Чому листя восени стає червоним і жовтим – вчені пояснили приховану "хімію" дерев

Осіннє забарвлення листя є не просто красивим сезонним явищем, а результатом складних хімічних процесів усередині рослин. Саме завдяки їм дерева готуються до холодів і переходять у режим зимового "сну". Про це пише Science times.

Дивіться також Друге за величиною в історії: мегацунамі накрило популярний туристичний район 

Як дерева "вирішують" змінити колір листя?

У теплу пору року листя здається зеленим через високу концентрацію хлорофілу – пігменту, який відповідає за фотосинтез. Саме він дозволяє рослинам перетворювати сонячне світло, воду та вуглекислий газ на енергію для росту.

Коли дні стають коротшими, а температура починає знижуватися, дерева отримують сигнал про наближення зими. У цей момент вони поступово припиняють виробляти новий хлорофіл.

Оскільки старий пігмент природно руйнується, зелений колір починає зникати. Саме тоді проявляються інші пігменти, які весь цей час були приховані всередині листя.

Як пише BBC, перед скиданням листя дерево також створює спеціальний корковий шар клітин у місці кріплення листка до гілки. Цей шар перекриває подачу води та поживних речовин. У результаті листок фактично відокремлюється від дерева й починає втрачати зелений колір.

Найяскравіші осінні барви зазвичай виникають тоді, коли прохолодні ночі поєднуються із сонячними днями. Такі умови пришвидшують руйнування хлорофілу та стимулюють вироблення нових пігментів.

Які пігменти створюють осінні кольори?

За жовті, помаранчеві та золотисті відтінки відповідають каротиноїди. Вони присутні в листі протягом усього року, але влітку їх перекриває зелений хлорофіл. Саме каротиноїди роблять моркву помаранчевою, а кукурудзу жовтою.

Червоні, пурпурові та рожеві кольори виникають завдяки антоціанам. На відміну від каротиноїдів, ці пігменти дерево починає активно виробляти наприкінці літа. Їхня поява залежить від яскравого сонячного світла та накопичення цукрів у листі.

Особливо багато антоціанів утворюють цукрові клени, тому восени вони набувають насиченого червоного кольору.

Різні види дерев мають власні комбінації пігментів. Наприклад, гікорі стають золотисто-бронзовими, дерен набуває червоно-фіолетових відтінків, а дуби зазвичай переходять у коричневі та рудуваті кольори. На відміну від листяних дерев, вічнозелені рослини не скидають усе листя перед зимою. Їхні голки здатні витримувати мороз, вітер і нестачу води навіть у холодний сезон.

Секрет полягає у спеціальній будові хвої. Голки мають дуже малу площу поверхні, що суттєво зменшує втрату вологи. Крім того, вони вкриті товстим восковим шаром, який додатково захищає рослину від висихання та низьких температур.

Хвойні дерева також містять підвищену концентрацію хлорофілу, завдяки чому можуть продовжувати фотосинтез навіть узимку при слабкому сонячному світлі. При цьому хвоя все ж опадає, але поступово. Окремі голки можуть залишатися на дереві від 2 до 7 років, після чого замінюються новими.

Чим відрізняються листяні та хвойні дерева?

Листяні дерева обрали стратегію швидкого росту та максимально ефективного фотосинтезу в теплі місяці року. Їхні широкі листки добре поглинають світло, але погано витримують мороз. Узимку такі листки могли б замерзнути та пошкодитися, а підтримка їхньої роботи потребувала б занадто багато енергії. Саме тому дерева скидають листя й переходять у стан спокою.

Хвойні дерева, навпаки, інвестують ресурси у міцні та довговічні голки, здатні працювати цілий рік. Така стратегія особливо ефективна в регіонах із коротким теплим сезоном.

Осіннє забарвлення не відбувається за суворим календарем. На нього впливають тривалість світлового дня, температура, кількість опадів та навіть висота над рівнем моря. У північних регіонах листя зазвичай змінює колір раніше через швидше скорочення світлового дня. У гірських районах осінні барви теж з'являються раніше, ніж у низинах.

Погодні умови можуть суттєво впливати на інтенсивність кольорів. Посуха здатна прискорити зміну кольору, але водночас зробити його тьмянішим. А різкі морози іноді призводять до того, що листя опадає ще до появи яскравих відтінків.

Чому деяке листя стає коричневим?

Не всі дерева восени демонструють яскраві кольори. Іноді листя швидко буріє через пошкодження, хвороби або різке похолодання.

Коричневий колір виникає через накопичення танінів та інших продуктів розпаду, коли листок фактично відмирає без активного утворення антоціанів.

Дуби, наприклад, природно мають більше танінів і менше червоних пігментів, тому частіше стають коричневими, а не яскраво-червоними. Осіння зміна кольору є не лише красивим природним явищем, а й прикладом ефективного "управління ресурсами" у природі. Перед тим як скинути листя, дерева повертають із нього частину поживних речовин назад у стовбур і коріння для використання навесні.

Саме тому осінні ліси є не просто сезонною декорацією, а результатом мільйонів років еволюції та адаптації рослин до змін клімату.