Piękna, polska złota jesień w promieniach słońca mieni się barwami w odcieniach żółtych, brązach i czerwieni. W słoneczny dzień cieszmy swoje oczy w ogrodzie i korzystajmy z piękna jesieni, z ostatnich promieni słońca i przyjemnych do spacerów temperatur. Jesień zachwyca wrażliwych na piękno malarzy (Leonid Afremov, Charles White). Motyw jesieni odnajdujemy w poezji („Listopad” J. Brzechwa, „Jesień” L. Staff, E. Kuta „Listopadowe liście”) czy muzyce (Vivaldi „Cztery pory roku. Jesień”, A. Joyce „Songe d’Automne” F. Chopin „Preludium deszczowe”).
Listopadowe liście
Jeszcze kurczowo trzymają się drzewa
na kruchych ogonkach
targane przez wiatr.
Jeszcze wystawiają kolorowe lica
do jesiennego słońca
do błękitu nieba.
Aby w lekkim podmuchu wiatru
zawirować
zatrzepotać
oderwać się od gałęzi
i powoli
z ociąganiem
opadać
miękko
jak dotyk
jak wspomnienie
jak tchnienie.
A pod stopami szeleszczą
Szepcząc pożegnania.
Elżbieta Kuta z tomiku wierszy „Chwile ulotne”.
Jesień jest piękna! Ale czy wiemy dlaczego liście zmieniają barwę?
Zdolność do fotosyntezy (czyli samożywności) jest jedną z najbardziej charakterystycznych cech organizmów roślinnych. Chloroplasty są to specyficzne organelle występujące głównie w komórkach mezofilu liścia. W ich wnętrzu (tylakoidy gran, stroma) zachodzi proces fotosyntezy, czyli wytwarzania szeregu potrzebnych do metabolizmu związków z energii słonecznej, wody i dwutlenku węgla. W chloroplastach znajdują się barwniki fotosyntetycznie czynne – chlorofil a i b oraz wspomagające ten proces karotenoidy. Te czerwone i żółte barwniki są jednak maskowane przez chlorofile. To właśnie chlorofil zapewnia zieloną barwę liściom.
Starzenie się liści i ich odpadanie wiąże się z programowaną śmiercią komórek (PCD) liścia, polegającej na masowej degradacji składników organelli komórkowych. Jedną z jej symptomów jest transformacja chloroplastów w gerontoplasty (schemat 1).
Schemat 1.Transformacja chloroplastu w gerontoplast w starzejącym się liściu.
W starzejącym się chloroplaście dochodzi do degradacji aparatu fotosyntetycznego, białek, lipidów, barwników fotosyntetycznych. Ulegają rozpadowi tylakoidy, ziarna skrobi czy rybosomy. Powstałe po degradacji związki proste (aminokwasy, azot, glukoza, kwasy tłuszczowe i in.) są transportowane do czynnych metabolicznie komórek. Dzieje się tak dlatego, że rośliny mają doskonale wykształcone mechanizmy oszczędzania zasobów. Objawem zewnętrznym starzejących się liści jest ich żółknięcie spowodowane rozpadem chlorofilu, (zahamowaniem fotosyntezy) i ujawnieniem się karotenoidów. Te żółte – czerwone barwniki, po rozpadzie tylakoidów gromadzone są w osmofilnych plastoglobulach. Struktura gerontoplastu jest bardzo podobna do chromoplastu globularnego. W literaturze przedmiotu możemy znaleźć informację o występowaniu w liściach właśnie chromoplastów, mimo, że gerontoplasty zostały odkryte już w latach siedemdziesiątych ubiegłego stulecia.
Literatura:
Biswal U.C., Biswal B., Raval M.K. (2003). Transformation of Chloroplast to Gerontoplast. In: Chloroplast Biogenesis. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-017-0247-8_4
Wojtaszek P., Woźny A., Ratajczak L. (2006). Plastydy. W: Biologia komórki roślinnej. Struktura. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa.
Tekst: Monika Kwiatkowska,
Zdjęcia: Monika Kwiatkowska, Justyna Żabicka