Varlığın ve hâdiselerin hakikatini araştırma, insanoğlunun önemli bir yanıdır. Canlılar dünyasındaki her bir hâdisenin fonksiyon ve hikmetini ortaya çıkarma yönündeki çalışmaların sayısı gün geçtikçe artmaktadır. Sonbahar mevsiminde kışa hazırlanan ağaçlar, yaprakları dökülmeden önce, yeşilden sarı ve kırmızının değişik tonlarına doğru neden bir renk değişimine maruz kalır? Edebiyatçılar, filozoflar ve şairler, sonbahardaki bu renk farklılaşmasını ihtiyarlamanın, ayrılık vaktinin ve yeni bir hayata hazırlanmanın habercisi olarak görürler ve bununla çeşitli insanî hakikatleri dile getirirler. Ancak tabiatta cereyan eden hâdiselerinin tefekküre vesilesi olmalarının yanında, varlıkların bizzat kendilerine bakan yönleri de vardır.
Yaprakların rengi sonbaharda neden değişir? Okullarda bu durum, kış dönemine hazırlık olan 'yıkım' ve 'bozumun' bir yan tesiri olarak öğretilmişti. Bu ne kadar doğrudur? Kırmızı renkli antosiyaninler neden sadece sonbaharda üretilir? Canlıların hayatlarının devr-i dâimler (çevrimler) içerisinde devam ettirildiğini düşündüğümüzde, yaprakların sonbaharda yeşilden sarı ve kırmızıya doğru renk değişimine uğramasını, ağaçların gelmekte olan kış mevsimine hazırlık süreci olarak görebiliriz. Çünkü kışın fotosentez için gereken sıcaklık olmadığından, fotosentez fabrikalarının kapatılması gerekmektedir. Donmuş topraktan buharlaşmayla kaybedilen suyu yerine koyma imkânı da yoktur. Donmaya bağlı olarak doku hasarı riski de vardır. Biyomalzeme üretim fabrikalarının (fotosentez) bulunduğu yapraklar, toprağa düşmeden önce çürümezler, aksine metabolik faaliyetlerini artırarak, muazzam derecede güzel bir renklenmeye mâruz kalırlar. Yapraklardaki besinlerin büyük kısmı (azotun % 70'i ve kuru kütlenin % 60'ı) gövdelerine taşınır.
Yukarıdaki sorulara cevap bulmaya çalışan bazı araştırmacılara göre, bu sistemin içinde gerçekleşen pigment üretim ve kontrol mekanizmasının önemli bir faydası, yaprakları soğuğun ve şiddetli güneş ışığının olumsuz tesirlerinden korumaktır. Renklenme, yaprağı teşkil eden hücrelere yerleştirilmiş farklı renk maddelerinin (pigment) yoğunlaşmasıyla gerçekleştirilir. En fazla bulunan pigment maddesi yeşil renkli klorofil, fotosentezde birinci derecede rol oynar. Sarı renkli ksantofiller de fotosentez işleminin önemli bir parçasıdır ve bütün yeşil yapraklarda bulunur. Sarı renkli karetonoidler ise fotooksidatif (ışığı bağlı oksitlenme) zarara karşı bitkinin korunmasında vazifelidir. Klorofil molekülünün yıkımı arttığında diğer renk maddeleri daha belirgin şekilde görünür ve yeni renklerin ortaya çıkmasında vazife gören pigment maddeleri de sentezlenmeye başlanır. Sonbahar yapraklarındaki sarı pigmentlerin bitkiye enerji açısından bir mâliyeti yoktur. Sonbaharda üretilen kırmızı antosiyaninlerin fizyolojik fonksiyonları o kadar çeşitlidir ki, bunlar "İsviçre çakısı gibi molekül" olarak isimlendirilmiştir. Serbest radikaller çok güçlü antioksidan moleküller olan kırmızı antosiyaninlere bağlanarak tesirsiz hâle getirilir. Bitkinin fotoinhibisyondan (düşük sıcaklık ve şiddetli güneş ışığı birlikte olduğunda fotosentezdeki biyokimyevî işlemlerin bozulması hâdisesi) korunmasında rol alırlar. Böylece, fotosentez fabrikasının yıkımı yavaşlatılır. Kırmızı antosiyaninler ayrıca, ağır metaller gibi bitkiye zararlı maddeler için birikme noktası olarak da iş görür. Kızılötesi ışın absorbe ettiği için, yaprakların ısıtılmasında ve zararlı ültraviyole ışınlara karşı bitkinin korunmasında rol alır.
Davranış ekologları, sonbaharda yapraklardaki renk değişiminin ağaçların düşmanlarından korunmak için bir sinyal fonksiyonu görebileceğinden yola çıkarak, parlak sonbahar renklerinin yaprak bitlerine karşı bir ikaz işareti olabileceğini belirtmektedir. Çünkü yaprak bitleri, bitkiye zarar veren böceklerdendir ve virüs taşırlar. Güçlü bir üreme kapasitesine sahip olan yaprak biti, altı haftada 5,9 milyar yavru üretebilir. Bir yaprak üzerinde 2440 arası yaprak biti beslenebilir. Ayrıca sonbaharda kanatlı yaprak bitleri yumurta bırakabilecekleri ve kendilerine kış mevsiminde sığınak olacak ağaç dalları arar. Dolayısıyla böyle bir kolonizasyon, bitkiler için ciddi bir hasardır. Amerika'da yetişen çınar ağacı Platanus occidentalis, yaprak bitlerinden korunabildiğinde % 280 daha fazla odun gövde üretilmesine sahne olmaktadır. Netice olarak ağaçların yaprak bitlerinden korunması için bir müdafaa sinyali üretilmesi gerekir. Ancak, yapılan araştırmalar bunun renkler üzerinden gerçekleşmesinin şüpheli olduğu yönünde yoğunlaşmaktadır. Yaprak bitlerinin renk sinyallerine cevap ürettikleri doğru olsa da, otlarla beslenen böceklerde renk reseptörleri ve reseptör sonrası nöronal bilgi işlemleri insandakinden farklı olduğundan bize parlak gelen renkler, böceklere bozuk ve sıradan görünebilir. Aksi de doğru olabilir. Bize itici gelen bir renk, böceklere çok çekici gelebilir.
Otlarla beslenen böceklerin (yaprak bitleri dâhil) gözlerine üç tip renk reseptörü yerleştirilmiştir. Her biri, ültraviyole, mavi ve yeşil spektral bölgeye maksimum seviyede duyarlı olacak şekilde yaratılmıştır. Şu âna kadar üzerinde deney yapılan yaprak biti dâhil hiçbir böcek insanlardaki gibi kırmızı renk reseptörlerine sahip değildir. Dolayısıyla kırmızı antosiyaninlerin yaprak bitleri için uzaklaştırıcı bir sinyal olma ihtimali yoktur. İnsanlar için sarı ve kırmızı dikkat çekici renkler iken, yaprak bitleri için kırmızı çekici değildir. Yeşil renkler, otçul böcekler için çekicidir; çünkü yeşil renkli reseptörleri daha fazla uyarılır. Ancak yaprak bitleri kırmızı ve yeşil renkli yapraklardan ziyade, sarı renkli olanlara karşı duyarlıdır. Sarı renklerin yüksek nispette geri yansıtılması, zıt renklerin tesiri prensibince, yansıyan sarı ışığın bitin gözündeki yeşil renkli reseptörleri daha iyi uyarmasına sebep olur. Bu yüzden, yeşili arayan böcekler için sarı renkli yapraklar, inanılmaz bir çekim noktası oluşturur. Sarı renk âdeta, yaprak yeşilmiş gibi tesir uyandırır. Dolayısıyla, yaprak bitlerini uzaklaştırmak için, ağaçların yapraklarının renklendirildiği hipotezi doğru değildir. Tam aksine, yapraklar yeşilden sarıya döndükçe daha fazla yaprak biti, kışı geçirmek için kendilerine gelir. Benzer şekilde baharda binlerce bitkinin çiçek açarak renklenmesinin bir hikmeti, tozlaşmada vazifeli böcekleri çekmektir. Çiçeklerin hemen her böceğin görme sistemini en iyi uyaran renklerle yaratılması neticesi, üzerlerindeki polenlerin başka çiçeklere taşınması kolaylaşır.
Özetle, sonbaharda renkleri değişen yapraklar, aynı zamanda, tat, koku, besin muhteviyatı, toksisite, sertlik ve yumuşaklık gibi özellikleri açısından da farklılaşır. Farklı renk pigmentlerinin gördükleri vazifeler, sonbahar yapraklarının renklenmesi için açık bir İlâhî hikmete işaret etmektedir. Biyolojik sistemde meydana gelen ve değişen renklerin sinyal rollerini belirlemek için, rengi algılayan canlının görme sisteminin spektral duyarlılığına ve algılama sonrası nöronal bilgi işlem basamaklarına dair tecrübî bilgi toplamak gereklidir. Çünkü bir yandan her canlı türünün kendisine bahşedilmiş görme sistemini renge bağlı olarak farklı farklı kullanacak şekilde yaratıldığına, diğer yandan da farklı renklerin belli bir vazife için var edildiğine dâir oldukça fazla veri vardır. Bütün bunlar açıkça göstermektedir ki, kâinatta hiçbir şey abes, başıboş ve mânâsız değildir.
Yaprakların rengi sonbaharda neden değişir? Okullarda bu durum, kış dönemine hazırlık olan 'yıkım' ve 'bozumun' bir yan tesiri olarak öğretilmişti. Bu ne kadar doğrudur? Kırmızı renkli antosiyaninler neden sadece sonbaharda üretilir? Canlıların hayatlarının devr-i dâimler (çevrimler) içerisinde devam ettirildiğini düşündüğümüzde, yaprakların sonbaharda yeşilden sarı ve kırmızıya doğru renk değişimine uğramasını, ağaçların gelmekte olan kış mevsimine hazırlık süreci olarak görebiliriz. Çünkü kışın fotosentez için gereken sıcaklık olmadığından, fotosentez fabrikalarının kapatılması gerekmektedir. Donmuş topraktan buharlaşmayla kaybedilen suyu yerine koyma imkânı da yoktur. Donmaya bağlı olarak doku hasarı riski de vardır. Biyomalzeme üretim fabrikalarının (fotosentez) bulunduğu yapraklar, toprağa düşmeden önce çürümezler, aksine metabolik faaliyetlerini artırarak, muazzam derecede güzel bir renklenmeye mâruz kalırlar. Yapraklardaki besinlerin büyük kısmı (azotun % 70'i ve kuru kütlenin % 60'ı) gövdelerine taşınır.
Yukarıdaki sorulara cevap bulmaya çalışan bazı araştırmacılara göre, bu sistemin içinde gerçekleşen pigment üretim ve kontrol mekanizmasının önemli bir faydası, yaprakları soğuğun ve şiddetli güneş ışığının olumsuz tesirlerinden korumaktır. Renklenme, yaprağı teşkil eden hücrelere yerleştirilmiş farklı renk maddelerinin (pigment) yoğunlaşmasıyla gerçekleştirilir. En fazla bulunan pigment maddesi yeşil renkli klorofil, fotosentezde birinci derecede rol oynar. Sarı renkli ksantofiller de fotosentez işleminin önemli bir parçasıdır ve bütün yeşil yapraklarda bulunur. Sarı renkli karetonoidler ise fotooksidatif (ışığı bağlı oksitlenme) zarara karşı bitkinin korunmasında vazifelidir. Klorofil molekülünün yıkımı arttığında diğer renk maddeleri daha belirgin şekilde görünür ve yeni renklerin ortaya çıkmasında vazife gören pigment maddeleri de sentezlenmeye başlanır. Sonbahar yapraklarındaki sarı pigmentlerin bitkiye enerji açısından bir mâliyeti yoktur. Sonbaharda üretilen kırmızı antosiyaninlerin fizyolojik fonksiyonları o kadar çeşitlidir ki, bunlar "İsviçre çakısı gibi molekül" olarak isimlendirilmiştir. Serbest radikaller çok güçlü antioksidan moleküller olan kırmızı antosiyaninlere bağlanarak tesirsiz hâle getirilir. Bitkinin fotoinhibisyondan (düşük sıcaklık ve şiddetli güneş ışığı birlikte olduğunda fotosentezdeki biyokimyevî işlemlerin bozulması hâdisesi) korunmasında rol alırlar. Böylece, fotosentez fabrikasının yıkımı yavaşlatılır. Kırmızı antosiyaninler ayrıca, ağır metaller gibi bitkiye zararlı maddeler için birikme noktası olarak da iş görür. Kızılötesi ışın absorbe ettiği için, yaprakların ısıtılmasında ve zararlı ültraviyole ışınlara karşı bitkinin korunmasında rol alır.
Davranış ekologları, sonbaharda yapraklardaki renk değişiminin ağaçların düşmanlarından korunmak için bir sinyal fonksiyonu görebileceğinden yola çıkarak, parlak sonbahar renklerinin yaprak bitlerine karşı bir ikaz işareti olabileceğini belirtmektedir. Çünkü yaprak bitleri, bitkiye zarar veren böceklerdendir ve virüs taşırlar. Güçlü bir üreme kapasitesine sahip olan yaprak biti, altı haftada 5,9 milyar yavru üretebilir. Bir yaprak üzerinde 2440 arası yaprak biti beslenebilir. Ayrıca sonbaharda kanatlı yaprak bitleri yumurta bırakabilecekleri ve kendilerine kış mevsiminde sığınak olacak ağaç dalları arar. Dolayısıyla böyle bir kolonizasyon, bitkiler için ciddi bir hasardır. Amerika'da yetişen çınar ağacı Platanus occidentalis, yaprak bitlerinden korunabildiğinde % 280 daha fazla odun gövde üretilmesine sahne olmaktadır. Netice olarak ağaçların yaprak bitlerinden korunması için bir müdafaa sinyali üretilmesi gerekir. Ancak, yapılan araştırmalar bunun renkler üzerinden gerçekleşmesinin şüpheli olduğu yönünde yoğunlaşmaktadır. Yaprak bitlerinin renk sinyallerine cevap ürettikleri doğru olsa da, otlarla beslenen böceklerde renk reseptörleri ve reseptör sonrası nöronal bilgi işlemleri insandakinden farklı olduğundan bize parlak gelen renkler, böceklere bozuk ve sıradan görünebilir. Aksi de doğru olabilir. Bize itici gelen bir renk, böceklere çok çekici gelebilir.
Otlarla beslenen böceklerin (yaprak bitleri dâhil) gözlerine üç tip renk reseptörü yerleştirilmiştir. Her biri, ültraviyole, mavi ve yeşil spektral bölgeye maksimum seviyede duyarlı olacak şekilde yaratılmıştır. Şu âna kadar üzerinde deney yapılan yaprak biti dâhil hiçbir böcek insanlardaki gibi kırmızı renk reseptörlerine sahip değildir. Dolayısıyla kırmızı antosiyaninlerin yaprak bitleri için uzaklaştırıcı bir sinyal olma ihtimali yoktur. İnsanlar için sarı ve kırmızı dikkat çekici renkler iken, yaprak bitleri için kırmızı çekici değildir. Yeşil renkler, otçul böcekler için çekicidir; çünkü yeşil renkli reseptörleri daha fazla uyarılır. Ancak yaprak bitleri kırmızı ve yeşil renkli yapraklardan ziyade, sarı renkli olanlara karşı duyarlıdır. Sarı renklerin yüksek nispette geri yansıtılması, zıt renklerin tesiri prensibince, yansıyan sarı ışığın bitin gözündeki yeşil renkli reseptörleri daha iyi uyarmasına sebep olur. Bu yüzden, yeşili arayan böcekler için sarı renkli yapraklar, inanılmaz bir çekim noktası oluşturur. Sarı renk âdeta, yaprak yeşilmiş gibi tesir uyandırır. Dolayısıyla, yaprak bitlerini uzaklaştırmak için, ağaçların yapraklarının renklendirildiği hipotezi doğru değildir. Tam aksine, yapraklar yeşilden sarıya döndükçe daha fazla yaprak biti, kışı geçirmek için kendilerine gelir. Benzer şekilde baharda binlerce bitkinin çiçek açarak renklenmesinin bir hikmeti, tozlaşmada vazifeli böcekleri çekmektir. Çiçeklerin hemen her böceğin görme sistemini en iyi uyaran renklerle yaratılması neticesi, üzerlerindeki polenlerin başka çiçeklere taşınması kolaylaşır.
Özetle, sonbaharda renkleri değişen yapraklar, aynı zamanda, tat, koku, besin muhteviyatı, toksisite, sertlik ve yumuşaklık gibi özellikleri açısından da farklılaşır. Farklı renk pigmentlerinin gördükleri vazifeler, sonbahar yapraklarının renklenmesi için açık bir İlâhî hikmete işaret etmektedir. Biyolojik sistemde meydana gelen ve değişen renklerin sinyal rollerini belirlemek için, rengi algılayan canlının görme sisteminin spektral duyarlılığına ve algılama sonrası nöronal bilgi işlem basamaklarına dair tecrübî bilgi toplamak gereklidir. Çünkü bir yandan her canlı türünün kendisine bahşedilmiş görme sistemini renge bağlı olarak farklı farklı kullanacak şekilde yaratıldığına, diğer yandan da farklı renklerin belli bir vazife için var edildiğine dâir oldukça fazla veri vardır. Bütün bunlar açıkça göstermektedir ki, kâinatta hiçbir şey abes, başıboş ve mânâsız değildir.
