Почему желтеют и краснеют листья: Почему осенью листья желтеют и опадают даже там, где не бывает снега

Содержание

Почему осенью одни листья желтеют, а другие — краснеют? | ОБЩЕСТВО | ВОПРОС-ОТВЕТ

19.10.2016 15:52

Примерное время чтения: 2 минуты

2486

Еженедельник «Аргументы и Факты» № 42. АиФ-Нижнее Поволжье №42 19/10/2016

Категория: Общество Вопрос-ответ из газеты: Еженедельник «Аргументы и Факты» № 42 19/10/2016

«В тёплое время года листья всех деревьев, как известно, одинаково зелёного цвета, — напомнили на кафедре биологии ВолГУ. — Зелёное красящее вещество, содержащееся в листьях деревьев, называется хлорофиллом. Осенью продолжительность светового дня и энергетическая сила солнечных лучей уменьшается.

Количество синтезируемого в листьях хлорофилла тоже резко сокращается, вплоть до нуля — в момент начала «спячки» деревьев.

Но взамен хлорофилла в листьях всё отчётливее проступают пигменты желтого или оранжевого цветов — так называемые каротиноиды, либо красные пигменты под названием оциан (антоцианин). Подобные пигменты клетки листа содержат в любое время, в том числе и летом, но осенью они становятся заметны из-за «ухода со сцены» хлорофилла. В питании, обмене веществ листа подобные пигменты играют важную, хоть и второстепенную роль в сравнении с тем же хлорофиллом. У разных видов растений умеренного климатического пояса скорость распада хлорофилла и интенсивность остальных пигментов различна. В результате мы видим и неоднородность развития осенней окраски в лесу».

Жёлтые тротуары и художники на улицах. Пейзажи «золотой осени» в Волгограде | Фотогалерея

Жёлтые тротуары и художники на улицах.

Пейзажи «золотой осени» в Волгограде | Фотогалерея

Смотрите также:

Как выбрать духи «со своим характером» →
Запахи влияют на здоровье человека →
Как выбрать здоровые саженцы? →

природные явления

Следующий материал

Также вам может быть интересно

Секреты садовода
Чилийские вина: яркие, плотные, экспрессивные
…Как сделать теплый пол?
Почему болит спина?
В ботаническом саду цветы пахнут гнилью?

Новости smi2. ru

Загадка красного листа

09.10.2010 | Интересные факты о температуре | Количество просмотров: 30724 | Комментарии (3)

В этом году осень яркая, красивая, можно сказать «в багрец и золото одетые леса…». Поэты, наверное, не задумывались, почему желтеют и краснеют листья на деревьях. А мы попробуем объяснить это для тех, кому интересно. Вообще природа настолько загадочна, что полностью объяснить даже такие, казалось бы, простые явления, как изменение цвета листьев осенью мы, как увидите, пока полностью не можем. И здесь загадки остаются.

Итак, самое простое объяснение, известное из школьной программы, выглядит примерно так: листья осенью, когда день становится коротким и понижается температура, перестают вырабатывать зеленый пигмент хлорофилл, желтеют и опадают. Все, казалось бы понятно. Но почему, если понизить температуру до тех же 10 °С летом они не опадают? Имеет ли температура решающее значение в изменении цвета листьев? Почему листья окрашены в различные яркие цвета?

На самом деле, каждый маленький новый листочек, рожденный на березе или клене весной, уже тогда готовится к своей гибели. В основании листика существует разделительный (или «отрезающий») слой клеток, образующих капилляры, через которые поступает вода для фотосинтеза хлорофилла и через которые питательная глюкоза, которую лист вырабатывает из воды и двуокиси углерода под влиянием солнечного света, поступает в ветви и ствол. Природа так устроила, что эти каналы должны непременно перекрыться с наступлением осени. Образуется «пробка», препятствующая обмену веществ лист-ствол. Это, можно сказать, процесс «на генетическом уровне», наверное, это подобно тому, как стареет человек – с возрастом обмен веществ становится все хуже. Каналы в листе перекрываются тоже постепенно. Без воды хлорофилл вырабатываться уже не может, окраска листа меняется.

Как показали недавние исследования, за осенний парад жёлтого и золотого, следующий за исчезновением зелёного хлорофилла, отвечает всего один белок — протеаза. Белок FtsH6 относится к семейству протеаз FtsH, способных расщеплять белок мембраны хлоропластов – светопринимающий комплекс фотосистемы II (LHC II), самый распространённый мембранный белок а земле. Как только этот структурных белок расщепляется, ранее незаметные пигменты – жёлтый ксантофилл и оранжевый каротин В становятся видимыми.

В некоторых статьях, объясняющих цвет листьев осенью, на этом собственно и заканчивается объяснение окраски листьев. Говорят, что по мере потери зеленого пигмента хлорофилла становятся заметными другие пигменты (красные, желтые и т.д.), всегда присутствующие в листьях.

Это не совсем так. Если желтый и оранжевый пигменты, так называемые ксантофиллы и каротины, присутствуют в листе все лето, то пигменты красного цвета, антоцианы, образуется в некоторых листьях только с приходом осени.

Антоцианы – это мощные антиоксиданты, которые присущи многим известным овощам и фруктам, таким как свекла, красные яблоки, красный виноград. Кстати, они разрешены в качестве пищевых добавок (E163). Большое значение в синтезе антоциана имеет солнечный свет. Вы замечали, что чем осенние дни яснее, тем листья ярче?
Как образуются антоцианы? Их образование зависит от расщепления сахаров в присутствии яркого света при понижении уровня фосфата в листьях.

Летом фосфата в листьях достаточно много, он нужен для расщепления сахаров, производимых хлорофиллом. Однако осенью фосфат, как и другие питательные вещества, перемещается из листьев в ствол растения. При этом изменяется процесс расщепления сахаров, что приводит к образованию антоциановых пигментов. Чем ярче свет в это время, тем больше производится антоцианов и тем более красивым получается цвет листьев. Поэтому, когда осенью солнечно и прохладно, а ночи холодные, но без заморозков, расцветка листьев обычно наиболее красочная.

Как известно все в природе имеет смысл. В чем же смысл того, что дерево тратит энергию на образование красного антоциана, если листья все равно должны скоро облететь? Думаю, что нам людям не стоит слишком обольщаться, что это только для того, чтобы доставить нам удовольствие от созерцания феерии осенних красок.

Полностью загадка не разгадана. Существует несколько гипотез. Первая в том, что образуя антиоксиданты растения пытаются хоть немного продлить жизнь осеннего листа.

Красные пигменты понижают температуру замерзания жидкостей в листе и помогают растению защититься от холода. Согласно теории фотозащиты, антоцианы защищают лист от вредного воздействия света при низких температурах, в присутствии антоцианов дереву удаётся усваивать питательные вещества (особенно азот) более эффективно. Чем дольше сохраняются листья, тем больше питания накапливается на зиму.

Согласно теории коэволюции, цвета – предупреждающие сигналы для насекомых, которые используют деревья как убежища на зиму. Насекомые могут избегать красных листьев и увеличивать свою приспособленность, а дерево в то же время получает преимущество, потому что понижается количество паразитов. Это было показано на примере яблони. У некоторых сельскохозяйственных сортов яблонь листья не окрашиваются осенью в красный цвет. Тля избегает яблонь с красными листьями, однако, активно растёт и размножается на деревьях, листья которых остаются зелеными.

Ярко красный цвет листьев некоторых ягодных растений (черноплодной рябины, например) помогает привлечь птиц осенью и тем самым, подкормить их.

Существует также теория аллелопатии. Аллелопатией называют свойство растений выделить органические соединения, которые тормозят развитие других растений. Американский биолог Френк Фрай (Frank Frey) выдвинул гипотезу, согласно которой деревья с большой концентрацией антоцианов в листьях отравляют почву под собой для других видов растений. Он провёл эксперимент, в котором обливал ростки сорняков экстрактом из жёлтых, зелёных и красных листьев. Семена, которые были политы экстрактом из красных листьев клёна, развивались существенно хуже.

Исследования продолжаются, и появляются новые теории, пытающиеся объяснить эту чудесную осеннюю загадку красного листа. И разгадывая подобные природные явления человек возможно сможет помочь самому себе стать здоровее и счастливее…

Статьи похожие по тематике:

Загадка снежинки

Температура солнца

Температура цвета

en.wikipedia.org

Почему в Америке больше осенних листьев, а в Европе — желтых: новая теория — ScienceDaily В Европе эти осенние листья в основном желтые, в то время как в Соединенных Штатах и Восточной Азии листва может похвастаться блестящей красной листвой.

Но почему в мире такие различия в осенних оттенках?

Новая теория, представленная профессором Симхой Лев-Ядун с факультета естественно-научного образования и биологии Университета Хайфы-Ораним и профессором Ярмо Холопайненом из Университета Куопио в Финляндии и опубликованная в Журнал New Phytologist предлагает сделать шаг на 35 миллионов лет назад, чтобы разгадать тайну цвета.

Зеленый цвет листьев дерева в основном обусловлен пигментом хлорофиллом. Изменение цвета на красный или желтый по мере приближения осени является не результатом отмирания листьев, а скорее результатом ряда процессов, которые различаются между красными и желтыми осенними листьями. Когда количество зеленого хлорофилла в листьях уменьшается, уже существующие желтые пигменты становятся доминирующими и придают листьям свой цвет. Красные осенние листья возникают в результате другого процесса: по мере уменьшения содержания хлорофилла в листе вырабатывается красный пигмент антоцианин, которого раньше не было. Эти факты были обнаружены совсем недавно и привели к всплеску научных исследований, пытающихся объяснить, почему деревья тратят ресурсы на создание красных пигментов как раз в тот момент, когда они собираются сбросить листву.

Объяснения, которые были предложены, различаются, и пока нет единого мнения по этому поводу. Некоторые исследования показывают, что красный пигмент вырабатывается в результате физиологических функций, которые делают повторную транслокацию аминокислот в древесные части дерева более эффективной для обеспечения его защиты от потенциального повреждения светом и холодом. Другие объяснения предполагают, что красный пигмент вырабатывается как часть стратегии дерева по защите от насекомых, которые питаются потоком аминокислот. Но каким бы ни был ответ, эти объяснения не помогают нам понять, почему процесс создания антоциана, красного пигмента, не происходит в Европе.

Подход эволюционной экологии предполагает, что яркие осенние цвета являются результатом долгой эволюционной войны между деревьями и насекомыми, которые используют их в качестве хозяев. Насекомые, как правило, высасывают аминокислоты из листьев осенью, а затем откладывают яйца в ущерб деревьям. Тлю больше привлекают желтые листья, чем красные. Деревья, которые тратят энергию на окрашивание своих листьев в красный цвет, могут выиграть от меньшего количества тли и меньшего количества яиц тли. И в этом случае защитная логика красной пигментации может быть верной, но почему осенью в Европе растет больше деревьев с желтыми листьями, если красные листья являются преимуществом?

Согласно теории профессоров Лев-Ядуна и Холопайнена, еще 35 миллионов лет назад большие площади земного шара были покрыты вечнозелеными джунглями или лесами, состоящими из тропических деревьев. На этом этапе произошла серия ледниковых периодов и засушливых периодов, и многие виды деревьев превратились в лиственные. Многие из этих деревьев также начали эволюционный процесс производства красных лиственных листьев, чтобы отпугивать насекомых. В Северной Америке, как и в Восточной Азии, горные цепи с севера на юг позволяли растениям и животным «мигрировать» на юг или север с наступлением и отступлением льда в зависимости от климатических колебаний. И, конечно же, вместе с ними мигрировали и их «враги» насекомые. Таким образом, война за выживание продолжалась там непрерывно.

В Европе, с другой стороны, горы – Альпы и их боковые ответвления – простираются с востока на запад, и поэтому охраняемые территории не создавались. Многие виды деревьев, не пережившие сильные холода, погибли, а вместе с ними и насекомые, выживание которых зависело от них. В конце повторяющихся ледниковых периодов большинству видов деревьев, выживших в Европе, не нужно было справляться со многими вымершими насекомыми, и, следовательно, им больше не приходилось затрачивать усилия на производство красных предупреждающих листьев.

По словам ученых, доказательство в пользу этой теории можно найти у карликовых кустарников, которые растут в Скандинавии и осенью все еще окрашивают свои листья в красный цвет. В отличие от деревьев, карликовые кустарники сумели пережить ледниковые периоды под слоем снега, который покрывал их и защищал от экстремальных условий наверху. Под покровом снега были защищены и насекомые, которые питались кустарниками, поэтому борьба с насекомыми продолжалась и в этих растениях, заставляя их окрашивать листья в красный цвет.

Почему осенняя листва становится такой красной и огненной? Это зависит.

Наука|Почему осенняя листва становится такой красной и огненной? Это зависит.

Продолжить чтение основной истории

Трилобиты

Верхушки деревьев возле горы Сонг в Талли, штат Нью-Йорк, на прошлой неделе. Фото… Лорен Лонг/The Syracuse Newspapers, через Associated Press

25 октября 2016 г.

Листья перед тем, как упасть на землю, кричат последние крики цвета. Их крики — золотые, малиновые или алые — в конце концов превращаются в коричневые меха, а их безжизненные тела высыхают на лесной подстилке.

Он поглощает их сморщенные трупы и все — корм для червей. Падение листа осенью — это организованная смерть. Сложная, блестящая, красивая смерть.

Сейчас в Соединенных Штатах сезон осенней листвы в самом разгаре, и все хотят взглянуть на огненное шоу. Пешеходные тропы переполнены. Горные дороги забиты, а кулачки-листья пользуются большой популярностью. Когда вы думаете об этом, как о наблюдении за гибелью листьев, это звучит болезненно, но, тем не менее, завораживает. Служит ли какой-либо цели то, как некоторые краснеют в процессе?

Листья изначально желтые. Хлорофилл, химическое вещество, ответственное за придание листьям зелени и преобразование света в энергию во время фотосинтеза, весной и летом подавляет его. Но когда температура, дневной свет и погодные явления, такие как дождь или засуха, вызывают отмирание листьев осенью, хлорофилл разрушается и обнажает желтые или оранжевые химические вещества-помощники, известные как каротины или каротиноиды, которые были там все это время.

Красный — это отдельная история, потому что он сделан специально. Когда некоторые листья отмирают, они производят химические вещества, называемые антоцианами (которые также содержатся в кожуре винограда и яблок) из накопленных сахаров. Эти химические вещества производят красный пигмент, который может сочетаться с зелеными пигментами, оставшимися от хлорофилла, и давать различные оттенки красного.

Насколько ярко этот красный цвет зависит от того, к какому виду принадлежит лист, его врожденной генетики и окружающей среды, включая лес, дерево и отдельные листья, сказал Джон Силандер, эколог и биолог-эволюционист из Университета Коннектикута. .

Но, не прибегая к химическому объяснению, остается вопрос: почему некоторые листья используют драгоценную энергию, чтобы стать красными прямо перед смертью? По словам доктора Силандера, есть несколько эволюционных объяснений, но многие из них звучат противоречиво.

Согласно статье 2007 года, опубликованной в The Botanical Review, красные и желтые осенние листья могут быть мигающими стрелами, привлекающими птиц и млекопитающих к плодам дерева. Животные, которые останавливаются, чтобы перекусить, затем будут делать то же, что и животные, разбрасывая семена на ходу, тем самым способствуя выживанию вида.

С другой стороны, цветные листья могут работать как крылья бабочки монарха, предупреждая других о неприятных на вкус защитных ядах или химических веществах, которые обычно содержатся в красных листьях.

Но это тоже может быть ошибкой. Вредители, откладывающие яйца осенью, могут предпочесть тусклые растения ярким, оставляя яркие растения выживать.

«Это может быть сигналом «Я суперздоров, не беспокойтесь» для потенциальных насекомых, вредителей или паразитов, что они должны искать в другом месте», — написала Керисса Баттл, преподаватель общественных наук в Community Greenways Collaborative. электронное письмо.

Но опять же, сказала она, красный цвет также может сигнализировать о том, что лист уже отходит, и не так много полезной пищи осталось, прежде чем он упадет.

На прошлой неделе Маргарет Гулд «подглядывала за листвой» в Олбани.