Почему осенью листопад у деревьев? Отвечает Георгий Граубин

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.

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:

1. Сберечь влагу зимой.
2. Избавиться от лишних солей.
3. 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".