดเหล่านี้ด้วยวิธีใหม่ๆ และในที่สุดก็ได้คำตอบ เขากล่าวว่าหลักฐานที่มีมากที่สุดได้ฟื้นความคิดในศตวรรษที่ 19 ว่าเม็ดสีแดงที่เรียกว่าแอนโธไซยานินทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ป้องกันสำหรับเคมีสังเคราะห์แสงที่สะดุด
สตาร์ทแดง
น่าแปลกที่ลีไม่สนใจแอนโธไซยานิน จนกระทั่งมีงานนำพาเขาไปยังที่แห่งหนึ่งโดยไม่ล้ม เขาโตมากับสีสันของฤดูใบไม้ร่วงที่น่าเบื่อหน่ายของภูมิประเทศที่ค่อนข้างแห้งแล้งของรัฐวอชิงตันตะวันออก “ไม่มีการแสดงในฤดูใบไม้ร่วงมากนัก ต้นไม้สองสามต้นในเมืองกลายเป็นสีแดง” เขากล่าว อย่างไรก็ตาม ในปีพ.ศ. 2516 เขาได้ทิ้งช่วงอากาศอบอุ่นไว้เบื้องหลังเมื่อเขาเข้าร่วมคณะที่มหาวิทยาลัยมาลายาในกรุงกัวลาลัมเปอร์
ต้นไม้ในเขตร้อนชื้นบางแห่งแตกออกเป็นสีแดงที่น่าอัศจรรย์ แม้ว่าจะไม่ใช่ทั้งหมดในเวลาเดียวกันหรือด้วยเหตุผลเดียวกันก็ตาม ตัวอย่างเช่น อัลมอนด์อินเดียจะแดงก่ำก่อนจะผลิใบ ใบของมะม่วงและต้นโกโก้กลับกัน เปลี่ยนเป็นสีแดงเมื่อแตกหน่อครั้งแรก
“ต้นไม้ทั้งต้นจะแดงอย่างรวดเร็ว” ลีกล่าว “ฉันเห็นแล้วคิดว่า ‘ว้าว เกิดอะไรขึ้นที่นี่’”
แอนโธไซยานินให้เอฟเฟกต์พิเศษสีแดงสำหรับอาณาจักรพืชส่วนใหญ่ ดอกไม้ไฟของพวกเขาทำให้นักชีววิทยาในศตวรรษที่ 19 รู้สึกทึ่ง ซึ่งได้พูดคุยถึงความเป็นไปได้ที่ใบไม้อาจสร้างแอนโธไซยานินในช่วงที่มีความเสี่ยง เพื่อป้องกันเม็ดสีคลอโรฟิลล์สีเขียวจากการถูกแดดเผา อย่างไรก็ตาม สารประกอบที่มีสีสันเข้มข้นเหล่านี้ปรากฏในกระเป๋าเล็กๆ ที่เรียกว่าแวคิวโอลภายในเซลล์ เนื่องจากนักสรีรวิทยามักจะมองว่าแวคิวโอลเป็น “ถุงขยะของเซลล์” ลีกล่าว ข้อเสนอครีมกันแดดก็กลายเป็นความไม่พอใจ เขากล่าวว่าในช่วงหลายศตวรรษที่ผ่านมา นักสรีรวิทยาจัดประเภทแอนโธไซยานินว่าเป็นเพียงแค่ขยะอื่นๆ
ลีสงสัยว่าความคิดแบบเก่าอาจมีบางอย่างเกี่ยวกับมัน บางทีในการตรวจคัดกรองใบที่เปราะบางเป็นพิเศษ – ที่อายุน้อยมากและแก่มาก – จากรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ทว่าแอนโธไซยานินกลับไม่สามารถดูดซับรังสียูวีได้เช่นเดียวกับสารตั้งต้นทางเคมีบางชนิดในใบ การผลิตแอนโธไซยานินจะทำให้แหล่งดูดซับรังสียูวีดีขึ้น “ฉันเริ่มไม่แยแสกับสมมติฐานนั้น” ลีเล่า แต่เขาก็ยังสงสัยว่าแอนโธไซยานินจะป้องกันใบไม้ที่เปราะบางจากอันตรายอื่นๆ ได้หรือไม่
ในปี 1992 ที่การประชุมนักพฤกษศาสตร์ในฮาวาย เขาได้พบกับนักสรีรวิทยาพืช Kevin Gould แห่งมหาวิทยาลัยโอ๊คแลนด์ในนิวซีแลนด์ ระหว่างรับประทานอาหารเช้าที่วูลเวิร์ธ พวกเขาได้วางแผนการทดสอบสมมติฐานเกี่ยวกับครีมกันแดดโดยใช้สายพันธุ์ที่ชอบร่มเงาเป็นตัวอย่างของพืชที่ไวต่อแสง
นักวิจัยทั้งสองมุ่งความสนใจไปที่พืชเล็กๆ บางชนิดที่มีพื้นป่าเป็นร่มเงาและปลูกใบที่มียอดสีเขียวและด้านล่างสีแดง ตัวอย่างเช่น ดอกลิลลี่เทราต์ทั่วไปในป่าตะวันออกเฉียงเหนือทำเช่นนี้ เช่นเดียวกับต้นบีโกเนียบางชนิด
ลีพบต้นบีโกเนียมาเลเซียและเมลาสโตมคอสตาริกาที่มีสีของใบไม้ต่างกันไปตามธรรมชาติ บางคนแตกหน่อเป็นใบสีเขียวทั้งหมด และคนอื่นๆ ออกใบที่มีด้านล่างสีแดง ลีและโกลด์ได้ทำลายตัวอย่างใบไม้ทั้งหมดด้วยแสงจ้า นักสรีรวิทยาได้แสดงให้เห็นแล้วว่าการระเบิดดังกล่าวทำให้เกิดคลอโรฟิลล์ที่รวบรวมแสงมากเกินไปและทำให้ช้าลง โชคร้ายที่เรียกว่าการยับยั้งแสง
ในการทดลองของ Lee และ Gould ใบไม้สีเขียวทั้งหมดดูเหมือนจะทนต่อการยับยั้งแสงได้ดีกว่าใบไม้แบบทูโทนในสายพันธุ์เดียวกัน รายงานการค้นพบของพวกเขาในปี 1995 นักสรีรวิทยาสองคนเสนอว่าการสุ่มโดนแสงแดดจ้าบนพื้นป่าที่มีแสงระยิบระยับอาจก่อให้เกิดอันตรายอย่างใหญ่หลวง พืชที่มีการป้องกันเล็กน้อยในรูปของแอนโธไซยานินสามารถถ่ายพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปของคลอโรฟิลล์ในทันทีและทนต่อการระเบิดได้ดีกว่า เว็บสล็อต
