Наверное, каждый любуется разноцветными листьями по осени. Так красиво наблюдать за тем, как меняют свой цвет листочки , как медленно они падают на землю. Краски осени не раз были воспеты поэтами и писателями, а про осень не зря говорят «очей очарованье». Однако мало кто задумывался над вопросом, а почему осенью на деревьях желтеют и опадают листья ? Что заставляет их вдруг поменять свой цвет с насыщенно зеленого до ярко-желтого, багрового, коричневого или оранжевого?
Хлорофилл имеет свойство вырабатываться только при солнечном свете. Ведь процесс представляет собой поглощение углекислого газа из воздуха, а из корневой системы, располагающейся под землей – воды. Этот процесс поглощения можно назвать обменом, так как во время него происходит еще и фотосинтез, так как листья в свою, очередь начинают вырабатывать чистейший кислород. Не зря же деревья называют «зелеными легкими планеты Земля».
Почему осенью на деревьях желтеют листья
Если говорить об осени, то она представляет собой пору отдыха для природы и для деревьев, в частности. Ведь еще совсем недавно они радовали нас разнообразием зелени. Теперь им пора готовиться к зимнему сну, во время которого деревья накопят сил для весеннего и летнего расцвета.
С приходом осени продолжительность светового дня уменьшается. Следовательно, процесс фотосинтеза тоже не имеет достаточного времени для развития. Процесс фотосинтеза важен для получения питания деревьям. Вот и получается, что питательных веществ дерево получает все меньше, что влечет за собой замедление всех процессов.
Хлорофилл начинает разрушаться, зеленого цвета в листьях становится видно все меньше. Теперь наступает черед других цветовых пигментов: желтого ксантофилла, оранжевого каротина и красного антоциана. Благодаря этим пигментам листья приобретают такую яркую окраску.
Наверное, все замечали, что не все деревья «одеваются» осенью одинаково. В расцветке каких-то преобладают багряные тона, в каких-то – желтые, а в каких-то - коричневые. К примеру, листья кленов и осин окрашиваются в багровые тона. Листья лип, дубов и берез отливают золотом. Интересно, что листья ольхи, сирени не успевают изменить расцветку, они опадают еще зелеными. Почему? Да потому что в листьях этих деревьев отсутствуют какие-либо красящие пигменты, кроме хлорофилла.
Все жизненные процессы в деревьях замедляются с приходом осени, жизненная сила листьев угасает. И это процесс вечен, как сама жизнь, и так же естественен и необратим. То есть те листья, которые уже потеряли свой зеленый пигмент хлорофилл, уже не смогут восстановить свою силу.
Процесс окраски листьев можно разделить на три этапа:
- Начало изменения окраски листьев. Желтеют некоторые листья ;
- Изменение окраски крон деревьев. Верхушки начинают пестреть и заметно отличаться от, остальной кроны;
- Полное изменение окраски листьев. Практически вся крона изменила свой цвет.
Опадание листьев – это сбрасывание всех вредных веществ. В листьях накапливается большое количество питательных веществ. Однако кроме полезных веществ в листьях накапливаются и вредные вещества - метаболиты, лишние минеральные соли, которые только вредят здоровью дерева. Осень - пора, когда дерево начинает избавляться от вредных, имеющихся в листьях, а полезные оставляет себе на зимовку.
Кроме того, ученые доказали, что зимой, когда, листьев на кроне не остается, у дерева мало шансов пострадать от засухи. Причина в том, что листья забирают достаточно много влаги, а с ее недостатком корни справиться не смогут.
Почему листья опадают
Листопад осенью – вполне естественный процесс. Доказано, что, если бы деревья не сбрасывали листья, то они могли бы погибнуть. К примеру, под тяжестью снега ветки сильно прогибаются. Если бы на них были еще и листья, то избежать повреждения веток было бы нельзя.
Не стоит думать, что дерево страдает от того, что теряет листву. Напротив, это процесс для дерева абсолютно безболезненный. Дерево начинает терять листья не одномоментно, процесс берет начало еще летом. Листья подготовлены изначально к тому, чтобы опасть в определенный период времени. У их основания располагается пробковый слой. Пробковый слой имеет гладкие стенки, которые могут легко отделиться друг от друга. Когда клетки слоя начинают разрушаться, то можно говорить о начале листопада. Связь листьев с ветвями все ослабевает. Ослабевает настолько, что, в конце концов, листья начинают висеть на тонких сосудистых пучках. При малейших порывах ветра листья начинают трепетать. А уж если ветер достаточно сильный, то эта непрочная связь легко рвется.
Каждую осень листья изменяют свою окраску, они желтеют, краснеют или багровеют и постепенно опадают, становятся сухими и ломкими. Шуршание возникает именно благодаря этим их свойствам. осенью? Некоторые полагают, что это происходит от заморозков. Будто бы это холод убил летнюю красоту, и теперь листья опадают на землю, постепенно укрывая её ярким шуршащим ковром. Однако это совсем не так. Если вы будете внимательны, то сразу заметите, что листья начинают желтеть и опадать намного раньше первых заморозков. Листопад - это лишь сезонное явление, а его причины скрыты в самих деревьях, в их биологическом механизме борьбы за выживание в жестких сезонных условиях.
Маленький ребенок спрашивает своих родителей, почему листья желтеют осенью? Очень важно правильно ответить на этот вопрос. Ведь исходя из того, что детям говорят в их малые годы, складывается их дальнейшее мировоззрение. Если листья не опадут вовремя, то растения могут пострадать или погибнуть не от перемерзания, а от отсутствия влаги. Холодный воздух может сушить не меньше горячего. Жидкость в почве замерзает, и всасывающая способность корней приостанавливается, а в скором времени и вовсе замирает. Когда приток влаги к листьям прекращается, все еще продолжается через их поверхность. Вот почему листья желтеют осенью. Они защищают свое дерево от гибели. Если бы они остались на дереве, то из ветвей через их поверхность сразу же испарилась бы вся влага. Благодаря этому защитному механизму растения освобождаются от большой лишней площади. А для того чтобы дереву сбросить их, сначала нужно превратить листья в омертвевшие, которые затем и опадают.
Когда желтеют листья осенью, все процессы в растении останавливаются, сама жизнь замирает. Это одно из необратимых явлений природы. При изменении освещенности на улице у листьев срабатывает будильник биологических часов, и они начинают менять цвет. Этот процесс можно разделить на три этапа:
- пожелтение некоторых листьев;
- раскраска освещенных сторон крон,
- завершение процесса и первое опадание.
Невозможно что все деревья делают это в разное время, а лес становится ярким неравномерно. Когда начинают желтеть листья? Осенью. На освещенной стороне дерева процесс происходит быстрее, а на затененной листочки еще долго сохраняют зеленый цвет.
С точки зрения биохимического процесса, это связано с тем, что они перестают вырабатывать хлорофилл. В летнее время желтый пигмент тоже присутствует в листьях, однако по сравнению с зеленым его количество незначительно. Теперь он становится более и более заметен. И ещё одна интересная особенность: красная листва попадается только в прекрасно освещенном и достаточно прохладном месте. За насыщенную окраску отвечают антоцианы совместно с каротиноидами.
Все это объясняет, почему листья желтеют осенью. Однако это происходит не со всеми деревьями. Листья багульника, клюквы, можжевельника, вереска и брусники не желтеют, под снегом они остаются зелеными, т. к. они испаряют очень мало влаги.
Осенью зелёная листва большинства растений меняет окраску. Появляются не только красные, жёлтые, оранжевые и бронзовые цвета, но и буровато-серые оттенки. Порой на листе можно увидеть одновременно летние и осенние краски. Меняют окраску кроны даже некоторые хвойные. Конкретные погодные условия в значительной степени тоже влияют на этот сезонный процесс.
Осенняя окраска опавших листьев
Что происходит с окраской листвы?
Зелёный цвет листьев связан с наличием зелёного светочувствительного пигмента хлорофилла . Без него растения не смогут получать питание из воды и углекислого газа. Запасы хлорофилла постоянно пополняются, пока есть свет и тепло. Активно идёт процесс фотосинтеза , при котором образуются такие органические вещества, как крахмал и глюкоза. При сезонном похолодании накопление хлорофилла уменьшается, процесс фотосинтеза затормаживается, концентрация пигмента в листьях резко снижается. Его клетки уже не способны получать и преобразовывать энергию солнца, пигмент разрушается. Именно в этот период можно увидеть листья с причудливой окраской: с зелёными прожилками, штрихами и пятнами на жёлтом или красном фоне.
Осенью часть листвы амурского винограда некоторое время остаётся зелёной
Осенью активнее другие пигменты, которые находятся внутри клеточного сока листа. Каротиноиды используют те спектры света, которые хлорофилл не воспринимает. Они придают листьям жёлтую (пигмент ксантофилл ) и оранжевую (пигмент каротин ) окраску. За красные тона отвечают стойкие пигменты антоцианы . Летом все они вытесняются хлорофиллом, осенью он им не конкурент. При недостатке пигментов появляются серовато-коричневые тона.
Амурский виноград невероятно красив осенью
Дождливая и пасмурная погода на некоторое время притормаживает процесс разрушения хлорофилла. Отдельные солнечные дни не могут вернуть лето или приостановить угасание жизнедеятельности. Мало того, они лишь его ускоряют. Наглядный пример — , когда зелёные листья за короткое время становятся багряными и золотыми, оправдывая наши ожидания торжества Золотой осени.
Золотая осень сменяется листопадом
Даже при осеннем понижении температуры воздуха некоторые растения остаются зелёными. Их называют вечнозелёными . В нашем климате это хвойные (кроме лиственницы) и немногие лиственные деревья и кустарники (некоторые виды рододендрона, магония падуболистная, самшит, бересклет Форчуна и др.). В тёплых странах вечнозелёных растений намного больше.
Интересно себя ведёт магония падуболистная, которую на зиму я иногда укрываю ящиком, не пропускающим свет. Тогда к весне она сбрасывает все листья, её ярко-жёлтые цветки украшают абсолютно голые ветви. При утеплении лутрасилом или без всякого укрытия это растение сохраняет свою листву. Осенью она меняет окраску на красновато-бурую, а летом снова становится тёмно-зелёной.
Некоторые хвойные (например, отдельные виды ) осенью меняют окраску хвои на золотистую или бронзовую. К началу лета зелёный цвет восстанавливается.
Листопад
Короткий период нарядной золотой осени сменяется листопадом. Осенние холода — это тот цикл жизни растений, когда хлорофилл практически не образуется. К листьям больше не поступают питательные вещества. Они становятся бесполезным балластом, от которого деревья и кусты стремятся избавиться. Попутно происходит освобождение от тех вредных веществ, которые листья успели накопить за лето.
Пожелтевший лист на земле — символ осени
Во время листопада лиственница теряет пожелтевшую хвою. У других хвойных смена хвоинок происходит реже: через год, раз в три — пять лет, реже через большее количество лет.
Листопад упрощает растению жизнь в неблагоприятных условиях. Теперь ему больше не нужно заботиться о питании листвы.
Мы привыкли к тому, что осенью листва желтеет и деревья сбрасывают до весны их. Любуемся жёлтой листвой, восхищаемся романтизмом осени, но не знаем, отчего же всё-таки происходит пожелтение листьев. А этому, оказывается, есть научное объяснение.
Долгие годы учёные изучали листья и то, как они меняют свой цвет осенью. Молекулы , отвечающие за яркие оттенки жёлтого и оранжевого, уже не являются загадкой, а почему листья приобретают красный цвет пока остается тайной.
Реагируя на смену температуры воздуха и меньшее количество дневного света, листья перестают вырабатывать хлорофилл (который придает зелёный цвет), поглощающий синий и частично красный свет, излучаемые Солнцем. Так как хлорофилл чувствителен к холоду, некоторые изменения в погоде , такие как ранние заморозки, "отключат" его выработку быстрее обычного.
В это время оранжевые и жёлтые пигменты, называемые каротиноиды (которые также можно встретить в моркови) и ксантофиллы светят через листья, у которых не осталось зелёного цвета. "Жёлтый цвет присутствует в листьях всё лето, но его не видно пока не исчезнет зелёный" говорит Пол Шаберг
"Желтый цвет присутствует в листьях всё лето, но его не видно, пока не исчезнет зелёный" говорит Пол Шаберг (Paul Schaberg), физиолог растений из Лесной службы США. Но у учёных пока мало информации о красном цвете, который появляется у некоторых листьев осенью. Известно, что красный цвет происходит от антоцианидов , которые, в отличие от каротиноидов, вырабатываются только осенью. Антоцианиды также придают цвет клубнике, красным яблокам и сливам.
Деревья вырабатывают антоцианиды, когда чувствуют смену в окружающей среде - заморозки, ультрафиолетовое излучение, засуху и/или грибок . Но красные листья также являются признаком болезни дерева. Если вы заметили, что листья дерева раньше обычного (в конце августа) стали красного цвета, вероятнее всего дерево страдает от грибка, или оно было где-то повреждено человеком.
Почему дерево тратит свою энергию, чтобы выработать
новые антоцианиды в листе, когда этот лист вот-вот опадёт?
Пол Шаберг считает, что если антоцианиды помогают листьям оставаться на дереве дольше, они могут помочь дереву впитать больше полезных веществ до того, как листья опадут. Дерево может использовать впитанные ресурсы, чтобы расцвести в следующем сезоне.
Антоцианины
Тема антоцианинов немного сложнее для изучения, нежели остальные компоненты деревьев. Несмотря на то, что все деревья содержат хлорофилл, каротин и ксантофиллы, не все вырабатывают антоцианины. Даже те деревья, которые имеют антоцианины, вырабатывают их только при определённых условиях. До того, как дереву избавиться от своих листьев, оно пытается впитать как можно больше питательных веществ из листьев, и в этот момент в роль вступает антоцианин.
У учёных есть несколько ответов на вопрос, почему некоторые деревья вырабатывают это вещество, и листья меняют свой цвет.
Самая распространённая теория говорит о том, что антоцианины защищают листья от переизбытка солнечного света, при этом позволяя дереву впитывать полезные вещества, хранящиеся в листьях. На дереве эти пигменты играют роль солнцезащитного крема , блокируя опасное излучение и охраняя листья от переизбытка света. Они также защищают клетки от быстрого замерзания. Их пользу можно сравнить с пользой антиоксидантов.
Большое количество солнечного света, сухая погода, морозная погода, низкий уровень питательных веществ и другие стрессовые факторы повышают концентрацию сахара в древесном соке . Это запускает механизм выработки большого количества антоцианинов в последней попытке накопить энергию, чтобы пережить зиму.
Учёные полагают, что изучение антоцианидов поможет понять уровень болезни каждого дерева. Это, в свою очередь, в будущем даст более понятную картину о проблемах окружающей среды. Как говорил персонаж книги и мультфильма Лоракс: "Цвет деревьев однажды сможет сообщить нам, что чувствует на данный момент дерево".
Листья часто называют легкими растений. С помощью листьев растения дышат, испаряют влагу и осуществляют фотосинтез. В начале осени в листьях замедляются процессы фотосинтеза и испарения влаги. Во время первых осенних заморозков под действием низких температур в них разрушается зеленый пигмент хлорофилл, ответственный за фотосинтез.
При этом становятся заметными другие пигменты, окрашивающие листья в желтые, бурые и красные цвета. Листья стареют и становятся балластом для растений, в которых уже накопились минеральные вещества и продукты обмена. Поэтому сбрасывание листьев имеет для растения оздоровительное значение - это подготовка к зиме.
В результате значительно уменьшается испарение влаги растением осенью и особенно зимой, когда корни хуже всасывают воду. Опавшие листья предохраняют растения от вымерзания, служат естественной мульчей.
Источник:
Листья нужны деревьям для осуществления их питания. Также они вырабатывают кислород, которым питаются живые. Большое количество хлорофилла и придает листочкам зеленую окраску. Этот пигмент с помощью солнечных лучей преобразует углекислый газ и воду в полезные вещества. С такими процессами дерево не стоит на месте, а растет.
Подготовка к холоду
Когда приходит время готовиться к холодной поре, то растения приостанавливают свою жизнедеятельность. Такой процесс происходит с наступлением осени. Листки меньше потребляют воду. Пигмент хлорофилл быстрее разрушается под лучами солнца. Когда осень солнечная и сухая, то они приобретают желтый цвет. Когда осень дождливая, то на протяжении долгого времени листья остаются зелеными.
Разный цвет
Из всего сказанного возникнет еще 1 загадка: Из-за чего некоторые листья красные? Все достаточно просто. В листьях также присутствуют и другие пигменты, но их не видно когда они зеленые. Когда хлорофилл разрушается, появляются другие цвета.
Опадение листьев означает приход холодов.
