Bitkiler için—özellikle de besin üretiminin yapıldığı yapraklar için—güneş ışığı çok önemlidir. Sonbaharın gelmesiyle birlikte havalar soğumaya, gündüzler kısalmaya başlar ve dünyaya gelen güneş ışığında azalma olur. Bu azalma bitkide değişikliklere sebep olur ve yapraklarda yaşlanma programı yani yaprak dökümü başlar.
Ağaçlar yapraklarını dökmeden önce, yapraktaki bütün besleyici maddeleri emmeye başlarlar. Amaçları potasyum, fosfat, nitrat gibi maddelerin düşen yapraklarla birlikte yok olmasını engellemektir. Bu maddeler, ağaç kabuğunun katmanlarının ve gövdenin ortasından geçen iliğe yönelir ve burada depolanırlar. İlikte toplanmaları bu maddelerin ağaç tarafından kolay emilmesini sağlar.
Yaprak dökümü ağaçlar için bir zorunluluktur çünkü soğuk havalarda topraktaki su gitgide katılaşır ve emilmesi zorlaşır. Buna karşın yapraklardaki terleme havanın soğumasına rağmen devam etmektedir. Suyun azaldığı bir dönemde sürekli terleme yapan yaprak, bitki için fazlalık olmaya başlamıştır. Zaten yaprağın hücreleri soğuk kış günlerinde don ile karşılaşıp parçalanacaktır. Bu yüzden ağaç erken davranıp kış gelmeden yapraktan kurtulur, böylece zaten kıt olan su rezervlerini boş yere kullanmamış olur.
Sadece fiziksel bir işlem gibi görünen yaprak dökümü aslında pek çok kimyasal olayın arka arkaya gelmesiyle gerçekleşir.
Yaprak ayasında yer alan hücrelerde, ışığa duyarlı ve bitkilere renk veren moleküller yani "fitokromlar" vardır. Bitkinin, gecelerin süresinin uzadığını ve böylece yapraklara daha az güneş ışığı gittiğini fark etmesini sağlayan işte bu moleküllerdir. Fitokromlar bu değişimi algıladıklarında yaprağın içinde çeşitli değişimlere sebep olurlar ve yaprağın yaşlanma programını başlatırlar..
Yapraklardaki yaşlanmanın ilk işaretlerinden biri, yaprak ayası hücrelerindeki etilen üretiminin başlamasıdır. Etilen gazı yaprağa yeşil rengini veren klorofilin yıkımını başlatır yani ağaç yapraklarındaki klorofili geri çeker. Yaprak dökülmesini geciktiren bir büyüme hormonu olan oksin maddesinin üretimini engelleyen de etilen gazıdır. Klorofilin yıkımının başlamasıyla birlikte yaprak güneşten daha az enerji alır ve daha az şeker üretir. Ayrıca o güne kadar baskı altına alınmış, yapraklardaki sıcak renklerin oluşmasına sebep olan karotenoidler kendilerini gösterirler ve bu şekilde yapraklarda renk değişimi başlar.
Yapraklar döküldüğü zaman her biri ardında iz bırakır. Hemen ardından bu iz herhangi bir enfeksiyonun oluflmasını engelleyen su geçirmeyen, mantar gibi bir tabakayla kaplanır.
Bir süre sonra etilen gazı yaprağın her tarafına yayılır ve yaprak sapına geldiğinde burada bulunan küçük hücreler şişmeye başlayıp, sapta bir gerginleşmeye neden olurlar. Yaprak sapının gövdeye bağlandığı bölümde bulunan hücrelerin miktarı artar ve özel enzimler üretmeye başlarlar. İlk olarak selülaz enzimleri selülozdan oluşan çeperleri parçalarlar, daha sonra pektinaz enzimleri hücreleri birbirine bağlayan pektin tabakasını parçalarlar. Giderek artan bu gerginliğe yaprak dayanamaz ve sapın dış tarafından içeriye doğru yarılmaya başlar.
Buraya kadar anlattığımız bu işlemler yapraktaki besin üretiminin durması ve yaprağın sapından kopmaya başlaması olarak özetlenebilir. Genişlemeye devam eden yarığın etrafında çok hızlı değişimler yaşanır ve hücreler hemen mantarözü üretmeye başlarlar. Bu madde, selüloz çepere yavaş yavaş yerleşerek onun güçlenmesini sağlar. Bütün bu hücreler, arkalarında mantar tabakasının yerini alan büyük bir boşluk bırakarak ölürler.
Buraya kadar anlatılanlar tek bir yaprağın düşmesi için birbirine bağlantılı birçok olayın gerçekleşmesi gerektiğini göstermektedir. Fitokromların güneş ışınlarının azaldığını tespit edebilmelerinin, yaprağın düşmesi için gerekli olan tüm enzimlerin uygun zamanlarda devreye girmelerinin, tam sapın kopacağı yerde hücrelerin mantarözü üretmeye başlamasının ne derece olağanüstü bir işlemler zinciri olduğu ortadadır. Art arda işleyen ve her aşaması planlı ve birbiriyle bağlantılı olan bu kusursuz işlemler serisinin "rastlantı" ile açıklanması mümkün değildir. Bütün bu işlemlerdeki zamanlama son derece yerindedir. Yaprak dökümü planı kusursuz bir şekilde işlemektedir.
Yaprak gövdeden tamamen ayrıldığı için, iletim borularından öz su alamaz, bu yüzden yaprağın tutunduğu yer ile bağı gittikçe zayıflar. Biraz hızlı esen bir rüzgar bile yaprak sapını koparmaya yeterli olur.
Toprağa düşen ölü yapraklarda, böceklerin, mantarların ve bakterilerin yararlanabileceği besin maddeleri bulunur. Bu besin maddeleri, mikroorganizmalar tarafından değişime uğratılırlar ve toprağa karışırlar. Ağaçlar da bu maddeleri kökleri aracılığıyla topraktan tekrar besin olarak geri alabilirler.
Ağaçlar yapraklarını dökmeden önce, yapraktaki bütün besleyici maddeleri emmeye başlarlar. Amaçları potasyum, fosfat, nitrat gibi maddelerin düşen yapraklarla birlikte yok olmasını engellemektir. Bu maddeler, ağaç kabuğunun katmanlarının ve gövdenin ortasından geçen iliğe yönelir ve burada depolanırlar. İlikte toplanmaları bu maddelerin ağaç tarafından kolay emilmesini sağlar.
Yaprak dökümü ağaçlar için bir zorunluluktur çünkü soğuk havalarda topraktaki su gitgide katılaşır ve emilmesi zorlaşır. Buna karşın yapraklardaki terleme havanın soğumasına rağmen devam etmektedir. Suyun azaldığı bir dönemde sürekli terleme yapan yaprak, bitki için fazlalık olmaya başlamıştır. Zaten yaprağın hücreleri soğuk kış günlerinde don ile karşılaşıp parçalanacaktır. Bu yüzden ağaç erken davranıp kış gelmeden yapraktan kurtulur, böylece zaten kıt olan su rezervlerini boş yere kullanmamış olur.
Sadece fiziksel bir işlem gibi görünen yaprak dökümü aslında pek çok kimyasal olayın arka arkaya gelmesiyle gerçekleşir.
Yaprak ayasında yer alan hücrelerde, ışığa duyarlı ve bitkilere renk veren moleküller yani "fitokromlar" vardır. Bitkinin, gecelerin süresinin uzadığını ve böylece yapraklara daha az güneş ışığı gittiğini fark etmesini sağlayan işte bu moleküllerdir. Fitokromlar bu değişimi algıladıklarında yaprağın içinde çeşitli değişimlere sebep olurlar ve yaprağın yaşlanma programını başlatırlar..
Yapraklardaki yaşlanmanın ilk işaretlerinden biri, yaprak ayası hücrelerindeki etilen üretiminin başlamasıdır. Etilen gazı yaprağa yeşil rengini veren klorofilin yıkımını başlatır yani ağaç yapraklarındaki klorofili geri çeker. Yaprak dökülmesini geciktiren bir büyüme hormonu olan oksin maddesinin üretimini engelleyen de etilen gazıdır. Klorofilin yıkımının başlamasıyla birlikte yaprak güneşten daha az enerji alır ve daha az şeker üretir. Ayrıca o güne kadar baskı altına alınmış, yapraklardaki sıcak renklerin oluşmasına sebep olan karotenoidler kendilerini gösterirler ve bu şekilde yapraklarda renk değişimi başlar.
Yapraklar döküldüğü zaman her biri ardında iz bırakır. Hemen ardından bu iz herhangi bir enfeksiyonun oluflmasını engelleyen su geçirmeyen, mantar gibi bir tabakayla kaplanır.
Bir süre sonra etilen gazı yaprağın her tarafına yayılır ve yaprak sapına geldiğinde burada bulunan küçük hücreler şişmeye başlayıp, sapta bir gerginleşmeye neden olurlar. Yaprak sapının gövdeye bağlandığı bölümde bulunan hücrelerin miktarı artar ve özel enzimler üretmeye başlarlar. İlk olarak selülaz enzimleri selülozdan oluşan çeperleri parçalarlar, daha sonra pektinaz enzimleri hücreleri birbirine bağlayan pektin tabakasını parçalarlar. Giderek artan bu gerginliğe yaprak dayanamaz ve sapın dış tarafından içeriye doğru yarılmaya başlar.
Buraya kadar anlattığımız bu işlemler yapraktaki besin üretiminin durması ve yaprağın sapından kopmaya başlaması olarak özetlenebilir. Genişlemeye devam eden yarığın etrafında çok hızlı değişimler yaşanır ve hücreler hemen mantarözü üretmeye başlarlar. Bu madde, selüloz çepere yavaş yavaş yerleşerek onun güçlenmesini sağlar. Bütün bu hücreler, arkalarında mantar tabakasının yerini alan büyük bir boşluk bırakarak ölürler.
Buraya kadar anlatılanlar tek bir yaprağın düşmesi için birbirine bağlantılı birçok olayın gerçekleşmesi gerektiğini göstermektedir. Fitokromların güneş ışınlarının azaldığını tespit edebilmelerinin, yaprağın düşmesi için gerekli olan tüm enzimlerin uygun zamanlarda devreye girmelerinin, tam sapın kopacağı yerde hücrelerin mantarözü üretmeye başlamasının ne derece olağanüstü bir işlemler zinciri olduğu ortadadır. Art arda işleyen ve her aşaması planlı ve birbiriyle bağlantılı olan bu kusursuz işlemler serisinin "rastlantı" ile açıklanması mümkün değildir. Bütün bu işlemlerdeki zamanlama son derece yerindedir. Yaprak dökümü planı kusursuz bir şekilde işlemektedir.
Yaprak gövdeden tamamen ayrıldığı için, iletim borularından öz su alamaz, bu yüzden yaprağın tutunduğu yer ile bağı gittikçe zayıflar. Biraz hızlı esen bir rüzgar bile yaprak sapını koparmaya yeterli olur.
Toprağa düşen ölü yapraklarda, böceklerin, mantarların ve bakterilerin yararlanabileceği besin maddeleri bulunur. Bu besin maddeleri, mikroorganizmalar tarafından değişime uğratılırlar ve toprağa karışırlar. Ağaçlar da bu maddeleri kökleri aracılığıyla topraktan tekrar besin olarak geri alabilirler.
