CZERWONE LIŚCIE BUKA, CZYLI PRAWDY SZUKAJ SAM

Wędrując z wilkiem Bojarem po Wzgórzach Łomnickich (artykuł na ten temat tutaj, w dziale „Wędrujący z Wilkiem”) napotkałem tajemnicę. Tajemnicę czerwonych buków.

Jesienią nikogo nie powinny dziwić purpurowe, czerwone czy pomarańczowe barwy liści – przywykliśmy do tych kolorów o tej porze roku. Ale w maju?

Zaintrygowało mnie to zjawisko z dwóch powodów. Po pierwsze, pamiętam dobrze, że gdy przechodziłem znanymi sobie trasami w ubiegłych latach, widziałem jedynie zielone drzewa.

Po drugie, wiem, że barwa liści zależy od barwników, których roślina używa w procesie fotosyntezy – a więc od chlorofilów i karotenu. Żaden z tych barwników nie nada liściom tak intensywnej, purpurowej barwy, jaką właśnie zaobserwowałem. Jaki jest więc barwnik za to odpowiedzialny i jaką pełni funkcję?

Internetowa dezinformacja

Zajrzałem do polskojęzycznego internetu w celu rozejrzenia się w sprawie. Nie w celu zdobycia wiedzy – bo polski internet pod tym względem jest bardzo grząskim bagienkiem (pisałem już o tym w artykule: „Chusta z Manoppello, czyli ile jest warta polska Wikipedia„). Nie zawiodłem się w swoim pesymizmie 🤣.

Według internetu dostępnego w języku polskim, drzewa – buki – są albo zielone, albo czerwone cały czas. Tylko jesienią zmieniają barwę na jeszcze bardziej czerwoną. Albo brunatną. Według innej wersji, są zielone, ale tylko na jesień mają czerwone liście. Ani słowa o liściach czerwonych wiosną. A i to znajdujemy dopiero po przekopaniu się przez wysyp reklam firm ogrodniczych.

Postanowiłem zatem sprawdzić sprawę samodzielnie. Wiedziałem, że w anglojęzycznym internecie z większym prawdopodobieństwem trafię na potrzebne mi informacje, ale pomyślałem, że odłożę to na później. Najpierw sam zaobserwuję Przyrodę i kiedy na podstawie obserwacji wyciągnę jakieś wnioski, porównam to z tym, co znajdę w źródłach naukowych.

Oględziny drzew

Udajmy się zatem na spacer i dokonajmy razem małej inspekcji. Jak dokładnie wygląda sprawa czerwonej barwy wśród drzew? Szybko zauważymy, że nie tylko buk posiada w maju czerwone liście.

Klon z czerwonymi liśćmi.

Są klony z czerwonymi liśćmi: odmiany ”Royal Red”, „Faassen’s Black” oraz klon palmowy odmiany „Atropurpureum”. Są też najprzeróżniejsze krzewy, krzewiny pyszniące się w maju purpurową barwą. Mając to w pamięci, skupiłem się na bukach.

Oglądając dokładnie napotkane drzewa szybko możemy stwierdzić następujące fakty:

1) Buki z czerwonymi liśćmi niczym, poza barwą, nie różnią się od tych z liśćmi zielonymi. Identyczny jest kształt liści, ulistnienie (czyli sposób osadzenia liści na roślinie), identyczne są kwiaty, kora, pokrój.
2) Najczęściej spotkać je można w parkach i ogrodach, a o wiele rzadziej – dziko.

Jakie może to nam nasunąć wnioski? Po pierwsze, że jest to odmiana tego samego gatunku drzewa. Za barwę liści może odpowiadać jakaś mutacja genowa. Częstsze występowanie takich roślin w zadrzewieniach sztucznych sugeruje, że jest to kultywar, czyli odmiana wyodrębniona na skutek działalności człowieka – a więc bądź uzyskana wskutek zabiegów hodowlanych, bądź odnaleziona w naturze, ale utrwalona i rozpowszechniona poprzez uprawę.

Kolejny fakt, który zaobserwowałem polega na tym, że buki czerwone na wiosnę rzeczywiście odbarwiają się z czasem na zielone. Niektóre robią to szybciej, inne później.

Buk w trakcie zmiany barwy z czerwonej na zieloną.

Ale dość gdybania i spaceru! Czas przyjrzeć się dogłębnie, jak to z tą czerwoną barwą jest!

Obserwacja pod mikroskopem stereoskopowym

Pobrane próbki liści.

Pod mikroskopem stereoskopowym ujawniła się od razu pierwsza cecha, związana z ubarwieniem, niewidoczna gołym okiem: liść nie jest cały czerwony.

Na purpurowo w całości zabarwione jest unerwienie liścia, ale powierzchnia nie. Pomiędzy intensywnie purpurowymi obszarami można zobaczyć zielone plamy.

Nadszedł czas, żeby przyjrzeć się próbkom pod mikroskopem świetlnym. W tym celu trzeba oczywiście poświęcić trochę czasu na przygotowanie preparatów – czyli dokonanie „sekcji” liścia w celu pozyskania skrawków i przekrojów do obserwacji pod dużymi powiększeniami.

Zabieramy się za sekcję liścia i przygotowanie preparatów.

Obserwacja pod mikroskopem świetlnym

Na zdjęciu powyżej widzimy fragment liścia. Biało – purpurowe szlaczki to oczywiście unerwienie liścia. Tworzą je wiązki, które odpowiadają za transport wody i asymilatów, czyli produktów fotosyntezy. Jak widzicie, nie całe to unerwienie jest zabarwione. Przypomina to rurkę od napoju, kiedy spróbujemy nią „wysiorbać” resztki z dna szklanki. W rurce mamy wtedy krople napoju, poprzedzielane powietrzem.

Pod mocniejszym powiększeniem widzimy też, że zabarwione jest wnętrze komórek tkanki przewodzącej – jak widzicie powyżej, ściany tych komórek pozostają białe. Natomiast jeśli chodzi o wnętrza komórek, to barwnika w wypełniającym je płynie jest raz więcej, raz mniej, a niekiedy go nie ma.

Przyjrzyjmy się teraz fragmentom liścia pomiędzy unerwieniem.

Rzuca się w oczy „puzzlowaty” kształt zabarwionych na purpurowo komórek. Oznacza to, że wybarwione są niektóre komórki skórki liścia – bo to one charakteryzują się takim właśnie kształtem. Jak widzicie na zdjęciu, prześwitują przez nie mniejsze komórki tzw. miękiszu asymilacyjnego, czyli komórki zawierające chloroplasty, gdzie dokonuje się fotosynteza. Możecie je dostrzec jako nieco zamazaną ziarnistość obszarów zielonych.

W przypadku buka komórki skórki nie zawierają chloroplastów (z wyjątkiem komórek aparatów szparkowych, ale ich tutaj akurat nie widać). Chronią one wnętrze liścia przed czynnikami środowiskowymi. Przeważnie są więc przezroczyste, chyba że… coś zabarwi wypełniający je sok komórkowy.

Spójrzmy  jeszcze na liść w przekroju.

Jak widać, potwierdza się to, co zaobserwowaliśmy powyżej. Wnętrze liścia pozostaje zielone, jak na liść i komórkę roślinną przystało. Widzimy wyraźnie dwie warstwy przezroczystej skórki, pomiędzy które ujęty jest miękisz palisadowy (ciemniejszy pas po prawej) i miękisz gąbczasty. Miękisz palisadowy charakteryzuje się tym, że komórki przeprowadzające fotosyntezę są w nim ciasno upakowane. Służy to maksymalizacji procesu odżywiania się rośliny, gdyż warstwa ta znajduje się po stronie liścia zwróconej ku światłu. W głębi liścia, na spodzie, gdzie dociera mniej światła komórki są ułożone luźno, a między nimi są duże, puste przestrzenie.

Warto zwrócić w związku z tym uwagę na pierwsze zdjęcie. Okrągła struktura pośrodku to przekrój nerwu liściowego. Tędy właśnie przeprowadzany jest transport wody do liścia i produktów fotosyntezy – w kierunku odwrotnym.

W komórkach asymilacyjnych pod mocniejszym powiększeniem widzimy duże chloroplasty – nieskazitelnie zielone ciałka, zawierające chlorofil – zielony barwnik asymilacyjny (czyli biorący udział w procesie fotosyntezy).

Tyle obserwacji. Myślę, że można podsumować wnioski.

1) W komórkach powierzchniowych liścia intensywnie purpurowy barwnik wypełnił sok komórkowy wielu komórek, ale obecnie jest on z wolna wycofywany z liści: świadczy o tym to, że spora część skórki liścia straciła już tę barwę, natomiast wciąż jest go dużo w tkance przewodzącej. Zjawisko to podobne jest do zatłoczonych dróg i autostrad podczas nagłej ewakuacji, np. miejscowości na wybrzeżu w obawie przed huraganem.

2) Stąd wypływa następny wniosek, że liście buka potrzebowały do czegoś tego barwnika we wczesnej fazie wzrostu, teraz zaś, w maju, z wolna przestaje on być potrzebny.

3) Logicznie wynika z powyższego faktu, oraz z tego, że barwnik występuje w skórce okrywowej, że barwnik ten może pełnić wczesną wiosną jakieś funkcje ochronne.

4) Ponieważ buki z zielonymi liśćmi radzą sobie równie dobrze, a może nawet lepiej od buków czerwonolistnych przypuszczam, że niekoniecznie musi to być wynik mutacji. Być może każdy buk ma geny, umożliwiające produkcję purpurowego barwnika, a uaktywniają się one tylko w razie potrzeby, np, jeśli roślina jest chora, słaba i potrzebuje dodatkowej ochrony.

Co mówią źródła naukowe?

W akademickich źródłach anglojęzycznych znaleźć można mnóstwo rzeczowych, napisanych przez biologów artykułów na ten temat.

Buki o czerwonych liściach noszą naukową nazwę Fagus sylvatica f. purpurea co oznacza, że są odmianą purpurową buka zwyczajnego Fagus sylvatica. Najstarsze zachowane przekazy mówiące o takiej barwie drzew pochodzą z XVI wieku.

Zaobserwowano w naturze, że zdarza się, iż buk zielonolistny wypuszcza liście purpurowe na jednym z konarów. Udokumentowano też przypadki drzew, które zazwyczaj były zielone, ale spurpurowiały w ciągu jednego sezonu. Ponadto zauważa się, że liście bardziej wystawione na działanie słońca dłużej zachowują barwę, a jej intensywność maleje im mniej dociera do nich światła.

Buki mające tendencję do wypuszczania czerwonych liści hodowano dla potrzeb dekoracyjnych na użytek parków. Z wolna doprowadziło to do wykształcenia odmiany buka, która zawsze wiosną i jesienią zabarwia się na purpurowo.

Takie jest najprawdopodobniej pochodzenie tej odmiany. Do Polski została ona sprowadzona, ale dziś spotkać ją można nie tylko w parkach i ogrodach – zdążyła pojawić się również w niektórych lasach.

Barwnikami, które odpowiadają za purpurowa barwę, są występujące w soku komórkowym antocyjany. W chwili obecnej przyjmuje się hipotezę, że pełnią one funkcje ochronne, ale jak to dokładnie działa – pozostaje polem do przyszłych badań. Na razie nie wiadomo więc dokładnie, dlaczego u buków w naturze taka barwa się pojawiła i jakie przynosi korzyści. W hodowli utrwaliła się w kultywarowej odmianie purpurea, która – jak się przekonaliśmy na wyprawie – potrafi sobie także całkiem nieźle radzić żyjąc dziko.

Refleksja na koniec

Żyjemy w czasach dynamicznego rozwoju biologii. Każdego dnia odkrywane są nowe, fascynujące rzeczy, każdego dnia poznajemy coraz więcej odpowiedzi. I dostrzegamy coraz więcej tajemnic, które wciąż czekają na wyjaśnienie. Jednak biologia jest też nauką bodaj najbardziej niezrozumianą w polskim społeczeństwie, otoczoną sporami religijnymi i ideologicznymi. Ludzie w ogniu tych sporów szukają odpowiedzi na swoje pytania u najprzeróżniejszych autorytetów. I, niestety, autorytetem jest coraz częściej to, co się znajdzie na pierwszej stronie wyszukiwania Google czy YouTube.

Kiedyś wpisałem w „szukaj” na YouTube jedno słowo: „ewolucja”. Pomijam to, że większość znalezionych filmów dotyczyła ewolucji pokemonów. Tragiczna się okazała sytuacja dotycząca odpowiedzi na temat ewolucji w sensie biologicznym. Na 140 filmów czy filmików 71 – a więc przeszło połowa! – mówiła o „kłamstwie ewolucji”, „spisku darwinistów”, „niezbitych dowodach na kreacjonizm” itd. Możecie do woli przebierać w materiałach, które poinformują was, że teoria ewolucji została „zaorana”, „zmasakrowana”, że jest „nieudowodniona” itp. itd…

Dodam tylko, że wartość merytoryczna tych kreacjonistycznych bredni równa się wartości merytorycznej nazistowskich mrzonek o pochodzeniu Aryjczyków od Atlantów.

TO JEST KATASTROFA. Skutki widać w tym, jak traktuje Przyrodę polskie społeczeństwo, poczynając od ministra, a na majówkowym turyście kończąc.

Chciałbym, wędrując z Bojarem po górach zobaczyć jeszcze jakiś skrawek lasu. Chciałbym nie ponosić ryzyka, że ja albo Bojar zostaniemy zastrzeleni przez członka PZŁ. Chciałbym nie oglądać ton śmieci, walających się wśród drzew. Chciałbym czystej wody choćby tylko w strumieniach górskich. Chciałbym widzieć zieloną, żyjącą Przyrodę a nie pustakowe kloce koszmarnych osiedli dla parweniuszy. Chciałbym mieć szansę jeszcze raz spojrzeć w oczy wilkowi na wolności jak wtedy, gdy cztery lata temu takie spojrzenie uratowało mi życie.

Chciałbym. I jest to możliwe pod warunkiem, że ludzie wreszcie wstaną od „góglowania” i sami, na własne oczy sprawdzą to, co sami sprawdzić mogą.

Do czego Was zachęcam.

Serdeczne podziękowania dla dr Ewy Sychut-Czapla za konsultacje i korektę merytoryczną.

Podziel się