Цвета осенних листьев — феномен, который происходит с обычно зелёной листвой листопадных деревьев и кустарников, в результате которого они окрашиваются в один или несколько цветов, варьирующихся от красного до жёлтого. Наблюдается в течение нескольких недель осенью. В некоторых областях Соединённых Штатов и на значительной территории Канады развит туризм «созерцания листьев», проводящийся с начала цветовых изменений и заканчивающийся с опадением листьев[1].
Хлорофилл и зелёный цвет
правитьЗелёный цвет листьев обусловлен присутствием пигмента, называемого хлорофиллом, который играет ключевую роль в фотосинтезе. В период активного роста растений хлорофилл содержится в больших количествах в клетках листьев, доминируя над другими пигментами и придавая листьям характерный зелёный оттенок. Этот эффект особенно заметен в летнее время, когда процесс фотосинтеза находится на пике своей активности.
Фотосинтез, происходящий благодаря хлорофиллу, заключается в поглощении солнечного света и преобразовании его в химическую энергию, которая используется для синтеза глюкозы из воды и углекислого газа. Глюкоза, являясь основным источником углеводов, служит важным питательным веществом для роста и развития растения.
Со временем, ближе к осени, жилки листьев, по которым транспортируются вода и питательные вещества, начинают закрываться из-за образования пробкового слоя в основании листа. Это приводит к уменьшению поступления воды и минералов, что вызывает постепенное разрушение хлорофилла. Поскольку его запасы не восполняются, листья утрачивают зелёный цвет, и начинают проявляться другие пигменты, такие как каротиноиды и антоцианы. Жилки могут оставаться зелёными дольше, чем остальная ткань листа, которая уже изменяет свой цвет на красный, желтый или оранжевый.
Этот процесс обусловлен изменениями состояния растения по мере подготовки к зимнему периоду.
Пигменты, способствующие изменению цвета
правитьКаротиноиды
править
Каротиноиды имеют преимущественно жёлтый или оранжевый цвет. Они всегда присутствуют в листьях, но перекрываются зелёным цветом хлорофилла.
Антоцианы
правитьАнтоцианы, которые ответственны за красные цвета в листьях, не присутствуют в листьях до тех пор, пока в листьях не начнёт снижаться уровень хлорофиллов. Раньше предполагали[кто?], что антоцианы - просто результат разрушения зелёного хлорофилла, но эта теория уже не считается общепризнанной.[источник не указан 370 дней] Для листьев ряда растений характерно иное изменение цвета: молодые листья имеют красную или фиолетовую окраску, а зелёными становятся позже. Такое явление характерно, к примеру, для бузины красной (Sambucus racemosa) и пиериса японского (Pieris japonica) и связано с повышенным содержанием в молодых листьях антоцианов, которые обладают свойством преобразовывать световую энергию в тепловую, что важно для развития растения ранней весной[2].
Клеточные стенки
правитьКоричневый цвет листьев возникает не из-за действия какого-либо пигмента, а из-за клеточных стенок, которые становятся заметными, когда отсутствуют видимые красящие пигменты. Они-то и делают коричневыми дубовые листья.
Функции осенней расцветки листьев
правитьФотозащитная
правитьВ конце XIX века было замечено, что синтез антоцианов в листьях увеличивается при низких температурах и хорошем освещении. Первоначально предполагалось, что антоцианы выполняют функцию защиты листьев от вредного воздействия ультрафиолетового излучения. Однако в 1980-х годах было установлено, что антоцианы синтезируются внутри клеток листьев, а не на их поверхности, что поставило под сомнение теорию фотозащиты. Дополнительно выяснилось, что антоцианы не обеспечивают защиту от ультрафиолетового излучения в диапазоне спектра UV-B[3].
Стиль этого раздела неэнциклопедичен или нарушает нормы литературного русского языка. |
Коэволюционная
правитьСогласно теории коэволюции, цвета осенних листьев являются предупреждающими сигналами для насекомых, использующих деревья в качестве питающей среды на время зимы. Например, тли.
Аллелопатия
правитьАллелопатией называют свойство одних живых организмов (в том числе растений) выделять органические соединения, которые тормозят развитие других.
Американский биолог Фрэнк Фрай (Frank Frey) выдвинул гипотезу, согласно которой деревья с большой концентрацией антоцианов в листьях отравляют почву под собой для других видов[4]. Он провёл эксперимент, в котором обливал ростки с экстрактом из жёлтых, зелёных и красных листьев. Семена, которые были политы экстрактом из красных листьев клёна, развивались существенно хуже.
Туризм
править
Хотя некоторые осенние изменения в цветах листьев присутствуют везде, где есть листопадные деревья, наиболее яркая осенняя листва обнаруживается в четырёх или пяти регионах мира: большая часть континентальной Канады; большая часть США; Скандинавия и Северная Европа, Россия и Восточная Азия, включая значительную часть Китая, Кореи и Японии[5][6].
Климатические воздействия
правитьСогласно приведённым в журнале Global Change Biology исследованиям, изменения климата задерживают осеннее окрашивание листьев, но увеличивают продуктивность лесов.
См. также
правитьПримечания
править- ↑ The Foliage Network (англ.). Дата обращения: 1 января 2021. Архивировано из оригинала 25 марта 2012 года.
- ↑ Животные и растения. Иллюстрированный энциклопедический словарь. — М.: Эксмо, 2007. — С. 155—156. — 1248 с. — 5000 экз. — ISBN 5-699-17445-1.
- ↑ Jean-Hugues B. Hatier, Kevin S. Gould. Anthocyanin Function in Vegetative Organs (англ.) // Anthocyanins: Biosynthesis, Functions, and Applications / Chris Winefield, Kevin Davies, Kevin Gould. — New York, NY: Springer, 2009. — P. 1–19. — ISBN 978-0-387-77335-3. — doi:10.1007/978-0-387-77335-3_1. Архивировано 21 сентября 2024 года.
- ↑ Frank Frey, Maggie Eldridge, Colgate University. Mother Nature’s Weapon of Mass Destruction? Red Leaves (англ.). www.newswise.com (7 октября 2005). Дата обращения: 14 января 2024. Архивировано 14 января 2024 года.
- ↑ David F. Graper. Pest Alert (англ.). South Dakota State University (30 августа 1998). Дата обращения: 28 ноября 2006. Архивировано из оригинала 20 октября 2006 года.
- ↑ Daniel Altman. Fall foliage sets Japan ablaze (англ.) // Taipei Times : newspaper. — 2006. — 8 November. — P. 13. Архивировано 14 ноября 2023 года.