A cada outono, as folhas das árvores de folha caduca passam por uma dramática mudança de cor antes de perder suas novas tonalidades, desaparecendo em marrom e morrendo. O processo pode levar semanas, mas Owen Reiser, estudante de matemática e biologia da Southern Illinois University Edwardsville, queria que as folhas mudassem em questão de segundos. "Eu estava tendo uma aula de biologia de campo e estávamos aprendendo sobre árvores de folha caduca", diz ele. "Eu tenho entrado em fotografia da vida selvagem e lapso de tempo por um tempo, e eu não consegui encontrar um lapso de tempo de folhas mudando de cor, então eu apenas fui para ele."
Ao longo de seis semanas, Reiser tirou mais de 6 mil fotos em close-up de folhas em seu estúdio de lapso de tempo caseiro, que inclui uma lente macro e uma câmera que comprou no eBay, uma lâmpada LED de US $ 10 e uma bateria que permite a câmera para executar continuamente. “É basicamente uma caixa de papelão e um monte de fita adesiva, mas faz o trabalho”, diz ele.
Reiser recolheu folhas de oito árvores decíduas diferentes, espécies como o sassafrás e o bordo de açúcar que perdiam anualmente a folhagem e tiravam uma fotografia de cada uma a cada 30 a 60 segundos durante um máximo de três dias. Ao unir milhares de imagens em um único vídeo, ele revelou uma cena de mudança de folhas que é muito mais viva do que um típico instantâneo de outono. No vídeo de lapso de tempo, a cor penetra em cada folha, como o corante se espalhando pelo tecido, revelando o funcionamento interno dinâmico das plantas à medida que elas se transformam.
David Lee, professor emérito de ciências biológicas na Universidade Internacional da Flórida e autor de Nature's Palette: The Science of Plant Color , diz que nunca viu um vídeo como o de Reiser. "A cor, mesmo em uma folha individual, varia dramaticamente, e isso mostra essa mudança ao longo do tempo."
Apesar da popularidade da folhagem de outono, a ciência por trás das folhas em mudança não é amplamente conhecida. “Todo outono, as pessoas escrevem sobre mudança de cor e, normalmente, os artigos estão cheios de todos os tipos de erros”, diz Lee. Um dos maiores equívocos é que folhas vermelhas e amarelas mudam da mesma maneira, quando elas realmente passam por processos completamente diferentes.
As folhas amarelas de plantas como hamamélis seguem uma explicação tradicional para mudança de cor: a decomposição de pigmentos fotossintéticos verdes chamados clorofilas expõe os pigmentos amarelos, ou carotenóides, escondidos embaixo. (Os carotenóides são o mesmo tipo de pigmento que dá às abóboras e cenouras seus matizes distintos.) À medida que as folhas continuam a se desfazer, elas produzem taninos e ficam marrons.
Visto através de um microscópio, a clorofila é concentrada dentro da vida das plantas em estruturas chamadas cloroplastos. (Kristian Peters - Fabelfroh via Wikicommons sob CC BY-SA 3.0) Por outro lado, a maioria dos tons vermelhos, como os dos carvalhos vermelhos, vem de um pigmento chamado antocianina, produzido à medida que a folha morre. "As pessoas argumentam que a cor vermelha é [também] um desmascaramento da decomposição da clorofila, e isso é simplesmente errado", diz Lee. "A cor vermelha é realmente feita quando a clorofila está começando a quebrar - há uma síntese desses pigmentos, então é uma coisa bem diferente".
Embora os cientistas saibam como os pigmentos vermelhos são criados, eles ainda não sabem por quê. Segundo Lee, existem duas hipóteses dominantes. O biólogo evolucionista William Hamilton sugeriu que a cor é usada para proteger as plantas da herbivoria, uma vez que os tons vermelhos podem induzir os insetos a pensar que uma folha é tóxica ou insalubre, desencorajando os insetos a se alimentarem ou colocando seus ovos lá.
No entanto, a crença dominante popularizada pelo horticultor Bill Hoch é que os pigmentos vermelhos oferecem proteção fotográfica quando a folha é vulnerável, especialmente sob luz forte e baixas temperaturas quando as plantas não fotossintetizam tão eficientemente. As antocianinas ajudam a proteger a folha, absorvendo o excesso de luz em comprimentos de onda que não são usados para a fotossíntese, como a parte verde do espectro visível. Eles também atuam como antioxidantes, protegendo a folha de subprodutos tóxicos que são produzidos quando a clorofila se decompõe durante o envelhecimento.
A síntese de antocianinas também pode explicar por que as manchas de cor em rápida expansão no lapso de tempo de Reiser não são uniformes, já que a exposição à temperatura e à luz pode variar drasticamente na superfície de uma folha, possivelmente impactando a produção local do pigmento.
Mas por que uma planta passaria pelo problema evolucionário de proteger uma folha destinada a morrer? “A vantagem da planta é que as folhas que estão quebrando podem remover mais eficientemente o nitrogênio das proteínas que estão quebrando e transportar o nitrogênio de volta para a planta, seja nos grandes membros ou mesmo no sistema radicular, ” Lee diz. O nitrogênio é um nutriente essencial para a fotossíntese e o crescimento, então retornar o máximo possível para a árvore antes que uma folha caia ajuda a garantir que a planta esteja bem estocada para o ciclo do próximo ano.
Enquanto a ciência da mudança de cor ainda está envolta em mistério, Lee pensa que continuará a fascinar pesquisadores e observadores curiosos por muitos outonos que estão por vir. “É como o nosso panda. É a coisa que realmente chama muita atenção para o mundo das plantas em comparação com o mundo animal ”, diz ele. “Uma cor estranha é algo que todos notamos.” Com o trabalho como o vídeo de Reiser, podemos agora examinar as mudanças das folhas com uma nova perspectiva, trazendo novas questões em foco e ampliando o quebra-cabeça da paleta da natureza em constante evolução.
