Почему осенью на деревьях желтеют и опадают листья? – статья – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)
Листья цвета лета
За изумрудную листву любого растения отвечает специальное вещество хлорофилл — пигмент, придающий листьям зелёный окрас. Он не только дарит свежий травяной цвет, но и питает растения, участвуя в процессе образования глюкозы и прочих питательных веществ.
Вырабатывается этот пигмент благодаря процессу фотосинтеза. Листья поглощают углерод, а выделяют кислород. Происходит это в комфортных условиях — при наличии тепла и солнца. Помимо кислорода при фотосинтезе вырабатывается и известный нам хлорофилл.
С наступлением холодного времени года солнечный день укорачивается: погода уже не радует теплом, света становится меньше. Хлорофилл перестаёт активно вырабатываться, и на смену ему приходят другие пигменты.
Каждый Охотник Желает Знать
Осенними красками листва обязана особым веществам-пигментам.
Каротин отвечает за оранжевый цвет. Такой пигмент можно встретить не только на осенних кронах деревьев, но и в обычной морковке. Жёлтые листья появляются благодаря ксантофилу, а красные — антоциану.
Условия выработки пигментов разные. Если хлорофиллу нужно много тепла и солнца, то ксантофилу и каротину достаточно тепла и немного света. А вот чтобы получить много багряных листьев, нужна холодная погода и яркое солнце. Мороз и обилие света — это условия появления большого количества антоциана в листве.
Листья жёлтые над городом кружатся
Осенней порой деревья сначала радуют нас яркими красками, но с приближением зимней поры начинают избавляться от листьев. Зачем и почему так происходит?
С приходом холодного времени года почва начинает промерзать. Деревья перестают получать нужное количество влаги и питательных веществ. Жизненные процессы начинают останавливаться, растения уходят в спячку. Для того чтобы не тратить силы на питание, растения вынуждены избавляться от лишнего груза — и сбрасывать листву.
У основания черешка (узкая часть листа, место крепления листовой пластинки к стеблю) образуется особый отделительный пробковый слой, блокирующий «доставку» питательных веществ от дерева. Обессиленным листьям становится всё сложнее держаться на ветках и постепенно они начинают опадать. Как и при появлении разноцветной кроны, так и при листопаде, все процессы не протекают мгновенно. Именно поэтому сначала мы видим размеренную смену красок листвы, а затем медленное избавление деревьев от своего яркого наряда.
Листопад — обязательное условие существования деревьев, помогающее им ежегодно обновлять свою листву. С приходом весны через корни деревья снова начинают получать необходимое количество воды из оттаявшей почвы и возрождают свою пышную крону.
Больше интересных материалов:
- Что такое радуга?
- Почему небо голубого цвета?
- Откуда взялся Интернет?
- Как горит лампочка?
- Что такое дождь?
Ёлки-иголки
Но почему же хвойные деревья так же не сбрасывают свою «зелень», ведь иголки — это тоже разновидность листьев?
Всё дело в строении иголочек.
Верхний клеточный слой представляет собой плотную оболочку, покрытую тонким восковым слоем. Благодаря такой жёсткой «экипировке» хвойным деревьям не страшны холода. Особая форма хвоинок обеспечивает меньшую степень площади поверхности, следовательно иголки испаряют влаги значительно меньше, чем обычные листья.
Естественно, иголки тоже стареют и опадают. Однако происходит это не в один момент, а постепенно на протяжении года или даже нескольких лет, поэтому смена хвои протекает не так заметно, как у лиственных деревьев.
Но и среди хвойных деревьев есть исключения, например, лиственница. Она произрастает в суровых условиях и не может испарять влагу зимой. Поэтому, как и лиственные деревья, также с приближением зимы сбрасывает свою хвою.
#ADVERTISING_INSERT#
Почему осенью желтеют листья: объясняем ребенку
365 дней вместе
Почему осенью желтеют листья: объясняем ребенку
1 октября 2020 12 414 просмотров
Екатерина Ушахина
Смена времен года — это всегда немного грустно, но только не для малышей, которые все в мире воспринимают, как чудо.
Непременным атрибутом осени являются разноцветные листья. И, наверняка, ваш ребенок не раз спрашивал, почему листья желтеют?
Отвечаем на этот вопрос вместе с книгой-перевертышем «Природа вокруг нас. Растения и Деревья».
Золотая осень
Осенью листья деревьев становятся красными, жёлтыми, оранжевыми, пурпурными. На самом деле эти цвета всегда присутствуют в листьях, но летом они прячутся за зелёным хлорофиллом. С приходом осени листья перестают вырабатывать хлорофилл. Зелёный цвет постепенно исчезает, и становятся видны другие краски.
Природа вокруг нас
У каждого дерева есть свой набор пигментов — веществ, которые окрашивают его листву. Листья, содержащие пигменты каротиноиды, становятся оранжевыми или жёлтыми, а те, в которых больше антоцианов, — красными или пурпурными. Именно поэтому осенью деревья такие разноцветные.
Самое яркое время года. Иллюстрация здесь и далее из книги «Природа вокруг нас. Растения и Деревья»
Листопад
Когда дни становятся короче, а воздух холоднее, лиственные деревья начинают готовиться к зиме.
Подобно животным, впадающим в спячку, в самые холодные месяцы деревья перестают расти и погружаются в анабиоз.
Зимой почва промерзает, и корни уже не могут поглощать из неё влагу. Поэтому, чтобы выжить, деревья должны прекратить испарение воды через листья. В основании каждого листа — в том месте, где он крепится к ветке, — вырастает тонкий слой пробковых клеток. Подобно настоящей пробке, он перекрывает снабжение листа водой и минеральными веществами, и тот лист постепенно отмирает и отрывается от ветки, оставляя после себя след — листовой рубец.
На месте, где был лист, остается листовой рубец
В отличие от листопадных, вечнозелёные деревья сохраняют хвою на протяжении всего года. Их игольчатые листья покрыты толстым слоем воска, который в холодные месяцы не даёт влаге испаряться. Пока хвойное дерево получает достаточно воды и солнечного света, оно способно фотосинтезировать. Но в конце осени, когда вода в почве замерзает, вечнозелёные деревья тоже засыпают до прихода тепла.
Могучий старый дуб по осени сбрасывает около 700 тысяч листьев.
В жарком климате деревья начинают скидывать листву в начале сухого сезона.
Долгоживущие листья
Хотя бук относится к листопадным широколиственным деревьям, иногда его листва не опадает, а держится на ветвях всю зиму, до прихода весны. Учёные предполагают, что это нужно для того, чтобы мёртвые листья защищали почки от голодных животных.
Величественный бук не сбрасывает листву даже зимой
По материалам книги «Природа вокруг нас. Растения и Деревья».
Обложка статьи: pexels.com
Наука красок осени | Лесная служба США
Листья осины: краски осени. Район Бивер-Рейнджер, Национальный лес Фишлейк. (Фотография Лесной службы Скотта Белла)
В течение многих лет ученые работали над тем, чтобы понять изменения, происходящие в деревьях и кустарниках осенью. Хотя мы не знаем всех деталей, мы знаем достаточно, чтобы объяснить основы и помочь вам насладиться многоцветием природы.
На осеннюю окраску листьев влияют три фактора:
— пигменты листьев
— продолжительность ночи
— погода
Время изменения цвета и начала опадания листьев в первую очередь регулируется календарем, поскольку ночи становятся длиннее. Ни одно из других воздействий окружающей среды, таких как температура, осадки, запасы пищи, не являются такими неизменными, как неуклонно увеличивающаяся продолжительность ночи осенью. По мере того, как дни становятся короче, а ночи длиннее и прохладнее, биохимические процессы в листе начинают раскрашивать пейзаж осенней палитрой Природы.
Пигменты листьев
Цветовая палитра нуждается в пигментах, и есть три типа, которые участвуют в осеннем цвете:
— Каротиноиды: Придает желтый, оранжевый и коричневый цвет таким растениям, как кукуруза, морковь и нарциссы, а также брюквы, лютики и бананы.
— Антоцианин: Придает цвет таким знакомым вещам, как клюква, красные яблоки, виноград конкорд, черника, вишня, клубника и сливы.
Они водорастворимы и появляются в водянистой жидкости клеток листа.
Деревья в умеренных зонах запасают эти сахара на период зимнего покоя.
И хлорофилл, и каротиноиды присутствуют в хлоропластах клеток листа на протяжении всего вегетационного периода. Большинство антоцианов вырабатывается осенью в ответ на яркий свет и избыток растительных сахаров в клетках листа.
В течение вегетационного периода постоянно вырабатывается и расщепляется хлорофилл, и листья становятся зелеными. По мере увеличения продолжительности ночи осенью производство хлорофилла замедляется, а затем прекращается, и в конечном итоге весь хлорофилл разрушается. Затем каротиноиды и антоцианы, присутствующие в листе, демаскируются и проявляют свой цвет.
Блестящая осень уходит в Верхний национальный лес. (фото Лесной службы)
Определенные цвета характерны для отдельных видов:
— Oaks: red, brown, or russet
— Hickories: golden bronze
— Aspen and yellow-poplar: golden yellow
— Dogwood: purplish red
— Beech: светло-коричневый
— Кислое дерево и черное тупело: малиновый
Окраска листьев клена различается по видам:
— Клен красный: ярко-алый
— Клен сахарный: оранжево-красный
— черный клен: ярко-желтый
— полосатый клен: почти бесцветный
Некоторые листья некоторых видов, таких как вязы, просто сморщиваются и опадают, практически не окрашиваясь, кроме тускло-коричневого цвета.
Время изменения цвета также зависит от вида.
Например, кислица в южных лесах может стать ярко красочной в конце лета, в то время как все остальные виды еще ярко-зеленые. Дубы приобретают свой цвет спустя много времени после того, как другие виды уже сбросили листву.
Эти различия во времени между видами, по-видимому, унаследованы генетически, поскольку определенный вид на одной и той же широте будет демонстрировать одинаковую окраску при низких температурах высокогорных возвышенностей примерно в то же время, что и в более теплых низинах.
Продолжительность ночи
Ранней осенью, в ответ на сокращение дня и снижение интенсивности солнечного света, листья начинают процессы, ведущие к их опадению. Жилки, по которым жидкость попадает в лист и выходит из него, постепенно закрываются по мере того, как у основания каждого листа формируется слой клеток. Эти закупоренные вены задерживают сахара в листьях и способствуют выработке антоцианов. Как только этот разделительный слой завершен и соединительные ткани закрыты, лист готов упасть.
Как погода влияет на цвет осени?
Количество и яркость цветов, которые появляются в любой конкретный осенний сезон, связаны с погодными условиями, которые возникают до и во время истощения хлорофилла в листьях. Основными факторами являются температура и влажность.
Чередование теплых солнечных дней и прохладных, ясных, но не морозных ночей, кажется, приводит к самым впечатляющим цветным дисплеям. В эти дни в листе вырабатывается много сахаров, но прохладные ночи и постепенное закрытие жилок, впадающих в лист, не позволяют этим сахарам выходить наружу. Эти условия — много сахара и света — стимулируют выработку блестящих антоциановых пигментов, которые окрашивают в красный, пурпурный и малиновый цвета. Поскольку каротиноиды всегда присутствуют в листьях, желтый и золотой цвета остаются довольно постоянными из года в год.
Количество влаги в почве также влияет на осенние цвета. Как и погода, влажность почвы сильно меняется от года к году.
Бесчисленные комбинации этих двух сильно различающихся факторов гарантируют, что не может быть двух одинаковых осеней. Поздняя весна или сильная летняя засуха могут отсрочить наступление осенней окраски на несколько недель. Теплый период осени также снизит интенсивность осенних красок. Теплая влажная весна, благоприятная летняя погода и теплые солнечные осенние дни с прохладными ночами должны дать самые яркие осенние краски.
Что все это делает для дерева?
Осенний показ в зоне отдыха на пляже Норвегии в Национальном лесу Чиппева. (Фото Лесной службы)
Зима – это неизбежность, с которой вся растительность в умеренных зонах приходится сталкиваться каждый год. Многолетние растения, в том числе деревья, должны иметь какую-то защиту, чтобы пережить низкие температуры и другие суровые зимние воздействия. Стебли, веточки и почки приспособлены к тому, чтобы пережить экстремальный холод, чтобы они могли пробудиться, когда весна знаменует начало очередного вегетационного периода.
Однако нежные ткани листьев зимой замерзают, поэтому растения должны либо укреплять и защищать свои листья, либо избавляться от них.
Вечнозеленые растения: сосны, ели, кедры, пихты и т. д. способны пережить зиму, потому что они закалены. Их игольчатая или чешуйчатая листва покрыта густым восковым налетом, а жидкость внутри их клеток содержит вещества, устойчивые к замерзанию. Таким образом, листва вечнозеленых растений может безопасно выдерживать любые зимние условия, кроме самых суровых, например, в Арктике. Вечнозеленые иголки сохраняются несколько лет, но в конце концов от старости опадают.
Широколиственные деревья: Это деревья, у которых нет иголок или чешуйчатых листьев. Они чувствительны и уязвимы для повреждений, обычно широкие и тонкие и не защищены каким-либо толстым покрытием. Жидкость в клетках этих листьев обычно представляет собой тонкий водянистый сок, который легко замерзает, что делает их уязвимыми зимой, когда температура падает ниже нуля.
Ткани, которые не могут перезимовать, должны быть изолированы и сброшены, чтобы обеспечить дальнейшее выживание растения.
Что происходит со всеми этими опавшими листьями?
Опадающие иголки и листья не пропадают. Они разлагают и пополняют почву питательными веществами и составляют часть губчатого гумусового слоя лесной подстилки, который поглощает и удерживает осадки. Опавшие листья также становятся пищей для многочисленных почвенных организмов, жизненно важных для лесной экосистемы.
Довольно легко увидеть пользу дерева от его ежегодного листопада, но выгода для всего леса более тонкая. Вполне может быть, что лес не может выжить без ежегодного пополнения за счет листьев, как не может выжить отдельное дерево, не сбрасывая эти листья. Множество красивых взаимосвязей в лесном сообществе оставляют нам множество захватывающих загадок, которые еще предстоит решить.
Где в США можно увидеть осенние цвета?
Вы можете найти осенний цвет в парках и лесах, в городах, сельской местности и горах — везде, где вы найдете лиственные широколиственные деревья, те, которые сбрасывают листья осенью.
Новая Англия по праву славится захватывающими осенними красками, окрашенными деревьями в ее горах и сельской местности, но Адирондак, Аппалачи, Смоки и Скалистые горы также украшены красочными дисплеями. На востоке мы можем видеть красные, оранжевые, золотые и бронзовые цвета смешанных лиственных лесов; на западе ярко-желтые осинники и лиственницы контрастируют с темно-зелеными вечнозелеными хвойными деревьями.
Многие из более чем 100 национальных живописных переулков Лесной службы были спланированы с учетом осенних красок. Почти каждый из них предлагает красивый, красочный драйв осенью.
Когда лучше всего любоваться осенними красками?
К сожалению, осенний цвет не очень предсказуем, особенно в долгосрочной перспективе. Половина удовольствия состоит в том, чтобы попытаться перехитрить природу! Но обычно он начинается в конце сентября в Новой Англии и движется на юг, достигая Смоки-Маунтинс к началу ноября. Примерно в это же время он появляется в высокогорных горах на западе.
Помните, что более прохладные возвышенности окрасятся раньше, чем долины.
Почему осенью листья меняют цвет?
Если вы хотите посмотреть видео Youtube , вам необходимо принять Targeting Cookies . Для этого нажмите на значок cookie в левом нижнем углу экрана, затем переключите Targeting Cookies и Confirm My Choices .
Раскройте науку о смене времен года и узнайте, почему листья меняют цвет в это волшебное время года.
Этап 1: Зеленый
Зеленые листья, которые вы видите летом, уже содержат большинство цветов осени! В течение большей части года цвета осени «покрыты» доминирующим зеленым хлорофиллом.
Хлорофилл помогает деревьям поглощать энергию солнечного света — в летние месяцы дерево «заряжается». Хлорофилл превращает углекислый газ (CO 2 ) + воду (H 2 O) в сахара, которые «питают» дерево.
Почему хлорофилл зеленый?
Хлорофилл зеленый, потому что он позволяет деревьям поглощать синие и желтые волны света, но не зеленый, который отражается обратно.
Фаза 2: Пожелтение
Осенью с похолоданием листья начинают получать меньше солнечного света.
Меньше солнечного света вызывает разрушение хлорофилла (и дерево не восстанавливает его), раскрывая новые красочные пигменты под ним и даря нам прекрасные осенние желтые и оранжевые оттенки.
Желтые и оранжевые оттенки, которые ранее были замаскированы хлорофиллом, называются ксантофиллами и каротиноидами. Эти пигменты присутствуют в листьях круглый год, но обычно маскируются зеленым хлорофиллом.
Примите участие в осеннем фотоконкурсе с #AutumnLeafWatch!
Фаза 3: огненно-красные
У некоторых видов и в определенные годы вы увидите другую стадию окраски, когда листья становятся ярко-красными. Этому способствуют антоцианы.
Эти красные вина производятся в годы, когда много солнечного света и сухая погода повышают концентрацию сахара в соке деревьев, заставляя дерево выделять антоцианы в попытке захватить последнюю энергию из своих листьев, заставляя их получать через зиму.