Tại sao lá cây thường đổi màu vào mùa thu?

Nhật Vượng

Tiểu thuyết gia nổi tiếng người Pháp Albert Camus đã từng nói: "Mùa thu là mùa xuân thứ hai của đất trời, khi mỗi chiếc lá bỗng hóa một bông hoa đầy sắc màu". Thật dễ dàng để đồng cảm với suy nghĩ của Albert Camus nếu bạn đã từng đi dạo vào một sáng trời thu tuyệt đẹp ở con phố Đinh Tiên Hoàng ôm trọn lấy Hồ Gươm xanh biếc, hay đạp xe thong thả trên đường Thanh Niên vào một buổi chiều chủ nhật thảnh thơi trong tiết trời thu để cảm nhận từng cơn gió mang theo các phong vị xưa cũ của Hồ Tây, len lỏi qua từng hàng cây, cuốn những chiếc lá vàng nhào lộn trong không trung.

Chiến đấu giành bạn tình có thể giúp các loài động vật thích nghi tốt hơn khi môi trường sống trở nên khắc nghiệt

Cảnh sắc mùa thu quen thuộc tại một góc hồ Gươm, Hà Nội

Chúng ta dường như bị mê hoặc bởi khoảnh khắc đánh dấu thời điểm giao mùa quen thuộc này, do cả sự yên bình lẫn chút gì đó thi vị mà nó đem lại cho thiên nhiên, cây cỏ, và cả con người. Những tán cây đang dần chuyển màu chính là một nét vẽ không thể thiếu trong bất cứ tuyệt tác nào về mùa thu, cho dù ở bất kỳ đâu trên trái đất này.

Đối với đa số các loại cây thay lá, lá cây sẽ chuyển sang màu vàng vào mùa thu. Tuy nhiên cũng có không ít trường hợp lá cây sẽ chuyển sang sắc cam, nâu hoặc đỏ (lá phong), tạo nên cảnh tượng đặc trưng cho mùa thứ ba trong năm. Vậy đã bao giờ bạn tự hỏi bí ẩn khoa học đằng sau những gam màu sắc mùa thu ngoạn mục đó là gì chưa?

Lợi ích không ngờ của các loài động thực vật: Chiếu sáng, phát hiện chất nổ, dự đoán thiên tai và nhiều ứng dụng tuyệt vời khác

Vào mùa thu, lá cây không chỉ chuyển sang màu vàng mà còn cả cam, đỏ, tím...

Có hàng tá lý do tại sao lá cây thường thay đổi màu sắc vào mùa thu, nhưng một trong những yếu tố đóng góp đáng kể nhất tạo thành hiện tượng thiên nhiên thú vị này chính là việc vào mùa thu, thời gian ban ngày được rút ngắn đi trong khi thời gian ban đêm lại kéo dài hơn, và yếu tố này đã ảnh hưởng mạnh mẽ đến quá trình trao đổi chất cũng như các phản ứng sinh hóa học bên trong mỗi chiếc lá.

Tất cả bắt nguồn từ các sắc tố sinh học (còn được gọi là "biochromes"). Đây về cơ bản là các chất phân tử biểu hiện trong mọi sinh vật sống dưới dạng một màu sắc cụ thể nào đó bằng cách hấp thụ hoặc phản xạ bước sóng của ánh sáng.

Kho hạt giống toàn cầu của Na Uy cần tới hàng triệu USD để nâng cấp vì nhiệt độ tăng

Diệp lục là chất không thể thiếu trong quá trình quang hợp của lá cây, đồng thời tạo ra màu xanh đặc trưng

Nếu đã từng học qua môn sinh học phổ thông, chắc hẳn bạn không còn xa lạ gì với chất diệp lục. Chúng ta đều biết rằng diệp lục là một chất đóng vai trò cực kỳ quan trọng đối với cây xanh, hay nói rộng hơn là toàn bộ sự sống trên Trái đất bởi khả năng hấp thụ và chuyển hóa ánh sáng để tạo nên quá trình quang hợp của lá cây. Ngoài ra, diệp lục cũng là yếu tố tạo nên màu xanh đặc trưng của lá cây.

Tuy nhiên cũng có lúc bạn bắt gặp những loại cây sặc sỡ hơn bình thường, điều này là do một số sắc tố khác được tìm thấy trong thực vật là carotenoids, chịu trách nhiệm cho màu cam trên lá cây, và anthocyanin tạo ra lá màu đỏ và tím. Trong khi diệp lục và carotenoids có mặt trong toàn bộ quá trình sinh trưởng của lá, thì anthocyanin hầu như chỉ được sản xuất “độc quyền” vào giai đoạn cuối mùa hè và đầu mùa thu.

Trong khoảng thời gian ban ngày dần trở nên ngắn hơn và ban đêm trở nên dài ra, lượng ánh sáng cần thiết cho quá trình quang hợp và sản xuất chất diệp lục bị thiếu hụt đáng kể, khiến quá trình này bị chậm đi rõ rệt, từ đó khiến lượng chất diệp lục được tạo ra cũng không còn dồi dào như ở mùa hè. Khi lượng chất diệp lục tạo ra xuống quá thấp, màu xanh đặc trưng của lá bắt đầu dần phai mờ và biến mất hoàn toàn, nhường chỗ cho các màu sắc khác. Nói theo cách dễ hình dung hơn, sự thiếu hụt diệp lục ở bề mặt trên cùng của lá cây chính là cơ hội không thể tốt hơn để các lớp carotenoids và anthocyanin vốn ẩn nấp bên dưới được “xuất đầu lộ diện”, mang theo những màu sắc đặc trưng như vừa nêu phía trên.

Bí ẩn đằng sau khả năng sinh tồn của bọ gấu nước, sinh vật "bất tử" duy nhất trên Trái đất

Carotenoids chịu trách nhiệm cho màu cam trên lá cây, anthocyanin tạo ra lá màu đỏ và tím

Bên cạnh lượng ánh sáng mặt trời cũng như khoảng thời gian chiếu sáng - yếu tố góp phần quan trọng nhất ảnh hưởng đến việc thay đổi màu sắc của tán lá - nhiệt độ và độ ẩm cũng là những thành phần đóng vai trò không thể thiếu trong màn “biến hình” hùng vĩ của thiên nhiên này. Chẳng hạn như trong những ngày tiết thu nắng hanh ấm áp cùng với trời đêm mát mẻ, dịu nhẹ, những chiếc lá sẽ chuyển màu nhanh và rực rỡ hơn.

Sở dĩ có hiện tượng này là do trong những ngày thời tiết nắng hanh không quá gay gắt, lượng đường được sản xuất trong lá sẽ tăng lên đáng kể, đến ban đêm, nếu nhiệt độ xuống thấp và giữ ổn định ở mức 18 - 23 độ C, mao mạch (gân lá) sẽ thu hẹp tối đa, ngăn không cho lượng đường này di chuyển ra ngoài. Cứ như vậy, một vòng tuần hoàn được thiết lập và điều này khiến quá trình sản xuất các sắc tố anthocyanin được đẩy mạnh, tạo ra sắc đỏ, tím và đỏ thẫm cho những tán lá.

Không dừng lại ở đó, độ cao và loại, loài cây cũng là 2 yếu tố khác ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ đổi màu và màu sắc của lá. Đối với những cây mọc ở khu vực núi cao hiểm trở, tốc độ biến đổi màu sắc của lá trong mùa thu cũng sẽ diễn ra nhanh hơn so với những “người anh em” cùng giống loài nhưng định cự ở thung lũng, đồng bằng, kể cả ở cùng một vĩ độ.

Cùng chiêm ngưỡng sự diệu kỳ của tự nhiên qua những bức ảnh đẹp nhất tại cuộc thi Nhiếp ảnh Động vật hoang dã 2019

Màu sắc và tốc độ đổi màu của lá cũng sẽ chịu ảnh hưởng lớn từ vị trí của cây

Tóm lại, màu sắc và tốc độ đổi màu của lá trong mùa thu là một hiện tượng thiên nhiên quen thuộc nhưng vô cùng phức tạp và đa dạng. Các yếu tố môi trường như ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ, vị trí, và chất dinh dưỡng đều có ảnh hưởng rõ rệt đến cường độ và thời gian thay đổi màu sắc của cây. Tuy vẫn là một cái cây mà bạn quen thuộc hàng ngày, nhưng năm nay nó có thể thay lá nhanh và rực rỡ hơn năm ngoái, đó là điều hoàn toàn bình thường.

Do vậy, hay tranh thủ xuống phố và chụp cho mình những bức ảnh kỉ niệm nếu bạn chợt phát hiện ra rằng mùa thu năm nay sao đẹp quá! Bởi rất có thể bạn sẽ không được gặp lại cảnh sắc tuyệt vời đó vào năm sau nữa đâu, nhất là trong bối cảnh hiện tượng biến đổi khí hậu trên trái đất đang có những diễn biến phức tạp như hiện nay.