Americké stromy se na podzim barví jinak než evropské. Přírodovědci vysvětlili proč

Každý podzim se listy téměř poloviny druhů stromů a keřů v Severní Americe zbarví dočervena, zatímco v Evropě se ve stejnou dobu mění listí mnohem častěji dožluta a dohněda. Vědci tuto záhadu řeší už 150 roků, nyní se ji pokouší zodpovědět výzkum, podle nějž americké porosty produkují více červeného pigmentu, aby se chránily před ostrým světlem v citlivém podzimním období.

„Botanici o této otázce přemýšleli už dlouho, ale věrohodnou odpověď jsme dostali až v roce 2019,“ popsala bioložka Susanne Rennerová z Mnichovské univerzity v časopisu Science.

Vůbec první článek, který tuto otázku položil, napsal už roku 1881 botanik Thomas Meehan, který se z Velké Británie přestěhoval do americké Filadelfie.

Už dokonce on přišel s hypotézou, proč listy mohou na druhém břehu Atlantiku změnit barvu na červenou: „Listy mohou zčervenat snad pod vlivem amerického světla a evropské druhy se po mnoha generacích mohou tomuto světlu přizpůsobit – a pak ukázat své americké barvy,“ popsal již před 150 lety. Nebyl tehdy ale ještě schopný kvůli omezením tehdejší vědy přijít s důkazy.

Rennerová provedla řadu experimentů, které by mohly na tento fenomén vrhnout nové světlo. Zkoumala stovky druhů z celé severní polokoule; podle ní se během podzimu dostává ke stromům rostoucím v určité zeměpisné šířce na východě Severní Ameriky výrazně více slunečního záření než k jejich evropským protějškům rostoucím ve stejné zeměpisné šířce.

Barvy z nebes

Roku 2019 Rennerová se svým spolupracovníkem Constantinem Zohnerem přišli na to, že severoamerické stromy, pokud jsou pěstovány ve společné zahradě s evropskými druhy, reagují na podzimní kratší dny odlišně. I když se jejich pokusy původně nezaměřovaly na podzimní barvy, Rennerová a Zohner zaznamenali a vyčíslili rozdílné procento amerických a evropských druhů, které produkují listové antokyany – tedy pigmenty zodpovědné právě za červené nebo fialové listy.

Červené podzimní listí
Zdroj: ČTK

„Chtěli jsme zjistit, jestli příbuzné druhy mají stejné podzimní zbarvení – nebo jestli severoamerické druhy produkují antokyany, zatímco jejich evropští příbuzní ne,“ uvedla Rennerová. Ukázalo se, že druhý případ je častější. Vyšší procento severoamerických stromů produkovalo antokyany, tedy červené nebo purpurové barvy.

„Antokyany absorbují vlnové délky v širokém rozsahu slunečního spektra, až po červenou barvu,“ popsala Rennerová s tím, že to jim umožňuje fungovat jako ochrana před slunečním světlem. „Ochrana před ostrým světlem je důležitá právě v tomto citlivém období, kdy stárnoucí listy ničí svůj fotosyntetický aparát.“

Americká rudá

K tomu, že stromy a keře ukazují „své americké barvy“, mohou přispívat ještě dva další faktory. Prvním je načasování odbourávání chlorofylu, což je klíčový krok při stárnutí listů neboli stárnutí rostlin.

Pokusy ale odhalily, že americké porosty odbourávají chlorofyl zhruba o devět dní dříve než evropské druhy, což má za následek vrozeně kratší dobu vegetace. Vysvětlení, proč se chování stromů na obou kontinentech liší, pravděpodobně spočívá v drsnějším a méně předvídatelném klimatu v Severní Americe ve srovnání s Evropou. Bez ohledu na evoluční vysvětlení znamená relativně časný nástup stárnutí vysoké riziko poškození světlem během světlých dnů v září a říjnu, zejména při poklesu nočních teplot.

Druhým faktorem je špatná půda, poznamenává Rennerová. Podle ní se však v příběhu červených listů objevuje i další nečekaný evoluční zvrat.

„Nová studie, která nedávno vyšla, ukazuje, že žádný z druhů, které žijí v symbióze s bakteriemi vázajícími dusík – jako jsou luštěniny, topoly, bavlníky a olše – nemá na podzim listy červené jako antokyan,“ uvedla Rennerová. „Když je dusík snadno dostupný od symbiontů vázajících dusík, tak výhody ochrany před světlem zřejmě nepřeváží náklady na antokyan.“

Barvy klimatických změn

Mnoho vědců řeší, jaká bude budoucnost podzimního zbarvení listů v podmínkách klimatických změn. Zdá se, že teplejší podzim udržuje listy déle zelené. 

Současné modely předpovídají, že do konce 21. století se podzimní barvy objeví o jeden až tři týdny později než nyní. Podle Rennerové to ale není vůbec jasné. Její modely totiž naznačují, že se může stát něco jiného: listí stromů totiž začíná zelenat kvůli klimatickým změnám dříve, a proto by pak mohlo na podzim barvu ztrácet dříve. V roce 2080 by tedy podle její studie podzimní barvy ve středoevropských lesích mohly přicházet jenom o tři až šest dní později než nyní.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Parapsychologové v Československu proutky hledali uran a rukama rakovinu

V komunistickém Československu v 80. let minulého století fungovaly dvě laboratoře na výzkum parapsychologie, které byly placené z veřejného rozpočtu. Jednu z nich vedl Zdeněk Rejdák, druhou František Kahuda. Každý z nich měl k dispozici desítky externích spolupracovníků, léčitelů, lékařů nebo důlních expertů. Ti například pomocí proutků zkoumali, jaké typy rud se nachází v konkrétním dole, nebo se v nemocnicích snažili pomocí rukou diagnostikovat vážné nemoci, jako byla třeba rakovina, kterou pak léčili pomocí přírodních preparátů. Popsal to ve svém výzkumu Pavel Horák z Etnologického ústavu Akademie věd.
před 5 hhodinami

Lídři v oblasti AI čekají na „AIpokalypsu“. Obávají se hněvu veřejnosti

Ředitelé společností Anthropic, OpenAI a dalších firem zabývajících se umělou inteligencí (AI) v soukromí zvažují možné scénáře veřejné a politické vzpoury, k níž by mohlo dojít po katastrofické události spojené s AI – taková událost se někdy označuje jako AIpokalypsa. Očekávají rozsáhlou událost, pravděpodobně kybernetický útok znemožňující přístup k finančním službám, k připojení k internetu, nebo dokonce k dodávkám elektřiny a vody, napsal web Axios.
před 8 hhodinami

Bilance: Zemědělská půda kvůli degradaci nezachytává vodu, prohlubuje tak sucho

Česká zemědělská půda dokáže průměrně zadržet pouhých 60 procent vody, kterou by zachytávala, kdyby byla zcela zdravá. Potýká se s dopady dlouhodobého průmyslového hospodaření, úbytkem organické hmoty a narušením své přirozené struktury. Data vychází z údajů Výzkumného ústavu monitoringu a ochrany půdy a expertů, které oslovil reportážní pořad ČT Bilance. Zlepšit kvalitu půdy i retenční potenciál může takzvané regenerativní hospodaření, které ale zatím vláda nepodporuje.
před 9 hhodinami

Kulturou proti depresi. Ústav duševního zdraví plánuje Umění na předpis

Národní ústav duševního zdraví (NUDZ) zakládá platformu, která má prostřednictvím kultury pomáhat s prevencí deprese a úzkosti. Po počátečním mapování by měla vzniknout síť propojující už existující kulturní instituce jako galerie, muzea či knihovny, kde lidé mohou například společně tvořit, tančit, zpívat a podobně. Cílem je aktivní zapojení lidí, nikoliv pouze „expozice“ kultuře. V další fázi má nová Národní platforma prevence kulturou propojit kulturní sítě se zdravotními, sociálními a školskými službami.
před 10 hhodinami

Před sto lety vstoupili do československé vlády Němci. Historik: Pozitivní dopady cítíme dodnes

Doba první republiky se mnohdy považuje za čas soupeření mezi Čechy a Němci. Po většinu její existence se ale německá menšina aktivně podílela na vládnutí. Klíčovým dnem se stal 13. říjen 1926, kdy byla jmenována československá vláda, v níž byli i dva němečtí ministři. Jak se to stalo, vysvětluje historik Jaroslav Šebek.
před 12 hhodinami

Plodiny za půl století ztratily půlku nutriční hodnoty, varuje zpráva

Moderní zemědělství dokáže sice vyprodukovat obrovské množství potravin, ale jejich kvalita už není, co bývala. Potvrzují to tvrdá data, která shromáždili autoři zprávy, již vydal think tank Deep Science Ventures. Podle dokumentu mají základní plodiny jako pšenice, jablka a mrkve v současné době asi o polovinu nižší nutriční hodnotu než mívaly v 60. letech minulého století. Příčinou je hlavně dramatický pokles v kvalitě půdy – rostliny z ní už nejsou schopné získávat tolik zdrojů jako v minulosti.
před 13 hhodinami

Nobelovu cenu za ekonomii získali Robert E. Hall a Michael Woodford

Královská švédská akademie věd v pondělí oznámila nové nositele Nobelovy ceny za ekonomii. Stali se jimi Robert E. Hall a Michael Woodford. Ocenění získali za „mikroekonomické základy makroekonomické stabilizace“, oznámila akademie. Skončilo tak vyhlašování letošních laureátů tohoto prestižního ocenění po týdnu, kdy byli postupně zveřejňováni držitelé Nobelovy ceny za lékařství, fyziku, chemii, literaturu a mír.
včeraAktualizovánovčera v 15:46‌‌

Pokroky v AI přivádějí matematiky do „existenční krize“

V posledních měsících dosáhly nekomerční modely umělé inteligence (AI) významného pokroku v matematice a jejich tvůrci tvrdí, že vyřešily stovky dosud nevyřešených problémů. To vyvolalo řadu otázek v celosvětové vědecké komunitě.
včera v 14:42‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.