Почему осенью желтеют и опадают листья деревьев и кустарников?
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 — «бабье лето», 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 туи) 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.
Опавшие осенью листья плодовых деревьев не всегда смотрятся красиво
В тёплых краях вечнозелёных растений много. Но и там есть свои листопадные культуры. Например, дерево гинкго осенью теряет листья не только в Китае и странах Юго-Восточной Азии, но и при выращивании в комнатных условиях.
Листья гинкго осенью становятся золотыми
© Алла Анашина, podmoskovje.com
© Сайт «Подмосковье», 2012-2021. Копирование текстов и фотографий с сайта pоdmoskоvje.cоm запрещено. Все права защищены.
Поделиться в социальных сетях
Почему листья желтеют осенью и опадают с деревьев?
Приветствую вас, мои дорогие исследователи!
Сегодня на обсуждении новый проект, материал по которому сможет пригодиться вам для очередного выступления на уроке «Окружающий мир». Почему листья желтеют осенью? Этот вопрос часто интересен для детей, особенно когда они идут по парковой дорожке, ногой разгребая опавшую листву. А вот действительно, почему?
План урока:
- 1 Какой художник красит листья?
- 2 Как в листьях живут соседи-пигменты?
- 3 Зачем деревья сбрасывают листья?
Какой художник красит листья?
Летом зелёная крона деревьев живёт благодаря процессу под названием фотосинтез. Слышали про такой?
Думаю, даже для дошкольников не секрет, что листочки поглощают углерод и перерабатывают его с помощью энергии солнца в органические вещества, которыми питаются, выделяя обратно кислород.
Это волшебство внутри листа дерева происходит только при комфортных условиях: для него важно тепло и солнечные лучики. Что отвечает за краски?
- При фотосинтезе образуется вещество хлорофилл – пигмент, который окрашивает листочки в привычный для нас зелёный оттенок. Помимо этого хлорофилл кормит растения, являясь помощником при образовании глюкозы и других питательных веществ.
- Кроме этого пигмента у листьев есть другие красители, отвечающие как раз за осеннюю окраску. Это ксантофилл и каротин. Если активируется ксантофилл, мы видим на дереве жёлтые листочки. Каротин, который кстати содержится в морковке, добавляет листве оранжевый цвет.
- Гораздо реже можно встретить листочки багряного цвета. За красный оттенок отвечает пигмент антоциан. Его количество увеличивается при снижении температуры воздуха и ярком свете. Поэтому в хмурую тёплую осень чаще можно увидеть лишь жёлтую листву, для антоциана будет не хватать морозца и яркого солнца.
Как в листьях живут соседи-пигменты?
Вижу в глазах вопрос: «Почему же, если все пигменты живут вместе, нет жёлтых и оранжевых листьев летом, а зелёных осенью?»
Всё дело в том, что активный хлорофилл своим большим количеством в тёплое время маскирует другие красители, их просто не видно.
С наступлением осени, когда солнышка и дневного света мало, зелёный художник начинает вырабатываться всё меньше, не восполняясь уже в таких количествах как летом. Вот тогда начинают просвечивать другие оттенки.
Потому-то очень часто в самом начале осени листочки на дереве окрашиваются не все сразу, а расписываются причудливым узором, когда на жёлтом или оранжевом фоне ещё сохраняются зелёные прожилки.
С каждым днём ближе к зиме имеющийся хлорофилл разрушается, новый не пополняется из-за отсутствия условий для фотосинтеза. Прожилки листочков, по которым поступают питательные вещества, закрываются плотной пробкой из клеток, снижая количество сока у растения.
Вот она: золотая осень в самом разгаре, зелёных листьев на дереве уже не найти! Причём, чем быстрее наступает холод, тем скорее дерево «отключает» фотосинтез. Под ногами появляется пестрый ковер, самое время собрать разноцветный осенний гербарий или сматерить пару-тройку поделок из осенних даров.
Зачем деревья сбрасывают листья?
Листья жёлтые над городом кружатся,
С тихим шорохом к нам под ноги ложатся…
Вот уж действительно, стояли бы круглую зиму, радовали нас своей яркой красотой.
Ан нет! Листья начинают опадать к нам под ноги, предвещая смену сезона. Почему?
С приходом холодов почва начинает промерзать, деревьям уже недостаточно влаги и минеральных веществ. Жизненные процессы постепенно затухают, все растения впадают в спячку. А как спать, если каждый листочек нужно кормить? Приходиться экономить на питании, избавляясь от лишних потребителей, поэтому-то деревья сбрасывают листву перед зимой.
На месте крепления черешка листочка образуется специальный пробковый слой, который закрывает приток питательных веществ от дерева. Листья с каждым днём всё слабее держатся и постепенно опадают. Как при смене окраски, покидают дерево они не все сразу. Какой-то задержится подольше, развеваясь на ветру, некоторые падают в числе первых, выстилая золотые дорожки.
Поэтому листопад – это условие продолжения жизни дерева, необходимый для того, чтобы с приходом весны мы вновь смогли радоваться молодым зелёным листочкам.
Вот так коротко мы с вами сегодня нашли ответ на поставленный вопрос.
Чтобы доклад закончился интересно, предлагаю ребус на осеннюю тему. Ловите! А я с вами прощаюсь до новых встреч на проектах.
Ответ:
«На ручей, рябой и пестрый,
За листком летит листок»,
Автор – Н. Некрасов.
Стихотворение — «Перед дождём»
Евгения Климкович.
Почему листья осенью меняют цвет и опадают, по мнению экспертов
С наступлением осени дни становятся короче и холоднее, и с деревьями что-то начинает происходить. Зеленые листья, отличительная черта деревьев весной и летом, начинают менять цвет. Они превращаются в радугу желтого, оранжевого и красного цветов и медленно падают на землю.
Почему это происходит?
Этому есть очень четкое научное объяснение. Листья опадают с деревьев осенью, потому что с понижением температуры падает и внутренняя температура дерева. Количество света, с которым растения могут работать для производства фотосинтеза, также уменьшается. Листья теряют питательные вещества и не могут фотосинтезировать из-за более низкого уровня освещенности, поэтому они теряют свою зелень.
Проще говоря, осенью они мало помогают дереву, а зимой меньше причин держать их рядом — поэтому они просто падают с дерева.
Но это только короткая история; длинная история о том, почему опадают листья, намного интереснее.
Изображение предоставлено Грегом Шилдом.Подготовка к зиме
Ах, осень — воздух стал чище, а деревья переливаются золотыми, красными и коричневыми оттенками. Но каким бы привлекательным для нас ни был этот набор цветов, для деревьев это сложный процесс.
В умеренных районах северного полушария зимой бывает очень холодно и не так много солнечного света, который необходим деревьям для пропитания. Большинство деревьев не могут просто продолжать «жить как обычно» и должны начать вносить изменения, а листья — это те, которые меняются.
Листья нежные и вряд ли переживут предстоящую суровую зиму, поэтому дерево готовится к холодам, забирая из листьев все полезное до того, как они опадают. Именно благодаря этому процессу подготовки листья приобретают яркие осенние цвета.
Есть веская причина, по которой листья разных деревьев окрашиваются в разный цвет.
Летом у большинства деревьев листья зеленые, потому что они содержат пигмент хлорофилл. Этот пигмент также используется для преобразования солнечного света в энергию для дерева. Но производство хлорофилла обходится дорого — на него уходит много энергии. Если деревья перестанут его производить, они смогут сэкономить энергию; более того, если они реабсорбируют молекулы, из которых состоит хлорофилл, то вам не нужно делать его с нуля, и когда вы решите, что хотите снова расти, у вас уже есть строительные блоки для этого.
Летом в листьях происходит постоянная замена хлорофилла. Когда становится холодно, растения перестают вырабатывать хлорофилл, и он распадается на более мелкие части. Деревья могут повторно использовать азот, который находится в молекуле хлорофилла. Вот почему листья меняют цвет до того, как опадут с дерева: важные питательные вещества, которые можно использовать повторно, удаляются из листа.
Время, когда листья начинают менять цвет, больше зависит от света, чем от температуры, поэтому листья начинают менять цвет примерно в одно и то же время каждый год. Когда лиственные деревья достигают этого светового порога, углеводы переносятся с листа на ветку, и новые минералы не поступают. Деревья готовятся отделиться вместе со своими листьями и забрать хлорофилл. Это когда листья перестают быть зелеными и начинают становиться золотыми, коричневыми или красными.
Радуга осенних красок
Зеленый цвет хлорофилла настолько силен, что маскирует любой другой пигмент. Отсутствие зеленого осенью позволяет проявиться другим цветам. Листья также содержат пигменты, называемые каротиноидами; ксантофиллы желтые (например, в кукурузе), а каротины оранжевые (например, в моркови). Антоцианы (также содержащиеся в чернике, вишне) — это пигменты, которые вырабатываются только осенью, когда светло и холодно.
Поскольку в этот момент деревья прекращают большую часть контакта со своими листьями, захваченный сахар в жилках листьев способствует образованию антоцианов, которые используются для защиты растений и придают им красноватый цвет.
Однако осенью деревья бывают не только желтыми и красными: они бывают коричневыми, золотисто-бронзовыми, золотисто-желтыми, лилово-красными, светло-коричневыми, малиновыми и оранжево-красными. Разные деревья имеют разные пропорции этих пигментов; количество оставшегося хлорофилла и пропорции других пигментов определяют цвет листа. Комбинация антоцианов и хлорофилла придает листьям коричневый цвет, а антоцианы и каротиноиды придают листьям оранжевый цвет.
Радуга осенних красок. Кредиты изображений: Pixabay. Низкие температуры, все еще превышающие точку замерзания, способствуют выработке антоцианина, который дает ярко-красный цвет. Однако ранние заморозки ослабляют цвет, разрушая образование антоцианов. Засуха также может привести к опадению листьев без изменения цвета.
Там, где преобладают лишь несколько видов деревьев, например, в Новой Англии и Северо-Восточной Азии, цветопередача интенсивная, но короткая. Разнообразные леса означают более длительный показ. Облачные и теплые осадки, подобные тем, что в Европе, вызывают тусклые цвета.
Там, где стебель листа прикрепляется к дереву, образуется слой клеток, который в конечном итоге разрезает ткань, прикрепляющую лист к дереву. На ветке, где был прикреплен лист, имеется закрытый рубец; тогда лист может свободно падать, когда его подталкивают ветер, гравитация, дождь и т. д. Когда листья отмирают и хлоропласты полностью разрушаются, листья становятся скучно-коричневыми.
Тем не менее, независимо от цвета, это замечательная адаптация, которую деревья развили в ответ на смену времен года.
Почему некоторые деревья не теряют листву
Деревья, листья которых осенью опадают, называются листопадными. Деревья, которые не подвергаются этому процессу, называются вечнозелеными.
Термин «вечнозеленый» немного неверен, потому что вечнозеленые деревья тоже сбрасывают листву, но постепенно, а не сразу.
Есть несколько важных причин, почему это происходит.
Начнем с того, что «вечнозеленые» деревья, как правило, растут в тропиках или на экваторе, где нет таких больших колебаний температуры и солнечного света между сезонами. Большинство растений тропических лесов являются вечнозелеными растениями, как и многие виды, произрастающие в засушливом климате. В более прохладном климате меньше вечнозеленых растений — в основном это хвойные деревья, которые могут переносить сильные холода и имеют специально адаптированные листья (хвою), которые гораздо более устойчивы.
В конечном счете, лиственные или вечнозеленые деревья сумели удивительно хорошо приспособиться к разным климатам и окружающей среде — ярким свидетельством этого является цветовое зрелище, которое мы наблюдаем осенью в районах с умеренным климатом. Это наука, объясняющая, почему опадающие осенью листья бывают разными: от красных и желтых до оранжевых, от бронзовых до, наконец, коричневых.
Почему осенью желтеют листья?
ЛОНДОН (AA) — С приходом осени люди каждую осень радуются различным оттенкам красного и желтого цветов, а причинами этих удивительных цветов являются недостаток дневного света, стресс и подготовка растений к холодной зиме.
Профессор Брендан Дэвис, директор по исследованиям в Школе биологии Университета Лидса, говорит, что листья зеленые, потому что они содержат пигмент, известный как хлорофилл, который используется растением для захвата энергии солнечного света посредством фотосинтеза.
Объясняя Агентству Анадолу (AA), как и почему листья меняют цвет осенью, профессор Дэвис сказал: «Листья некоторых деревьев умеренного пояса меняют цвет осенью одним из двух способов. Одна группа деревьев становится красной, а другая меняет цвет на желтый. Хотя это может показаться разной степенью одного и того же процесса, на самом деле это два разных процесса».
Дэвис добавил, что на некоторых деревьях трудно увидеть зеленый цвет листьев , потому что он маскируется другими пигментами, но его существование можно доказать, если размять лист и извлечь хлорофилл. 9Дэвис объяснил: светом, низкой температурой и короткими зимними днями некоторые деревья в регионах с умеренным климатом сокращают свои потери, повторно поглощают и сохраняют питательные вещества из своих листьев, а затем эффективно отсекают то, что осталось, и позволяют ему упасть на землю, где оно разлагается и в конечном итоге дает больше питание возвращается к корням растений.
Во время этого процесса часто можно увидеть резкое изменение цвета. Наиболее распространенное изменение цвета — с зеленого на желтый».
Он сказал, что причиной этого было расщепление зеленого хлорофилла и выявление желтых каротиноидных пигментов, которые были там все это время. «В этом случае вы можете рассматривать изменение цвета как побочный эффект старения листьев».
«Листья не желтеют, дерево готовится к зиме»
«Однако в целом реже, но в некоторых районах очень заметно, некоторые листья краснеют, и это вызвано тем, что растения активно производят красный пигмент, называемый антоцианом, в этих листьях, поскольку хлорофилл расщепляется», – сказал Дэвис, добавив, – они не желтеют, мы просто видим желтый цвет, который всегда был там, когда зелень разрушается, готовясь к зиме. .»
Отметив, что было труднее понять, почему листья становятся красными, профессор Дэвис сказал: «Зачем растению, которое находится в процессе активизации своих листьев, готовых сбросить их на землю, утруждать себя и тратить средства на создание нового красного пигмент?» Он добавил, что существуют две основные теории, объясняющие это.
«Одна из теорий гласит, что растению нужно «выиграть время», чтобы повторно усвоить питательные вещества листа. По мере того, как содержание хлорофилла уменьшается, а лиственный покров истончается, солнечный свет может причинить больше вреда тканям листа», – сказал Дэвис в объясняя, что красный антоцианин, таким образом, может действовать как своего рода внутренний солнцезащитный крем, а также как антиоксидант, позволяющий листьям пережить это световое повреждение достаточно долго, чтобы более эффективно реабсорбировать питательные вещества.
«Красный цвет означает опасность для насекомых»
Вторая теория утверждает, что деревья посылают красные сигналы, предупреждающие об «опасности» насекомых-вредителей, стремящихся осенью мигрировать на подходящее дерево. «Насекомые могут ассоциировать красный цвет с лучшей химической защитой и избегать красных деревьев, что дает им преимущество перед деревьями, которые не отпугивают вредителей», — отметил профессор.
Он добавил: «Есть некоторые доказательства обеих этих теорий, но правда в том, что даже сейчас мы не знаем, почему осенью листья краснеют».
Объясняя, почему некоторые листья продолжают оставаться зелеными, в то время как другие становятся желтыми или краснеют, профессор Дэвис сказал, что это происходит потому, что изменение цвета — это черта, которая развивалась несколько раз независимо в ходе эволюции.
«Таким образом, в очень далеком прошлом все листья оставались зелеными. Большинство видов до сих пор не имеют осенней окраски, но несколько видов распространенных по царству растений независимо друг от друга обнаружили, что осенняя окраска дает им преимущество», — добавил он.
«Стресс влияет на изменение цвета»
«Все растения очень хорошо осведомлены об окружающей среде и реагируют соответствующим образом, даже если это не всегда очевидно для нас, — сказал профессор Дэвис, добавив, — чтобы знать, когда приближается зима. растения могут измерять продолжительность дня, продолжительность ночи и температуру».
Он сказал , что продолжительность дня, дождь и температура были главными факторами, определяющими осенний цвет, но нужно было учесть еще много других факторов. «Например, листья часто производят красный антоцианин, когда растение подвергается стрессу. Вы могли заметить, что листья некоторых комнатных растений становятся красными или пурпурными, если вы забываете их поливать. Таким образом, общие стрессовые факторы также могут влиять на цвет листьев», — заявил Дэвис.
Более того, почетный лектор по наукам о растениях Оксфордского университета Барри Джунипер рассказала А.А., что весной, а иногда и нерегулярно в середине сезона, три куста выбрасывают то, что они называют «приливными» цветами. «Молодые листья могут быть красными, пурпурными, желтыми в тропиках и даже синими. И считается, что они служат для того, чтобы сбить с толку нападение насекомых. У очень молодых листьев нет «толстой кожи» или защитных химических веществ (пока нет), но нужно попытаться избежать нападения», — добавила Джунипер.