ألوان الأوراق تنتج من تفاعل صباغات مختلفة ناتجة من النبات، فئات الصباغ الأساسية المسؤولة عن ألوان الأوراق هي البورفيرنيات، الكاروتينات والفلافونيدات. حيث أنّ اللون الذي نعتبره يعتمد على كمية ونوع الصباغ الموجود. التفاعلات الكيميائية ضمن النبات لا سيما الاستجابة للحموضة pH يؤثر أيضاً على ألوان الأوراق.
| فئة الصباغ | نوع المركب | الالوان |
| البورفين | الكلوروفيل | الأخضر |
| الكاروتينويد | الكاروتين و الليكوبينالكزانتوفيل | أصفر، برتقالي، أحمرأصفر |
| الفلافونيد | فلافونفلافونولالانثوسيانين | أصفرأصفرأحمر، أزرق، أرجواني |
كيمياء صباغ النبات
دعونا نلقي نظرة أعمق على بنى الجزيء ووظائف الصبغة النباتية الأساسية:
البورفيرينات:
جميع البورفيرينات تملك بنية الحلقة التالية: البورفيرين الأساسي في الأوراق هو صباغ أخضر يدعى الكلوروفيل، هناك أشكال كيميائية مختلفة من الكلوروفيل (مثل الكلوروفيل a والكلوروفيل b ) المسؤول عن تركيب الكربوهيدرات ضمن النبتة. إنتاج الكلوروفيل يكون باستجابة لضوء الشمس، فبتغيَر فصول السنة وتناقص كمية ضوء الشمس ينتج كلوروفيل أقل فتظهر الأوراق الخضراء أقل حيث يتوزع الكلوروفيل في معدل ثابت ضمن مركبات أبسط فيتلاشى لون الورق الأخضر تدريجياً كما إنتاج الكلوروفيل يصبح بطيء أو يتوقف.
الكاروتينات:
الكاروتينات صُنعت بالأساس من مفارز الأيزوبرين. أمثلة على الكاروتينات الموجودة في الأوراق التي تتضمن اللليكوبين الأحمر والكزانتوفيل الأصفر. الضوء غير مطلوب للنبتة لإنتاج الكاروتينات لذلك توجد هذه الأصبغة في النبات الحي. تتحلل أيضاَ الكاروتينات بشكل بطيء جداً مقارنة بالكلوروفيل.
الفلافونيدات:
تحتوي الفلافونيدات على ثنائي فينيل البروبين الفرعي. أمثلة على الفلافونيدات تتضمن الفلافون والفلافول صفراء اللون والانثوسيانين الذي يمكن أن يكون أحمر، أزرق أو أرجواني وذلك يعتمد على pH . الانثوسيانين مثل السيانيدين توفر حماية طبيعية للنباتات من الشمس لأنّ بنية جزيء الانثوسيانين تتضمن السكر، إنتاج هذه الفئة من الأصبغة يعتمد على توفر الكربوهيدرات ضمن النبتة، لون الانثوسيانين يتغير بتغيَر pH فتؤثر حموضة التربة على لون الورقة. إنتاج الانثوسيانين يتطلب ضوءاَ أيضاً لذلك الأيام المشمسة مطلوبة لألوان أوراق لامعة وساطعة.
تغيير ألوان الخريف
عندما تظهر الأوراق خضراء هذا بسبب احتوائها على الكلوروفيل بوفرة حيث أن الكلوروفيل يحجب ألوان الأصبغة الأخرى. والانثوسيانين يحجب بدوره الكاروتينات. كما يتحول الصيف إلى الخريف تناقص مستوى الضوء يسبب تناقص إنتاج الكلوروفيل بينما يبقى معدل تحلل الكلوروفيل ثابت فيتلاشى اللون الأخضر من الأوراق، في نفس الوقت يزيد إنتاج الانثوسيانين رداً على ارتفاع تراكيز السكر فالأوراق التي تحتوي في الأصل على الانثوسيانين ستظهر باللون الأحمر والأوراق المحتوية على كميات جيدة من كلاً من الانثوسيانين والكاروتينات ستظهر بلون برتقالي، والأوراق المحتوية على كاروتينات وبدون انثوسيانين أو كمية قليلة منه ستظهر بلون أصفر.
بغياب هذه الأصبغة تؤثر الكيميائيات الأخرى للنبتة على لون ورقة الشجر أيضاً وعلى سبيل المثال: وجود حمض العفص Tannic Acid المسؤول عن اللون البني لبعض أوراق شجر السنديان.
المصدر:
Chemistry of Autumn Leaf Color – Fall Leaves. (n.d.). About. Retrieved September 5, 2014, from http://chemistry.about.com/library/weekly/aa082602a.htm
