為什么有些樹木的葉子會在秋天變紅,這是一個比為什么綠葉會轉(zhuǎn)黃難解得多。綠葉轉(zhuǎn)黃只不過是揭下了綠色的面紗,因為在漫長、翠綠的夏天里,黃色素一直躲藏在樹葉中;而當炎夏告別,綠色素分解時,黃色便一展風采??墒牵t色素卻并非整個夏天都在樹葉里游蕩。通常只是在快要落下枝頭的前幾星期,樹葉才強打起臨終前最后的精神,拼死制造紅色素,從而展現(xiàn)出一片姹紫嫣紅。
有人說,樹葉在秋天變紅簡直就是死神降臨前最后的“梳妝”。科學家發(fā)現(xiàn),秋葉中的世界有如冰海沉船上的大動亂——新陳代謝的通道(逃生之路)被堵死,各類化合物(乘客)開始分解(崩潰)。大限將至的細胞們抓緊時間搶救有價值的東西(尤其是氮),把它們轉(zhuǎn)移至安全處。那么,在這生死攸關的緊要關頭,樹葉怎么還會有閑心披上紅裝打扮自己?樹葉制造紅色的機器是被偶然開動的,還是紅色素有助于保存某種有價值的東西?為什么“樹葉泰坦尼克”的乘員們會不顧逃命,反而停下來修補自己那已無實際價值的“特等艙”呢?
紅色素:植物的降壓靈
植物不計代價地制造紅色素,其中一定有某種原因。但究竟是什么原因呢?人們自亞里士多德時代就開始了思考。但是直到21世紀才有人提出了一種令人信服的解釋:紅色素是大自然的“降壓靈”,它們能讓脆弱、精細的細胞結(jié)構(gòu)免遭破壞,而這種破壞嚴重威脅著那些面臨巨大壓力的植物。缺乏水分、光照過強、缺少養(yǎng)分、遭遇食草動物和病菌襲擊等,都會讓植物產(chǎn)生危險的自由基。自由基會攻擊細胞膜,破壞DNA,而紅色素能清除自由基,對維持樹葉的生存非常重要。
其實,此前對于“為什么某些植物會具有紅葉”這一問題已有多種解釋。比如,紅色素能讓樹葉在寒冷環(huán)境中保持暖和。又如,紅色素能幫助植物抵御旱情,以及嚇退或吸引昆蟲等等。事實上,以上每一種解釋都只適用于一種或者一些紅葉,但不能解釋全部。
樹葉中幾乎所有的紅色素,都是花青素的產(chǎn)物?;ㄇ嗨厥且恍〗M黃酮醇分子,它們產(chǎn)生于細胞質(zhì)中,并被運往細胞的空胞液泡?;ㄇ嗨亻_始是無色的,但在加入糖分子和其他一些化學成分后,就產(chǎn)生了紅色、栗色、紫色和藍色。這一過程十分復雜,非常消耗能量,所以除非有重要作用,否則植物是不可能如此勞神費力地來制造色素的。
草本植物雖無搶眼的花朵,針葉松盡管根本就不開花,卻也一樣能制造花青素,甚至連一些更古老的蕨類植物和苔蘚也能制造花青素。由此可以推測,花青素具有某種重要的生理功能。新西蘭奧克蘭大學的植物生理學家古爾德多年來一直在從事有關樹葉變紅的研究。一天夜晚在啜飲紅葡萄酒時,他突然想起了某些研究者的說法——“每天一兩杯紅酒,保你活到九十九”。紅酒中最明顯的保健成分就是黃酮醇,也就是包括花青素在內(nèi)的一組色素。
黃酮醇是高效抗氧化劑,它們能清除自由基和活潑氧。如果放任不管,自由基和活潑氧都會破壞細胞膜和DNA。皺紋、風濕和癌癥發(fā)生的原因,都被認為同自由基和活潑氧有關。而從植物色素中提取的物質(zhì),被認為能抵御疾病和衰老。醫(yī)生和專家建議公眾多吃水果和蔬菜,尤其是紅色果蔬,其理由就是它們不僅富含維生素,而且它們本身就是優(yōu)質(zhì)的抗氧化劑,因為它們富含花青素。在清除自由基的能力方面,紅色素是維生素E或維生素C的四倍。
正因為自由基對植物和對人類一樣有害,所以古爾德懷疑紅色素也能像保護人類一樣保護植物本身。
臨終妝扮:為了最后的奉獻
生理學研究表明,樹葉在其生命的最后數(shù)星期里,也許需要特殊的保護。實驗證明,老樹葉收集陽光進行光合作用的能力比年輕但成熟的樹葉差。當樹葉變色時,盡管植物獲取能量的效率和處理能量的效率都會下降,但后者下降得比前者快,造成能量超負荷,植物的新陳代謝因此減慢。季節(jié)性的因素——比如氣溫驟降,同樣會阻礙樹葉的新陳代謝。
可是到了秋季,老樹葉必須盡量搶制出氮等營養(yǎng),并把它們轉(zhuǎn)移至可以越冬的植物組織中。所以,雖然老葉的光合作用能力即將喪失,但為了完成拯救行動——為新春樹木的重生備足營養(yǎng),秋葉仍必須以自己的老邁之軀辛勤工作——捕捉陽光并進行光合作用,直到生命的最后一刻。而制造紅色素,正是為了讓老朽的秋葉奉獻自己最后的干勁。