秋天里一片叶子变红比一片叶子变黄更神秘。变黄的信号仅仅是一滴落下的面纱，因为在漫长的绿色夏季里，黄色的色素隐藏在树叶里。当夏天结束时，绿色的色素分解，黄色的就会照射进来。然而，红色不会整个夏天都闲逛。一片只剩下几周时间悬挂在树上的树叶，恒达登录地址召唤着它摇摇欲坠的资源，迸发出鲜艳的红色素。
是时候重新装修了。细胞生理学家在一片秋叶中发现了一个类似沉船上的大混乱的世界。代谢途径开始失效。化合物分解。注定要死亡的细胞会将氮送到更安全的组织中，从而迅速抢救这些有价值的物质，尤其是氮。那么，在这场最后的危机中，为什么要特别努力地变红呢?是偶然地开启了红色制造机器，还是红色颜料贡献了一些有价值的东西?为什么逃离泰坦尼克号的乘客要重新粉刷他们的客舱呢?
迈阿密佛罗里达国际大学的热带植物学家David Lee说，有很多解释。他和其他色素研究人员表示，现代分析技术使他们能够以新的方式测试这些想法，并最终得到一些答案。他说，最丰富的证据使19世纪的一种观点重新流行起来:花青素是一种被称为花青素的红色色素，它是一种不稳定的光合化学的保护装置。
具有讽刺意味的是，直到一份工作把他带到一个没有摔倒的地方，李才对花青素产生了兴趣。他是在华盛顿州东部相对干燥的秋色中长大的。他说:“没有多少秋景，镇上的几棵树都变成了红色。”然而，1973年，当他加入位于吉隆坡的马来亚大学(University of Malaya)任教时，他放弃了温带气候。
那里的一些热带树木突然变成了令人惊讶的红色，尽管它们不是同时出现的，也不是因为同样的原因。例如，印度杏仁在掉叶之前会发出明亮的红光。芒果和可可树的叶子则相反，第一次发芽时就变成了鲜红色。
“整棵树很快就会涨红，”李说。“我看了之后想，‘哇，这是怎么回事?’”
花青素为植物王国提供了红色的特殊效果。他们的烟火引起了19世纪生物学家的兴趣，他们讨论了叶子在脆弱时期产生花青素以保护绿色叶绿素色素不被晒伤的可能性。然而，这些色彩强烈的化合物出现在细胞内被称为液泡的封闭小袋中。由于生理学家经常认为液泡是“细胞的垃圾袋”，李说，防晒霜的建议渐渐不受欢迎了。他说，在上个世纪的大部分时间里，生理学家把花青素归为垃圾。
李怀疑旧的想法可能有一定的道理，也许在筛选特别脆弱的叶子——极年轻的和极老的——免受紫外线辐射。然而，花青素并不像它们自身的化学前体那样吸收紫外线。制造花青素实际上会耗尽储存的更好的紫外线吸收剂。“我对这个假设不再抱有幻想，”李回忆说，但他仍然想知道花青素是否可以保护脆弱的叶子不受其他威胁。
1992年在夏威夷的一次植物学家会议上，他遇到了新西兰奥克兰大学的植物生理学家凯文·古尔德。在伍尔沃斯的一次早餐中，他们用喜欢遮荫的物种作为光敏感植物的例子，对防晒霜假说进行了测试。
这两名研究人员重点研究了一些点缀在森林地面上的小植物，这些植物的叶子顶部是绿色的，底部是红色的。例如，东北森林中常见的鳟鱼百合会这样做，一些秋海棠也会这样做。
李发现了一种马来西亚海棠和一种哥斯达黎加海棠，它们的叶子颜色自然不同，有些个体长出全绿的叶子，有些则长出底边是红色的叶子。李和古尔德用强光照射这些叶子的样本。生理学家已经证明，这样的爆炸会使叶绿素超载并使其减速，这种不幸被称为光抑制。
在Lee和Gould的实验中，全绿的叶子似乎比同一物种的双色叶子受到更大的光抑制。这两位生理学家在1995年报告了他们的发现，提出在斑驳的森林地面上随机照射强烈的阳光可能会造成巨大的危险。花青素对植物的保护作用不大，但它可以释放出叶绿素，从而更好地抵御爆炸。
红色的传播
在20世纪90年代，其他研究人员也探索了将红色素作为防晒霜的想法。如何设计一种避免混淆因素的测试，如不同颜色的树叶的光合速率不同，引发了激烈的争论。
1999年，澳大利亚昆士兰大学的研究人员改进了包括李和古尔德在内的科学家进行的明亮光线测试。在一项关于热带洋紫荆的实验中，Robert C. Smillie和Suzan E. Hetherington亮出了各种各样的红色或绿色豆荚，并发出白色、蓝绿色或红色的光。红色豆荚比绿色豆荚更能忍受白色和蓝绿色的光。然而，红色的豆荚并没有表现出任何优越的容忍度。研究人员认为在后一种情况下，不能吸收红色波长的花青素不能保护叶绿素。
随后，李与哈佛大学的泰勒·s·菲尔德和n·米歇尔·霍尔布鲁克一起对秋叶进行了类似的实验。研究人员选择了山茱萸灌木，因为它们在一年结束时有多种颜色。在秋天，沐浴在灿烂阳光下的树叶会变红，但被遮蔽的树叶不会产生花青素，所以只会变黄。研究人员在10月份的《植物生理学》杂志上报告说，红叶在强烈的蓝光照射下恢复得更快。花青素不能吸收的红光对红叶和黄叶的影响是一样的。
这一发现与其他实验室的生理学研究相吻合，这些研究表明，树叶在生命的最后几周可能需要特殊的保护。试验表明，老叶比幼叶更容易受到光抑制，但成熟叶则不然。在一片变色的叶子上，植物最初获取能量的代谢途径不会像随后处理能量的途径那样迅速失去效率，这是一种危险的不平衡，会导致超负荷。季节性的压力，比如寒冷的温度，也会阻碍叶子的新陈代谢。
然而，在秋天，衰老的叶子必须尽可能多地回收氮，并将其输送到能在冬天存活下来的组织中。因此，当光合作用机制在最后变得衰老时，如果叶子想要完成打捞作业，它就必须继续捕捉和处理阳光。
这种情况促使威斯康辛大学麦迪逊分校的William A. Hoch研究了强烈红色的地理历史。他推测，植物最有可能在秋天气温骤降的地方产生花青素。因此，他对9个属的木本植物秋色素的强度进行了排序。其中一些原产于加拿大和美国北部的寒带，另一些原产于欧洲较温和的海洋气候。他在2001年1月的《树木生理学》(Tree Physiology)杂志上报告称，在74个物种中，41个叶子颜色最红的物种都来自北美的寒冷地带。
蓝莓等。
根据古尔德的说法，证据已经很好地证明了花青素可以作为对抗光过量的安全措施。但他并不认为这是它们唯一的功能。“它们是非常有天赋的分子，”他说。
他说，当他在报纸上读到一篇吹捧包括蓝莓在内的饮食对健康有益的文章时，他产生了测试另一种益处的冲动。蓝莓中含有大量的抗氧化色素，古尔德决定探索他所研究的叶花青素的抗氧化能力是否对他们的植物有益。
当在实验室中提纯时，这些色素会吸收自由基，自由基是一种能量惊人的物质，可以破坏DNA、蛋白质和细胞膜。古尔德说，试管中的花青素吸收自由基的能力是众所周知的抗氧化剂维生素C和E的四倍。他开始计划在活的植物中测试花青素的抗氧化作用。
“我们花了很长时间，”他说，“但我有一些非常勤奋的学生。他们从动物细胞的研究中借用了一种叫做荧光显微术的成像技术。有了它，他们可以观察氧化剂过氧化氢在细胞中释放时的爆发。为了观察抗氧化剂的作用，研究人员必须找到一种方法来触发植物细胞中的这种氧化爆发。
古尔德还记得，他们的一个研究对象，一种新西兰花斑灌木，叫做Pseudowintera colorata，在它的叶子上长出了小的红色丘疹，蚜虫会刺它们来吸取汁液。一个稳重的科学家可以像蚜虫那样引起这种爆发和随后的发红。古尔德说:“我们可以写下‘红色’这个词，两天后它就变成了红色。”
在耐心地完善了这些技术之后，古尔德的实验室制作了一部电影。研究人员拍摄了刺穿全绿和红斑叶的过程。在10月份的《植物、细胞与环境》杂志上，古尔德和他的同事们报告说，他们把针插入叶片组织的上层后，在一分钟或更短的时间内就看到过氧化氢的氧化爆发。在红色的组织中，爆炸很快就消失了。然而，在绿色的环境中，这种情况会加剧，过氧化氢的浓度会飙升至少10分钟。古尔德认为，花青素是最有可能抑制氧化爆发的化合物。
李对报告表示热烈欢迎。他说:“这是第一个在活的植物中证明抗氧化行为的证据。”
来自西雅图华盛顿大学的生理学家Linda Chalker-Scott提出了花青素在树叶中还有第三种功能的建议。她提出色素调节水的运动。她正在为《树叶中的花青素》(凯文·古尔德和大卫·李合编)一书中的这一观点贡献一章。，即将出版。
她解释说，花青素溶于水，而叶绿素和许多其他细胞色素则不溶于水。含有任何溶解物质的水具有生理学家所称的低渗透势，即流动趋势的降低。在水中添加溶解物质还能降低水结冰的温度，这在霜降的夜晚可能是一个优势。
Chalker-Scott指出，许多植物在干旱、盐分积累和高温等与水有关的压力下都会脸红。去年，她的实验室所在的大楼在一场针对另一名研究人员基因工程项目的抗议活动中遭到燃烧弹袭击。
关于花青素功能的许多其他想法也有待测试。例如，真菌养殖蚂蚁的观察者在20世纪70年代报告说，蚂蚁避免把红叶带回家喂它们的花园。研究人员推测，花青素可能会抑制一些真菌的生长。
另一种假说认为花青素可以防止叶子过热;另一种方法是利用色素来保护树叶不受冻。古尔德指出，他在芬兰遇到的一种桦树，尽管气温骤降至零下40摄氏度，但它们全年都保持着红叶。
就在去年，法国蒙彼利埃大学(University of Montpellier)已故理论家w·d·汉密尔顿(W.D. Hamilton)和塞缪尔·p·布朗(Samuel P. Brown)发表了一篇论文，探讨秋天的色彩是否与孔雀的尾巴有交流作用。最健康的鸟可以长出最壮观的尾巴，因此，雌海燕可以通过观察雄海燕的羽毛来准确地评估雄海燕的健康状况。布朗和汉密尔顿以类似的方式推测，最健康的树木可能会呈现出最绚丽的秋季景观。这种树叶信号可能会给秋天活跃的食肉昆虫，恒达登陆快吗恒达登录现场如蚜虫，准确的信息，哪些树有良好的防御，哪些可能是容易选择的。
即使这些或其他大量的建议都不成立，研究人员已经足够了解如何将花青素从细胞垃圾中提升到其应有的重要分子地位。一个大问题仍然存在:如果这些色素如此之好，为什么不是所有的叶子都变红呢?