हर गिरावट, पर्णपाती पेड़ों की पत्तियां अपने नए आकार के रंगों को भूरे रंग और मरने के लिए मजबूर करने से पहले एक नाटकीय रंग परिवर्तन से गुजरती हैं। इस प्रक्रिया में कुछ सप्ताह लग सकते हैं, लेकिन दक्षिणी इलिनोइस यूनिवर्सिटी एडवर्ड्सविले के गणित और जीव विज्ञान के छात्र ओवेन रेसर सेकंड के एक मामले में पत्तियों को बदलते देखना चाहते थे। "मैं एक क्षेत्र जीव विज्ञान वर्ग ले रहा था और हम पर्णपाती पेड़ों के बारे में सीख रहे थे, " वे कहते हैं। "मैं थोड़ी देर के लिए वाइल्डलाइफ़ फ़ोटोग्राफ़ी और टाइम-लैप्स में शामिल हो रहा हूं, और मुझे रंग बदलने वाली पत्तियों का टाइम-लैप्स नहीं मिल रहा है, इसलिए मैं इसके लिए चला गया।"
छह सप्ताह के दौरान, रेसेर ने अपने होममेड टाइम-लैप्स स्टूडियो में पत्तियों की 6, 000 से अधिक क्लोज़-अप तस्वीरें लीं, जिसमें एक मैक्रो लेंस और ईबे पर खरीदा गया एक कैमरा, एक $ 10 एलईडी लाइट और एक बैटरी शामिल है जो कैमरे की अनुमति देता है लगातार चलाने के लिए। "यह मूल रूप से] एक कार्डबोर्ड बॉक्स और डक्ट टेप का एक गुच्छा है, लेकिन इसे काम मिल जाता है, " वे कहते हैं।
रेसर ने आठ अलग-अलग पर्णपाती पेड़ों, सस्साफ्रास और चीनी मेपल जैसे प्रजातियों को इकट्ठा किया, जो उनकी पर्णाली को प्रतिवर्ष बहाते हैं, और हर 30 से 60 सेकंड के लिए तीन दिनों तक एक-एक तस्वीर लेते हैं। एक ही वीडियो में हजारों छवियों को एक साथ सिलाई करके, उन्होंने एक बदलते शरद ऋतु स्नैपशॉट की तुलना में कहीं अधिक जीवित पत्तियों को बदलने का एक दृश्य प्रकट किया। टाइम-लैप्स वीडियो में, प्रत्येक पत्ती के माध्यम से रंग रिसता है, जैसे कपड़े से डाई फैलता है, पौधों के गतिशील आंतरिक कामकाज को प्रकट करता है, जैसा कि वे बदलते हैं।
डेविड ली, फ्लोरिडा इंटरनेशनल यूनिवर्सिटी में जैविक विज्ञान में प्राध्यापक हैं और नेचर पैलेट: द साइंस ऑफ प्लांट कलर के लेखक का कहना है कि उन्होंने पहले कभी रीसर जैसा वीडियो नहीं देखा है। "एक पत्ती पर भी रंग नाटकीय रूप से बदलता है, और यह दिखाता है कि समय के साथ बदलता है।"
पतन पर्णसमूह की लोकप्रियता के बावजूद, बदलती पत्तियों के पीछे का विज्ञान व्यापक रूप से ज्ञात नहीं है। "हर गिरावट, लोग रंग परिवर्तन के बारे में लिखते हैं, और आमतौर पर लेख सभी प्रकार की गलतियों से भरे होते हैं, " ली कहते हैं। सबसे बड़ी गलत धारणाओं में से एक यह है कि लाल और पीले पत्ते एक ही तरह से बदलते हैं, जब वे वास्तव में पूरी तरह से अलग प्रक्रियाओं से गुजरते हैं।
डायन हेज़ेल जैसे पौधों की पीली पत्तियां रंग बदलने के लिए एक पारंपरिक पाठ्यपुस्तक की व्याख्या का पालन करती हैं: क्लोरोफिल नामक हरे प्रकाश संश्लेषक वर्णक के टूटने से पीले रंग के पिगमेंट, या कैरोटेनॉयड्स, नीचे छिप जाते हैं। (कैरोटेनॉइड एक ही प्रकार के वर्णक हैं जो कद्दू देते हैं और गाजर को उनके अलग-अलग रंग देते हैं।) जैसे-जैसे पत्तियां बर्बाद होती रहती हैं, वे टैनिन का उत्पादन करती हैं और भूरे रंग में बदल जाती हैं।
एक माइक्रोस्कोप के माध्यम से देखा गया, क्लोरोफिल क्लोरोप्लास्ट नामक संरचनाओं में पौधे के जीवन के भीतर केंद्रित है। (क्रिस्टियन पीटर्स - सीसी बाय-एसए 3.0 के तहत विकीकोमों के माध्यम से फैबफरोह) दूसरी ओर, अधिकांश लाल टन, जैसे कि लाल ओक में, एंथोसायनिन नामक वर्णक से आते हैं जो पत्ती के रूप में उत्पन्न होता है। "लोग तर्क देते हैं कि लाल रंग क्लोरोफिल के टूटने से एक अनमास्किंग है, और यह बस गलत है, " ली कहते हैं। "लाल रंग वास्तव में तब बनता है जब क्लोरोफिल टूटने लगता है - उन पिगमेंट का संश्लेषण होता है, इसलिए यह काफी अलग बात है।"
हालांकि वैज्ञानिकों को पता है कि लाल वर्णक कैसे बनाए जाते हैं, फिर भी वे निश्चित नहीं हैं कि क्यों। ली के अनुसार, दो प्रमुख परिकल्पनाएं हैं। विकासवादी जीवविज्ञानी विलियम हैमिल्टन ने सुझाव दिया कि रंग का उपयोग पौधों को शाकाहारी से बचाने के लिए किया जाता है, क्योंकि लाल रंग के कीट कीटों को यह सोचकर चकमा दे सकते हैं कि एक पत्ती विषाक्त या अस्वास्थ्यकर है, उस पर खिलाने से कीड़े पैदा होते हैं या अपने अंडे देते हैं।
हालांकि, हॉर्टिकुरिस्ट बिल होक द्वारा प्रचलित प्रमुख मान्यता यह है कि जब पत्तियां कमजोर होती हैं, विशेष रूप से उज्ज्वल प्रकाश और कम तापमान में जब पौधे कुशलता से प्रकाश संश्लेषण नहीं करते हैं, तो लाल वर्णक फोटो-संरक्षण प्रदान करते हैं। एंथोसायनिन तरंग दैर्ध्य पर अतिरिक्त प्रकाश को अवशोषित करके पत्ती को ढालने में मदद करता है जो प्रकाश संश्लेषण के लिए उपयोग नहीं किया जाता है, जैसे दृश्यमान स्पेक्ट्रम का हरा हिस्सा। वे एंटीऑक्सिडेंट के रूप में भी कार्य करते हैं, पत्ती को विषाक्त बायप्रोडक्ट्स से बचाते हैं जो कि उम्र बढ़ने के दौरान क्लोरोफिल टूट जाते हैं।
एंथोसायनिन का संश्लेषण यह भी बता सकता है कि रीसर के समय-अंतराल में रंग का तेजी से फैलने वाले धब्बे एक समान क्यों नहीं हैं, क्योंकि तापमान और प्रकाश के संपर्क में पत्ती की सतह पर काफी भिन्नता हो सकती है, जो संभवतः वर्णक के स्थानीय उत्पादन को प्रभावित करती है।
लेकिन एक पौधे को मरने के लिए किस्मत में एक पत्ती की रक्षा के विकासवादी मुसीबत से क्यों गुजरना होगा? "संयंत्र के लिए लाभ यह है कि जो पत्ते टूट रहे हैं, वे अधिक कुशलता से नाइट्रोजन को प्रोटीन से निकाल रहे हैं जो टूट रहे हैं, और नाइट्रोजन को वापस पौधे में, बड़े अंगों में या यहां तक कि जड़ प्रणाली में ले जाया जाता है, " ली कहते हैं। प्रकाश संश्लेषण और विकास के लिए नाइट्रोजन एक आवश्यक पोषक तत्व है, इसलिए एक पत्ती गिरने से पहले जितना संभव हो उतना पेड़ पर लौटने से यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि पौधे अगले साल के चक्र के लिए अच्छी तरह से स्टॉक है।
जबकि रंग परिवर्तन का विज्ञान अभी भी रहस्य में डूबा हुआ है, ली को लगता है कि यह आने वाले कई शरद ऋतु के लिए शोधकर्ताओं और उत्सुक पर्यवेक्षकों दोनों को मोहित करता रहेगा। “यह हमारे पांडा की तरह है। यह वह चीज है जो वास्तव में पशु की दुनिया की तुलना में पौधे की दुनिया के लिए बहुत ध्यान देता है, ”वे कहते हैं। "एक अजीब रंग एक ऐसी चीज है जिसे हम सभी नोटिस करते हैं।" रीसर के वीडियो की तरह काम के साथ, हम अब नए सिरे से बदलते हुए पत्तों की जांच कर सकते हैं, नए सवालों को फोकस में ला सकते हैं और प्रकृति की कभी विकसित होती पहेली की पहेली को बढ़ा सकते हैं।
