Каждую осень мы любуемся яркими красками опадающей листвы. Но откуда берутся пурпурные, золотые и багряные тона? Почему деревья избавляются от листьев перед зимой? Давайте разберемся в причинах и механизмах этого удивительного явления вместе с известным писателем-натуралистом Георгием Граубиным.
Причины пожелтения листьев осенью
Почему летом листва у деревьев зеленая, а осенью меняет свой цвет на желтый, красный или пурпурный? В чем причина этой удивительной перемены?
Все дело в хлорофилле - зеленом пигменте растений. Именно он придает листьям ярко-зеленый оттенок. Но хлорофилл постоянно разрушается на свету и также восстанавливается. Летом, когда светового дня много, эти процессы уравновешены. А вот осенью, с наступлением длинных ночей, в листьях становится меньше света. Хлорофилл продолжает разрушаться, но уже не успевает восстанавливаться в прежнем объеме. Поэтому зеленый пигмент "разбавляется" другими красящими веществами, которые раньше были незаметны.
Хлорофилл в живом листе постоянно разрушается и вновь образуется. Но происходит это только на свету. Летом солнце светит долго. Хлорофилл разрушается и тут же восстанавливается, разрушается и опять восстанавливается... Образование хлорофилла не отстает от его разрушения. Лист все время остается зеленым.1
Помимо хлорофилла в листве содержатся каротиноиды и антоцианы - пигменты желтого, оранжевого и красного цветов. Именно они и придают листьям осеннюю расцветку после того, как зеленый хлорофилл начинает разрушаться. Чем больше того или иного пигмента в листе, тем ярче его осенний наряд.
Но дело не только в соотношении красителей. На интенсивность окраски влияет и погода осенью. В солнечную погоду с чередованием теплых дней и холодных ночей листва играет всеми цветами радуги. А вот при избытке влаги и недостатке свечения краски получаются блеклыми.
- Яркие краски при солнце и перепадах температур;
- Тусклая расцветка в дождливую погоду.
Механизм опадения листьев
Итак, мы выяснили, что желтые и красные тона листвы - это результат осенних изменений в составе пигментов. Но почему опавшие листья не просто меняют цвет, а полностью отделяются от дерева?
Все начинается с формирования так называемого пробкового слоя в основании черешка - места крепления листа к ветке. Этот слой действует как перегородка, отсекая сосуды, подводящие к листу питание.
Оказывается, осенью в основании черешка, в том месте, где он прикрепляется к ветке, появился так называемый пробковый слой. Он, как перегородка, отделил черешок от ветки.
Кроме того, на опадение листвы влияют внутренние "часы" растения. Они фиксируют укорачивание дня осенью и запускают в листьях целую цепочку изменений - от смены пигментов до образования пробкового слоя.
В итоге связь листа с веткой поддерживается лишь тончайшими нитями, которые обрывает малейший ветерок. Вот почему даже слабый осенний ветер обдирает с деревьев целые облака разноцветной листвы.
| Август | Желтеют листья березы и липы |
| Начало сентября | Появляется золотой наряд у клена |
| Сентябрь | Краснеет листва рябин |
| Конец сентября | Желтеет и краснеет листва осины |
Как видно из хронологии, у каждого дерева свои сроки смены наряда. И это тоже задается внутренними часами растений, отсчитывающими приближение зимы.
Необходимость листопада для деревьев
Итак, мы разобрались с механизмом осеннего изменения окраски и опадения листьев. Но зачем все эти сложные процессы нужны деревьям? Почему им выгодно периодически сбрасывать листву?
Дело в том, что зимой деревья испытывают нехватку влаги из-за промерзания почвы. А листья, наоборот, интенсивно испаряют воду через устьица на своей поверхности. Поэтому, сбрасывая листву, дерево резко сокращает потери влаги и таким образом защищается от "зимней засухи".
Кроме того, в листьях скапливаются лишние минеральные соли, которые со временем могли бы отравить дерево. Опадая вместе с листвой, эти соли удаляются, не причиняя вреда.
Наконец, голые зимние ветки гораздо лучше выдерживают тяжесть снега и налипшего льда. А вот ветки, усыпанные листьями, часто ломаются под этой ношей.
Итак, листопад позволяет деревьям:
- Сберечь влагу зимой.
- Избавиться от лишних солей.
- Облегчить ветки для зимних нагрузок.
Без этого адаптивного механизма многие лиственные породы не смогли бы переживать суровые зимы умеренного климата.
Однако помимо "технических" причин, листопад играет важную роль в подготовке деревьев к зимней спячке. Давайте разберемся, как еще листья помогают растениям выжить в морозы.
Подготовка деревьев к зиме
Сбрасывая листья, деревья не просто решают насущные проблемы, но и готовятся к предстоящим холодам. Эта подготовка включает в себя накопление питательных веществ, замедление всех процессов и повышение морозоустойчивости тканей.
В течение лета деревья запасают избыток сахаров и крахмала, превращая их впоследствии в "антифриз" - вещества, понижающие температуру замерзания клеточного сока. Этот механизм позволяет растениям переждать морозы до -40 градусов!
Одновременно "замедляются часы" всех процессов в дереве - от дыхания до роста. Растение переходит в режим глубокого зимнего покоя, напоминающего спячку животных.
Весеннее "пробуждение" деревьев
Защитные механизмы, запущенные осенним листопадом, позволяют деревьям безбедно перезимовать. Граубин задает вопрос о том, почему осенью листопаде? Однако весной, с наступлением потепления, начинается их "пробуждение" - постепенная активизация всех функций растительного организма.
И тут таяние снега и ледниковая вода как нельзя кстати. Зимой деревья сильно обезвоживаются, и первую влагу весны они впитывают с жадностью. Вместе с водой из почвы поступают питательные вещества, запуская процессы роста и развития.
Однако с наступлением тепла деревья теряют и морозоустойчивость. Поэтому резкие заморозки весной особенно опасны - они застают растения врасплох на стадии "пробуждения".
