С чем связана желто красная окраска осенних листьев кратко
Обновлено: 28.06.2024
Все мы любители осенних прогулок на природе. Всем нам нравится листопад. Но что же такое осень с точки зрения природы?
Биологически говоря, осень - это значительный "сдвиг" для растений. Дни становятся короче - это означает, что листья станут получать меньше энергии солнечного света. А лиственным деревьям пора готовиться к наступлению холодных месяцев.
И чтобы понять, почему желтеют листья, нужно знать, почему они зелёные.
Хлорофилл
Возможно, вы уже знаете, что растения генерируют энергию посредством фотосинтеза. Во время этого процесса маленькие органеллы, называемые хлоропластами, которые заполнены хлорофиллом, поглощают солнечный свет и вызывают цепную реакцию. В конечном счёте, фотосинтез производит глюкозу, которую растение использует в качестве топлива.
Хлорофилл поглощает солнечный свет, но не весь. Хлорофилл отражает некоторое количество света обратно в окружающую среду. Точнее, он отражает зеленый свет - поэтому листья выглядят зелеными.
Так почему цвет меняется?
В начале статьи я говорил, что укорачивание дня - одно из самых больших изменений осенью. Ранние закаты означают, что у растений не так много времени для фотосинтеза. Поэтому растения реагируют на укороченные дни и более низкие температуры. Они начинают расщеплять хлорофилл, чтобы подготовиться к зиме.
В результате на листьях остаётся не так много хлорофилла, поэтому они уже не кажутся такими зелёными. Теперь вы замечаете другие пигменты в листьях. Например, каротины, придают листьям красный и оранжевый цвета. А ксантофиллы окрашивают листья в жёлтый.
Но деревья всё равно выглядят по-разному
Каждое дерево имеет свой набор пигментов. Вот почему клён в вашем дворе может стать ярко-красным, в то время как ясень будет жёлтым. У семейства дубовых так много пигментов, что ни один цвет среди них не выделяется. Поэтому дубовые листья становятся коричневыми.
И вот почему листья опадают
тот процесс сводится к специализированному слою клеток, который крепит стволы листьев к ветви.
По мере того, как дни становятся короче, растения уменьшают циркуляцию воды и пищи в этом слое. Как только этот слой высыхает, лист опадает.
Листопад очищает растения от паразитов, предотвращает механические повреждения от снега и ветров, а так же не даёт растениям высохнуть за зиму. Ведь поглощение влаги зимой останавливается, а испарение жидкости с поверхности листьев идёт круглый год.
Время, необходимое для опадания листьев, зависит от погоды. И если выдалась холодная осень, листья могут начать опадать через несколько дней после изменения окраса.
"Унылая пора! Очей очарованье! Приятна мне твоя прощальная краса – Люблю я пышное природы увяданье, В багрец и в золото одетые леса…".
Прав был поэт – просто глаз не отвести от осенних рощиц и перелесков, когда более-менее однотонная зелень крон сменяется настоящим буйством красок. Золотые, лиловые, оранжевые, красные, фиолетовые и бордовые листья появляются на разных деревьях и в разное время.
В некоторых северных странах с обильной лесной растительностью (Канада, США, Скандинавия, Восточная Азия) даже существует особая разновидность туризма, именуемая "созерцанием листьев" и приносящая довольно большой вклад в экономику. По осени путешественников-эстетов возят по самым красочным уголкам страны, демонстрируя пейзажи, где огромные территории усыпаны золотом и багрянцем.
А порой даже в одной кроне одновременно сочетается несколько цветов. Почему так происходит? Неужели природе просто хочется нас "порадовать" перед наступлением монохромных холодов?
Разумеется, нет. Хотя такое многоцветье, безусловно, очень приятно любому взгляду, эволюционно процесс этот возник по совершенно другим причинам. "Виной" всему жизненный цикл растений, а "отвечают" за красочные преображения листьев особые пигменты. Давайте обо всем по порядку.
Растительные пигменты – что это и зачем нужны
Биологические пигменты – по-разному окрашенные вещества, входящие в состав тканей организмов.
Растительные пигменты выполняют множество функций. В первую очередь, они определяют окраску растений, важную для их приспособления к внешней среде. Так или иначе окрашенные венчики цветов привлекают для опыления тех или иных насекомых, яркие плоды становятся заметнее для птиц и других "поедателей", которые таким образом помогают распространять семена, некоторые пигменты помогают защищаться от ультрафиолетового излучения солнца, другие – предупреждают окружающих о ядовитости организма и т.д.
Одним из важнейших растительных пигментов является хлорофилл. Он придает зеленую окраску большинству растений. Хлорофилл – не просто "краска", он принимает непосредственное участие в важнейшем для растений процессе фотосинтеза, т.е. преобразовании энергии видимого света в энергию химических связей органических веществ (биосинтез). Говоря простым языком, именно благодаря процессу фотосинтеза растения растут и плодоносят.
Помимо хлорофилла, в растениях присутствуют и другие пигменты. Основные их группы:
- Каротиноиды (каротин, ликопин, лютеин, виолоксантин, зеаксантин, неоксантин и др.) – наиболее распространенный класс биологических пигментов. Они придают растительным частям желто-красно-оранжевую окраску и являются дополнительными пигментами фотосинтеза. Бета-каротин служит предшественником витамина А (ретинол) и является мощным антиоксидантом.
- Флавоноиды (антоцианы, флавоны, халконы, ауроны, катехины и др.) – у высших растений играют важную роль в метаболизме (в том числе, и в фотосинтезе), а "заодно" обуславливают бордово-пурпурно-синюю и розово-лиловую окраску цветов и листьев (иногда и желто-оранжевую). Многие являются мощными антиоксидантами.
- Порфирины – азотсодержащие пигменты, участвуют в фотохимических процессах и обмене веществ. Помимо хлорофилла, в эту группу входит очень схожий с ним по строению и образуемый из него феофитин. Наглядно процесс превращения одного такого пигмента в другой вы можете наблюдать, когда готовите ярко-зеленые овощи в кислой среде – те становятся невзрачными темно-оливковыми.
В листьях разных "летних" растений единовременно присутствует большинство различных вышеперечисленных пигментов (кроме антоцианов) в различных соотношениях – в зависимости от вида и возраста растения, его жизненной фазы, даже места произрастания и текущей погоды (в первую очередь, температуры и освещения). Но именно хлорофилл в теплое время года количественно преобладает в листьях над всеми остальными пигментами, затмевая и перекрывая их цвета.
Что происходит с листьями осенью
Итак, всю весну и лето деревья растут, хлорофилл "работает", листья зеленеют. Что же происходит осенью?
А осенью растения готовятся к периоду покоя – световой день резко уменьшается, температура значительно падает, даже вода в грунте замерзает. Деревьям и кустарникам приходится сбрасывать листву – если бы они этого не делали, листья продолжали бы активное испарение на фоне прекращения всасывания воды корнями, и растения попросту бы засохли (по этой же причине точно так же деревья могут сбрасывать листья при сильной засухе в жаркий сезон).
Но перед осенним листопадом листва меняет цвет с зеленого на всевозможные оттенки золотого и красного – зачем и почему?
Дело в том, что пигмент хлорофилл очень чувствителен к свету и кислороду воздуха и легко разрушается. Если летом при ярком солнечном свете и длинном световом дне он так же легко восстанавливается, то осенью для этого условий нет. Более того – вода и питательные соки вообще перестают поступать к листьям, т.к. у их основания формируется пробковый клеточный слой (подготовка к листопаду). Сначала процесс идет медленно, но затем ускоряется.
В итоге хлорофилл разрушается и постепенно исчезает из палитры пигментов (теряя, в первую очередь, магний) и "на первый" план выходят ранее скрытые каротины и ксантофиллы, ответственные за желтую, оранжевую и красную окраску разной интенсивности. Параллельно с этим в листьях идет образование новых пигментов – антоцианов, ответственных за фиолетово-розово-сине-лиловые оттенки (а вот зачем именно это происходит, ученые пока сами не сильно разобрались; существует версия, что для фотозащиты на фоне потери магния). До последнего хлорофилл "держится" в жилках листа – часто те остаются зелеными, даже когда расположенные между ними ткани уже давно полностью изменили цвет.
Как мы уже упоминали, все эти процессы напрямую зависят от температуры и обилия света. В солнечные и сухие осенние дни при температуре около 0°C листва будет более насыщенных цветов. А если часто идет дождь и все время тепло и пасмурно, либо резко наступают холода, то листья будут тусклыми и невзрачными – желто-коричневыми.
У некоторых деревьев поздней осенью листья вместо разноцветных становятся одноцветными – бурыми и темно-коричневыми, как например, у дуба или каштана. Этот процесс обусловлен разрушением практически всех цветных пигментов, когда становятся заметными клеточные стенки из целлюлозы и лигнина, а также оставшийся самый стойкий пигмент танин из группы флавоноидов, более знакомый нам по окрашиванию чая и вина.
Почему же листья разного цвета могут присутствовать одновременно на одной и той же ветке?
Вы уже знаете, что осенью листва каждого вида растения окрашивается по-разному – смотря сколько и каких именно других растительных пигментов "пряталось" в летнее время "под хлорофиллом". Именно это процентное соотношение вкупе с разной скоростью протекания процессов разрушения хлорофилла, формирования антоцианов и освобождения других пигментов в каждом конкретном листочке и дает им свой неповторимый цвет.
А еще опавшие цветные листья (здоровые!) – прекрасное органическое удобрение, которое, распадаясь, "возвращает" в почву множество полезных веществ, скопившихся за время "жизни" листьев на дереве. А это – растительный белок, магний, калий, железо, кальций, азот, фосфор, сера. Вы удивитесь, но даже витаминов в покрасневших листьях плодово-ягодных культур зачастую больше, чем в тех же ягодах и плодах! А медленно разлагающиеся плотные части листовой пластинки (черешки и жилки) в процессе будут еще и дополнительно структурировать почву, улучшая ее качество.
Что делать, если вам нужен листовой опад, а на участке или вблизи него очень мало деревьев? Первое, что приходит в голову, – набрать листьев в лесу.
Осенний листопад – процесс, растянутый во времени. Нужно ли убирать листья на зиму, тратя на это все выходные, или можно обойтись без уборки?
Пока золотая осень в некоторых регионах еще в разгаре, самое время выйти с друзьями на природу, полюбоваться разноцветьем красок на деревьях и кустарниках, устроить осеннюю фотосессию, а то и пособирать опавшие яркие листья на пользу саду и огороду!
Растения
Листья растений окрашены в зеленый цвет потому, что содержат хлорофилл — пигмент, который присутствует в растительных клетках. Пигментом называется любое вещество, поглощающее видимый свет. Хлорофилл поглощает солнечный свет и использует его энергию для синтеза питательных веществ.
Цвет листьев осенью
Осенью листья растений теряют свой яркий зеленый цвет. Например, листья тополя становятся золотистыми, а у клена как бы вспыхивают красным цветом. В листьях начинаются какие-то химические превращения, то есть что-то происходит с хлорофиллом.
Хлорофилл в листьях
С приходом осени растения готовятся к зиме. Питательные вещества медленно перемещаются из листьев в ветви, ствол, корень и запасаются там, на время суровых холодов. С наступлением весны растения используют запасенную энергию для выращивания новых зеленых листьев.
Вода, питательные вещества и листья
Когда энергия запасенных питательных веществ исчерпывается, синтез хлорофилла прекращается. Оставшийся в листьях хлорофилл частично распадается, при этом образуются пигменты другого цвета. В листьях некоторых растений появляются желтые и оранжевые пигменты. Эти пигменты состоят большей частью из каротинов — веществ, которые окрашивают морковь в оранжевый цвет. Например, листья березы и орешника по мере распада хлорофилла становятся ярко-желтыми, листья некоторых других деревьев приобретают разнообразные оттенки красного цвета.
Хлорофилл частично распадается
Красный, темно-вишневый и пурпурный оттенки некоторых листьев обусловлены образованием пигмента антоцианина. Этот пигмент окрашивает редиску, красную капусту, розу и герань. Под воздействием осеннего холода в листьях начинаются химические реакции, превращающие хлорофилл в красно-желтые соединения. В отличие от каротинов и других желтых пигментов антоцианин вообще отсутствует в зеленых листьях. Он образуется в них только под воздействием холода. Цвет осенних листьев, как цвет волос у человека, обусловлен генетически у каждого вида растения. А вот будет ли этот цвет тусклым или ярким, зависит от погоды.
Когда бывают самые яркие цвета листьев?
Самые яркие, сочные цвета листьев бывают осенью, когда долго стоит холодная сухая и солнечная погода (при температуре от 0 до 7 градусов Цельсия усиливается образование антоцианина). Красивая расцветка листьев осенью бывает в таких местах, как штат Вермонт. А вот, например, в Великобритании, где климат дождливый и погода почти все время пасмурная, осенние листья чаще всего тускло-желтые или коричневые.
Проходит осень, наступает зима. Вместе с листьями растения теряют и красочную расцветку. Листья прикрепляются к ветвям особыми черенками. С наступлением зимних холодов связь между клетками, из которых состоят черенки, распадается. После этого листья остаются связанными с веткой только тонкими сосудиками, по которым в листья поступают вода и питательные вещества. Легкое дуновение ветра или капля дождя могут разорвать эту эфемерную связь, и листья упадут на землю, добавив еще один цветной штрих к разноцветному толстому ковру из опавших листьев.
Растения запасают питание к зиме, как бурундуки и белки, но накапливают его не в земле, а в ветвях, стволах и корнях.
Листья, в которые перестает поступать вода, высыхают, опадают с деревьев и подхваченные ветром долго кружат в воздухе, пока не улягутся на лесные тропинки, выстилая их хрустящей дорожкой. Желтая или красная окраска листьев может сохраняться несколько недель после того, как они опали. Но со временем соответствующие пигменты разрушаются. Единственное, что остается,— это танин (да- да, это именно он окрашивает чай).
Интересное видео о цвете листьев осенью
Интересно: Бабье лето - что это, когда наступает, сколько длится, почему так называется, фото и видео
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Откуда берется буйство теплых осенних красок, которое вдохновляет художников и искушает нас бросить все и пойти в ближайший парк с фотоаппаратом?
А действительно, почему летом нас окружают разные оттенки зеленого, а осенью леса и сады расцвечиваются яркими и разнообразными оттенками желтого, красного, оранжевого, пурпурного и бордового? Наука знает ответ на этот вопрос.
Дело в том, что за цвет листвы ответственны натуральные пигменты, в первую очередь хлорофилл, который необходим растениям для фотосинтеза и отражает зеленый цвет спектра - то есть, проще говоря, выглядит зеленым. Весной и летом хлорофилл исполняет свою главную функцию - преобразует солнечный свет в энергию, которую растение использует для жизнедеятельности. Осенью растения начинают готовиться к зимовке и "забирают" питательные вещества из листьев в ствол и корни. Это приводит к разрушению хлорофилла, и продукты его распада после некоторых химических преобразований становятся желтыми. И это еще не все: в листьях многих растений содержатся и другие пигменты - каротины, те самые, которые придают оранжевый цвет моркови и тыкве. Они тоже играют роль в фотосинтезе, но летом практически незаметны - их маскирует зеленый оттенок хлорофилла. После его разрушения каротины предстают перед нами во всех вариациях красного и оранжевого.
Если вы любите краски осени и хотите до морозов любоваться ими в своем саду, нет ничего проще: достаточно посадить в нем неприхотливые деревья и кустарники с красивой осенней листвой.
Ключевые слова
ПОХОЖИЕ МАТЕРИАЛЫ
Подготовка сада к зиме
Подготовка сада к зиме завершает ежегодный цикл работ на участке. От того, насколько хорошо мы .
Аккумуляторные воздуходувы: 10 советов по применению, о которых вы не знали
Мало у кого в конце сезона остается запал, чтобы как следует навести порядок в осеннем саду и убрать .
Инфракрасный обогреватель для дачи: выбор, плюсы и минусы
Дача стала для горожан убежищем от пандемии коронавируса, и многие в этом году намерены "держать .
Обрезка винограда от НЕ профессионала дачника: личный опыт, или 10 лет с урожаем
Многие из дачников, читая материалы по обрезке винограда и встречая разные умные термины типа "веер" .
Советы специалистов Husqvarna по консервации техники на зимний период
Сезон травокошения подходит к концу, и необходимо убрать технику на зиму. Для того чтобы инструменты .
Витамин Д: средство от коронавируса или опасность для здоровья?
С началом пандемии все прогрессивное человечество бросилось на поиски панацеи, которая непременно .
Читайте также: