ปรากฏการณ์ fall colors และ autumn colors หรือการเปลี่ยนสีของใบไม้ในฤดูใบไม้ร่วง เป็นปรากฏการณ์จากผลกระทบที่เกิดกับใบไม้ของต้นไม้หรือไม้พุ่มผลัดใบ
โดยปกติแล้วมีสีเขียว เปลี่ยนสีกลายเป็นสีเหลืองถึงแดงโดยใช้เวลาไม่กี่สัปดาห์ในฤดูใบไม้ร่วง ซึ่งอยู่ในช่วงกันยายนถึงเดือนพฤศจิกายน ในปลายฤดูร้อน กลางวันสั้นลงและ
อุณหภูมิลดต่ำลง เส้นใบซึ่งเป็นทางผ่านของเหลวเข้าและออกจากใบจะค่อยๆปิดทีละน้อยๆ ตามชั้นของแบบเซลล์คอร์กแคมเบียมพิเศษที่ฐานใบ การพัฒนาชั้นคอร์กแคมเบียม
จะช้าลงในขั้นแรกและจะเร็วขึ้นตามลำดับ ทำให้น้ำและแร่ธาตุเข้าสู่ใบไม้น้อยลง คลอโรฟิลล์ในใบไม้ก็จะลดลง โดยปกติต้นไม้ที่เราเห็นจะมีใบสีเขียวอ่อนหรือสีเขียวแก่ หรือ
อมเหลืองนิดๆ ซึ่งความจริงแล้วใบไม้ไม่ได้มีสีเขียวเพียงสีเดียว แต่เนื้อสีใบไม้ยังมีสีเหลืองและแดงอยู่แล้ว แต่ที่เรามองเห็นสีเขียวเด่นชัดเจน เพราะว่าในใบไม้จะมีเม็ดสีที่
เรียกว่า "คลอโรฟิลล์" ซึ่งจะคอยสังเคราะห์แสงเพื่อนำพลังงานไปสร้างอาหารสำหรับเลี้ยงพืชให้เจริญเติบโตต่อไป ดังนั้นกระบวนการสร้างอาหารของพืชจึงอยู่ที่ใบ ในฤดูร้อนและ
ใบไม้ผลิ ใบไม้จะผลิตคลอโรฟิลล์ออกมามากเพื่อสร้างอาหาร และหน้าร้อนก็เป็นช่วงเวลาที่แสงแดดยาวนาน ใบไม้จะเร่งผลิตอาหารเก็บไว้ในฤดูนี้ พอเข้าสู่ฤดูใบไม้ร่วง แสงแดด
เริ่มลดน้อยลงเพราะมีช่วงเวลากลางวันที่สั้นลง น้ำก็น้อยลง อุณหภูมิลดลง เมื่ออุณหภูมิลดลง คลอโรฟิลล์ก็จะผลิตน้อยลง ในขณะที่ของเดิมที่มีอยู่ก็จะค่อยๆ สลายไปด้วย ดังนั้นใน
ฤดูใบไม้ร่วง ใบไม้จะเริ่มหยุดผลิตอาหารและจะดึงเอาอาหารที่สร้างเก็บไว้เมื่อตอนหน้าร้อนมาใช้แทน ส่วนตัวใบไม้เองจะเริ่มเปลี่ยนสีจากสีเขียวไปเป็นสีเหลืองหรือสีส้ม สีแดง
จนกระทั่งค่อยๆ ร่วงจนเหลือแต่ลำต้นและกิ่ง เป็นปรากฏการณ์ fall colors และ autumn colors เป็นแบบนี้ไปเรื่อยๆ ตามฤดูกาลและทุกๆปี

ภาพประกอบโดยผู้เขียน ข้อมูลภาพ ณ วันที่ 2-12-57

สาเหตุของการเปลี่ยนสีของใบไม้
          การเปลี่ยนสีใบไม้นั้น เป็นกลไกลทางธรรมชาติ ที่เกิดจากการสังเคราะห์แสงและผลิตอาหาร เมื่ออุณหภูมิลดลงในช่วงก่อนฤดูหนาว ต้นไม้จะผลัดใบด้วยการสร้างชั้นกั้น
ระหว่างกิ่งและใบ กิ่งจะหยุดส่งน้ำไปหล่อเลี้ยงใบ ทำให้คลอโรฟิลที่ทำให้ใบไม้มีสีเขียวกลายเป็นสีอื่นๆซึ่งในแต่ละปีจะมีให้เห็นเพียงครั้งเดียว สีของใบไม้ที่ร่วง เช่น สีเหลืองหรือ
ส้ม ซึ่งที่จริงแล้วยังมีอีกหลายสีซ่อนอยู่ข้างใน ในใบไม้และต้นไม้มีเม็ดสีหลักอยู่สามอย่าง คือ แคโรทีน แอนโธไซยานิน และ photosynthetic pigment หรือเม็ดสีที่สังเคราะห์
แสงได้ ซึ่งก็คือ คลอโรฟิลล์ ทั้งสามอย่างนี้จะจับพลังงานแสงแล้วเปลี่ยนพลังงานแสงให้กลายเป็นอาหาร ส่วนเม็ดสีที่ได้ชื่อว่ามีมากที่สุดและทำให้ใบไม้เป็นสีเขียวตลอดฤดูใบไม้
ผลิและฤดูร้อนก็คือ คลอโรฟิล์ด สารเคมีชนิดอื่นในใบไม้คือ ออกซิน ควบคุมทิศทางการจัดเรียงตัวของเซลล์ที่ฐานใบหรือที่ชั้นที่เป็นบริเวณที่เซลล์จัดเรียงตัวอย่างหลวม ๆ ก่อให้
เกิดการหลุดร่วงของใบ ผลหรือดอก หรือส่วนต่าง ๆ ของพืช

ภาพประกอบโดยผู้เขียน ข้อมูลภาพ ณ วันที่ 2-12-57

          ตลอดระยะเวลาของการเจริญเติบโตของต้นไม้ ออกซินจะป้องกันการเจริญของเนื้อเยื่อ ถ้าหากว่าเจริญต่อไปเรื่อย ๆ จะขัดขวางการทำงานของท่อลำเลียงที่ขนส่งสาร
อาหารซึ่งเชื่อมต่อระหว่างส่วนของแต่ละใบและระบบท่อลำเลียงในลำต้น ในฤดูใบไม้ร่วงอากาศที่เย็นตัวลงและช่วงวันที่สั้นขึ้นกระตุ้นให้พืชหยุดผลิตออกซิน ส่งผลให้ชั้นที่มี
เนื้อเยื่อเจริญเติบโตและตัดขาดการขนส่งน้ำ สารอาหารและน้ำตาลไปยังใบ เมื่อเกิดภาวะแบบนี้คลอโรฟิลล์จะลดจำนวนลงอย่างรวดเร็ว ทำให้เห็นสีของแคโรทีนซึ่งเป็นสีเหลือง
ปรากฏออกมาดังเช่น ใบเมเปิล ใบแอสเพิน และใบเพิร์ชที่กำลังจะร่วงหล่น ในขณะเดียวกันแอนโธไซยานินซึ่งมีสีแดงน้ำตาลก็จะปรากฏออกมาให้เห็น เช่น สีแดงในใบเมเปิล
และต้นโอ็ค หากแสงอาทิตย์ยิ่งน้อยแอนโธไซยานินก็ยิ่งทำงานน้อยลงไปด้วยใบไม้จะปรากฏสี ส้มหรือสีเหลืองแทนที่จะเป็นสีแดง
          ใบไม้จะเปลี่ยนสีสวยงามหรือไม่ขึ้นอยู่กับปัจจัย 3 ประการคืออุณหภูมิ แสงแดด และน้ำ โดยเฉพาะความแตกต่างของอุณหภูมิในช่วงกลางวันและกลางคืนยิ่งสูงมากเท่าไร
ก็จะยิ่งทำให้สีของใบไม้สวยมากขึ้นเท่านั้น อุณหภูมิเป็นตัวเร่งให้กลไกการเปลี่ยนสีทำงานได้ดีขึ้นและไปทั่วถึงทุกกิ่งก้านของต้นไม้

ระยะเวลาในการเปลี่ยนสีของใบไม้
          เมื่อเข้าสู้ฤดูใบไม้ร่วง ในช่วงเดือนกันยายนถึงเดือนพฤศจิกายน ใบไม้ส่วนใหญ่จะเริ่มเปลี่ยนสี จากสีเขียวเป็นสีเหลืองส้มหรือแดงหรือสีม่วง ก่อนที่จะร่วงหล่นไปจนหมด
ต้น ใบของต้นไม้บางชนิดเช่น ใบเมเปิล ใบโอ๊ค ใบอิโจ (แปะก้วย) จะเปลี่ยนสี ก่อนจะร่วงหล่นไปจนหมดต้น ทำให้มีสีสรรสวยงาม เมื่อเวลาผ่านไป ใบไม้ที่มีการเปลี่ยนสีต่าง ๆ
เหล่านี้ก็จะกลายเป็นใบไม้แห้ง ร่วงหล่นจากต้นลงสู่พื้นดิน กลายเป็นปุ๋ยธรรมชาติที่มีประโยชน์ต่อระบบนิเวศต่อไป

ภาพประกอบโดยผู้เขียน ข้อมูลภาพ ณ วันที่ 2-12-57

          การเปลี่ยนสีของใบไม้เหล่านี้ เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของปัจจัยต่าง ๆ โดยเฉพาะการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาล เพราะการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลทำให้เกิดการเปลี่ยน
แปลงของช่วงความยาวของวัน คือในช่วงฤดูหนาวจะมีช่วงเวลากลางวันสั้นกว่าในช่วงฤดูร้อน และมีช่วงเวลากลางคืนที่นานกว่า ฤดูร้อน ในประเทศที่มีลักษณะอากาศที่หนาวเย็น
หรือมีฤดูใบไม้ร่วง ก็มักจะเห็นการเปลี่ยนสีของใบไม้ เช่น ประเทศในแถบเอเชียบางประเทศ เช่น ญี่ปุ่น เกาหลี และในยุโรป อเมริกา เป็นต้น ซึ่งในช่วงฤดูกาลใบไม้เปลี่ยนสี
เป็นช่วงฤดูกาลที่มีความสวยงามและเหมาะแก่การท่องเที่ยว ชมใบไม้เปลี่ยนสี ซึ่งจะมีเพียงปีหละหนึ่งครั้งเท่านั้น

เอกสารอ้างอิง
...........................................................................................................................
http://www.dek-d.com/educahttp://science.spokedark.tv/2013/02/28/leaf-change-color/#.VGDqvGK8A7otion/33523/
http://www.myfirstbrain.com/student_view.aspx?ID=65140