Vì sao mùa thu lá lại đổi màu?

Dù mùa đông có những quả cầu tuyết lung linh hay mùa hè chúng ta có thể nằm dài lười biếng trên bãi biển, thì mùa thu có thể vẫn là mùa được yêu thích nhất.

Mỗi năm, loài người lại kinh ngạc khi lá cây bắt đầu quá trình chuyển đổi màu sắc huyền diệu. Tại vùng đông bắc nước Mỹ, mỗi năm lại có hàng triệu người từ khắp nơi trên thế giới đến quan sát, thưởng lãm bộ sưu tập nghệ thuật của tự nhiên.

Mỹ không phải là nơi độc quyền ngành kinh doanh lá-chuyển-màu này, mà từ châu Âu đến Alaska, hàng năm người dân vẫn vui mừng với món quà đầy màu sắc của tự nhiên. Mọi người lại tranh luận mãi không thôi về màu sắc mà họ yêu thích nhất – đó là màu vàng rực rỡ, màu cam bốc lửa hay màu đỏ sôi động?

Theo truyền thuyết mà người Mỹ bản địa kể lại, sự xuất hiện của các sắc màu tuyệt vời trên xuất phát từ câu chuyện: Sau khi người thợ săn giết chú Gấu Lớn trên bầu trời, máu của con Gấu bắn tung tóe xuống trái đất và biến những chiếc lá thành màu đỏ. Thế còn những chiếc lá vàng thì sao? Đó là vì chất béo của con Gấu bắn ra khỏi chiếc nồi đang nấu Gấu.

Nếu lời giải thích này vẫn không giải đáp được băn khoăn của bạn về việc tại sao lá đổi màu, hãy tìm đến câu trả lời của các nhà khoa học. Thay vì nói đến người thợ săn, gấu và mỡ, các nhà khoa học nói về sự quang hợp, sắc tố và ánh nắng mặt trời.

Phần lớn thời gian trong một năm, lá là thành phần nuôi sống cây. Lá liên tục chuyển đổi carbon dioxide, nước và ánh sáng mặt trời thành năng lượng trong quá trình quang hợp. Thành phần đặc biệt trong quá trình này là các sắc tố diệp lục, giúp lá có màu xanh, tươi sáng trong hầu hết thời gian quanh năm. Nhưng dù chất diệp lục có vai trò quan trọng như vậy, song ngoài chất diệp lục, cây còn có một số dạng sắc tố carotene và xanthophyll. Xanthophyll tiếng Hi Lạp là "vàng", và carotene là các sắc tố màu vàng hoặc cam. Hai sắc tố này luôn có trong lá cây, giúp hấp thụ ánh sáng mặt trời, từ đó chúng chuyển cho chất diệp lục để quang hợp.

Khi mùa hè sắp kết thúc và ngày ngắn đi, bóng tối tăng lên đã xúi giục cây chuẩn bị cho kỳ ngủ đông. Lá sẽ không thể tiếp tục quang hợp trong mùa đông do không khí khô và thiếu ánh sáng mặt trời, vì vậy cây phải làm hai việc. Đầu tiên, cây tạo thành một lớp vách tại mỗi chiếc lá để ngăn cách lá với cây. Sau đó, nó dừng sản xuất chất diệp lục vì cây sẽ không cần đến sắc tố này cho đến mùa xuân năm sau. Khi chất diệp lục không còn, sắc tố màu vàng và màu da cam có cơ hội tỏa sáng.

Màu đỏ, xuất phát từ sắc tố anthocyanin, lại phức tạp hơn một chút. Dù các loại cây đều có chất diệp lục, carotene và xanthophyll, nhưng không phải cây nào cũng sản sinh sắc tố anthocyanin. Ngay cả những cây có anthocyanin cũng chỉ sản sinh nó trong những điều kiện nhất định.

Bạn vẫn còn nhớ lớp vách ngăn ở mỗi chiếc lá chứ? Mục đích của lớp vách này là để bảo vệ cây trong mùa đông lạnh và giúp cây không bị khô. Khi lớp vách này xuất hiện, những chiếc lá sẽ rụng để bảo tồn năng lượng cho cây. Nhưng trước khi lá rụng, cây còn muốn thật nhiều đường và chất dinh dưỡng từ lá, chính lúc này xuất hiện các sắc tố anthocyanin.

Mặc dù các nhà khoa học đưa ra nhiều lý do khác nhau về việc tại sao một số cây sản xuất sắc tố anthocyanin và vì sao lá đổi màu vào mùa thu, song cách giải thích thịnh hành nhất hiện nay là sắc tố anthocyanin bảo vệ lá khỏi ánh sáng mặt trời dư thừa và cho phép cây giành được những chất dinh dưỡng cuối cùng còn lại. Lý do bạn nhìn thấy lá có màu đỏ rực rỡ hơn trong một vài năm là vì những năm đó có nhiều nắng, nhiều ánh sáng mặt trời và thời tiết khô hạn hơn, làm tăng nồng độ đường trong nhựa cây, vì thế cây phải giải phóng nhiều anthocyanin nhằm thu thập năng lượng để vượt qua mùa đông. Ngoài ra, khi thời tiết lạnh gần đóng băng, mức độ dinh dưỡng thấp và những căng thẳng thực vật khác dường như càng làm tăng mức độ anthocyanin.

Nếu thời tiết đặc biệt mưa và u ám, sẽ không có nhiều lá đỏ. Không có ánh nắng mặt trời, cây không cần sự bảo vệ thêm của những sắc tố đỏ anthocyanin, vì vậy cây không sản xuất anthocyanin.

Nếu mùa thu nơi bạn ở không có những chiếc lá đổi màu, không phải là "mùa thu vàng" hay "mùa thu đỏ", thì đó là do thời tiết. Nếu bạn vẫn muốn ngắm mùa thu vàng, chỉ còn cách gia nhập đoàn carnaval đến những nơi "có mùa thu vàng bao nhiêu là hương", "có mùa thu về tơ vàng vương vương"...