Метаморфози природи: чому листя на деревах восени змінює свій колір

Рослини використовують набір пігментів для виробництва енергії з сонячного світла, і восени деякі з них стають більш помітними, ніж інші.

Щоосені ми стаємо свідками перетворення дерев та інших рослин. Листя на деревах перед тим, як опасти, змінює свій колір із зеленого на помаранчевий, жовтий і червоний. Але чому в рослин відбуваються такі зміни і як вони розуміють, коли потрібно змінюватися? Про це пише Live Science.

У Фокус. Технології з’явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Дерева та чагарники, які ростуть у помірному кліматичному поясі Землі, які скидають своє листя восени називаються листопадними рослинами. З іншого боку, в цьому ж поясі ростуть і хвойні рослини, які залишаються завжди зеленими. І ті, й інші види дерев виробляють менше енергії з сонячного світла взимку, але хвойні дерева пристосовані зберігати свій вічнозелений вигляд через мінімізацію втрат води.

Застиглий на 18 млн років ліс. На острові Лесбос виявили скам’янілі дерева різних розмірів

За словами Адама Мура з Лісової служби штату Колорадо, дерева всіх видів вловлюють сигнали довкілля, які підказують їм, коли потрібно починати підготовку до зими. На початку осені погодні умови змінюються, стає холодніше, а тривалість світлового дня скорочується. Відповідно рослини отримують менше сонячного світла, яке вони використовують для виробництва енергії та поступово починають відмовлятися від підтримки життєздатності листя.

Рослини використовують набір пігментів для виробництва енергії із сонячного світла, і восени деякі з них стають помітнішими, ніж інші

Хоча хлорофіл є найпоширенішим пігментом у листі, який дерева і чагарники використовують для отримання світла, у рослин є й інші пігменти. Коли кількість хлорофілу в листі починає зменшуватися, ці пігменти проявляють себе.

За словами Крістіни Безансон з Массачусетського університету в Амхерсті, США, листя стає червоним завдяки таким пігментам, як антоціани, а помаранчевим і жовтим — завдяки пігментам під назвою каротиноїди і ксантофіли. Але у різних дерев є свій набір вторинних пігментів, що і визначає колір їхнього осіннього листя.

За словами вчених, дерева створюють собі енергію за допомогою фотосинтезу і листя в цьому процесі відіграє найважливішу роль. Різні пігменти в листі допомагають уловлювати світло різних довжин хвиль і це дає змогу деревам виробляти більше енергії. Але не всі дерева мають багатий набір вторинних пігментів, але ті, у яких він є, ростуть швидко.

За словами Безансон, час, коли дерева починають змінювати колір свого листя, залежить не тільки від змін у навколишньому середовищі, а й від генетики рослин.

Навіть коли листопадні рослини повністю скидають своє листя наприкінці осені або на початку зими, вони, як і раніше, залишаються важливою складовою екосистеми. Дерева блокують переміщення сильних вітрів, а також забезпечують середовище проживання для птахів. Що ж стосується опалого листя, то воно є хорошим добривом для ґрунту, адже наповнює його поживними речовинами. З іншого боку, опале листя створює покрив, який зберігає коріння дерев у теплі під час холодних зим.

Як уже писав Фокус, вчені розповіли на скільки ще може вирости найвище дерево на Землі.

• Читайте нас у:
• Читайте у Telegram
• Читайте у Facebook
• Читайте у Twitter

• Теги:
• природа
• дерева
• осінь
• рослини
• листя
• фотосинтез

• Поширити:
• відправити у Telegram
• поділитись у Facebook
• твітнути
• відправити у Viber
• відправити у Whatsapp
• відправити у Messenger

Чому восени опадає листя?

Осінній листопад – надзвичайно яскраве і дивовижне явище природи, яке вражає красою. Дивлячись на облетающие золоті листя, які стеляться м’якими килимами, неодмінно виникає питання: як влаштований цей процес і чому, власне, восени опадає листя?

Багато видів дерев звільняються від листя для виживання в несприятливих погодних умовах. В тропіках і субтропіках листя осипається на початку сухого сезону, в регіонах з помірним кліматом дерева втрачають листя восени, коли наближається холодна погода. Дерева, які скидають листя в певний час року, відомі як листяні дерева. Дерева, листя яких опадає, називаються вічнозеленими деревами.

Більшості видів листяних дерев притаманні широкі листки, які обсипаються в холодну або посушливу погоду. Вічнозелені дерева, на відміну від листяних, ростуть у вологому теплому кліматі, або мають стійкі до погоди голки.

Цікавий факт: Вічнозелені дерева зберігають листя протягом року, оскільки їх листя покрита воском, який захищає від холоду, а в їх клітинах містяться антифризные хімічні речовини, які не дають дереву замерзнути при низьких температурах навколишнього середовища. Листяні дерева ж, навпаки, дуже чутливі до холоду.

Вічнозелені дерева зберігають листя протягом року

Причини листопада:

• тривалість світлового дня;
• пошкодження листя;
• посушливий клімат;
• холодний клімат;
• запилення дерев.

Тривалість світлового дня

Руйнування хлорофілу в листі при скороченні світлового дня

Восени поступово скорочується тривалість світлового дня. По мірі зниження впливу денного світла в листках зменшується виробництво хлорофілу – зеленого пігменту, з допомогою якого рослина поглинає сонячне світло і потім перетворює його на поживні речовини; і уповільнюється процес фотосинтезу (який здійснюється за участю хлорофілу), поки не зупиниться.

Внаслідок цього припиняється виробок сахарози, яку рослини використовують в якості їжі, і, отже, обмежується надходження в дерево елементів живлення. Щоб зменшити потребу в поживних речовинах і протистояти холоду або спеки дерева скидають листя.

Цікавий факт: Помічено, що лісові дерева швидше скидають листя, ніж міські. Це пов’язано з тим, що в місті більше освітлення, включаючи штучне (ліхтарі, світло вікон, машин тощо).

Пошкодження листя

До кінця літа листя пошкоджується комахами, хворобами або загальним зносом і готові до оновлення. З приходом осені дерева стикаються з низькою температурою навколишнього середовища, холодними вітрами та іншими умовами, які також пошкоджують листя. З цих причин листя опадає. Крім того, крім поживних речовин у листках збираються шкідливі речовини (метаболіти, зайві мінеральні солі). Тому, позбавляючись від листя, рослина очищається.

Посушливий клімат

Листяні дерева скидають листя в посуху, щоб уникнути висихання

При жаркій погоді листки випаровують багато вологи. Коріння дерева, забезпечуючи листя, втрачають велику кількість води. Листя хвойних, т. зв. вічнозелених дерев, не піддається обпадання, оскільки їх голки, займаючи невелику площу поверхні, вимагають менше вологи порівняно з листяними деревами. Таким чином, листяні дерева скидають листя в посушливий період, щоб зменшити потребу у волозі і уникнути висихання.

Холодний клімат

Восени дерева, відчуваючи скорочення денного світла та зниження температури повітря, починають готуватися до холодів. Щоб зберегти достатню кількість водних та енергетичних ресурсів для зимового періоду, рослини накопичують поживні речовини і позбавляються від листя. Цей процес відбувається циклічно і не несе шкоди для рослини. Так починається осінній листопад.

Накопичення поживних речовин

Дерева збирають цінні поживні речовини (нутрієнти) з листя і накопичують їх у коренях для подальшого застосування. Хлорофіл (пігмент, що забарвлює листя в зелений колір) першим розкладається на елементи живлення. До речі, у зв’язку з цим листя восени міняють колір із зеленого на жовтогарячий, червоний, золотий.

Відділення листя дерева

Отделительный шар клітин відокремлює лист від гілки, внаслідок чого відбувається процес листопада

Листя відсікаються від дерева з допомогою видільного шару, який утворюється в місці, де стебло листа з’єднується з гілкою, і являє собою скупчення клітин. По мірі того, як осінні дні скорочуються, цей шар забиває судини на стеблі аркуша, які переміщують в листок воду, а в дерево – нутрієнти. Після того, як стебло забивається, шар стає сухим і лускатим і, в результаті розкладання, відокремлює лист від дерева. На місці відпали листя навесні з’являються нові стебла і відростають листя.

Дерева, позбувшись від листя, входять у стан анабіозу, яке порівнюється з глибоким сном. В цей час рослина використовує запаси поживних речовин, відстрочені влітку.

Користь опалого листя

Опале листя продовжує приносити користь деревам

Опале листя не втрачають екологічного значення. При розкладанні їх корисні речовини надходять у грунт і годують майбутні покоління рослинної і тваринної життя. Завдяки цьому дерево отримує необхідні нутрієнти для вирощування нових листків. Крім того, шар скинутих листя, що вкриває грунт, зігріває і захищає дерево від промерзання в холодну пору.

Цілком ймовірно, що опале листя являє собою головний фактор виживання не тільки дерев, але і лісів в цілому.

Запилення дерев

Скидання листя деревами також підвищує ефективність запилення квітучих рослин. Коли на гілках відсутні листя, вітряна пилок поширюється на великі території і, відповідно, охоплює більше дерев.

Відповідь на питання чому восени опадає листя очевидний: опадання листя допомагає деревах зберігати енергію і воду, тобто виконує енергозберігаючу функцію і підтримує водний баланс в організмі рослини. Скидання листя – спосіб адаптації дерев до погодних умов.

Крім того, опадання листя на деревах не залежить виключно від кліматичних змін, це природний процес, закладений природою в біологічний цикл (кімнатні рослини також скидають листя), який допомагає їм оновлюватися.