Осенняя окраска листьев является не просто красивым сезонным явлением, а результатом сложных химических процессов внутри растений. Именно благодаря им деревья готовятся к холодам и переходят в режим зимнего "сна". Об этом пишет Science times.
Смотрите также Второе по величине в истории: мегацунами накрыло популярный туристический район
Как деревья "решают" изменить цвет листьев?
В теплое время года листья кажутся зелеными из-за высокой концентрации хлорофилла – пигмента, который отвечает за фотосинтез. Именно он позволяет растениям превращать солнечный свет, воду и углекислый газ в энергию для роста.
Когда дни становятся короче, а температура начинает снижаться, деревья получают сигнал о приближении зимы. В этот момент они постепенно прекращают вырабатывать новый хлорофилл.
Поскольку старый пигмент естественно разрушается, зеленый цвет начинает исчезать. Именно тогда проявляются другие пигменты, которые все это время были скрыты внутри листьев.
Как пишет BBC, перед сбросом листьев дерево также создает специальный корковый слой клеток в месте крепления листа к ветке. Этот слой перекрывает подачу воды и питательных веществ. В результате листок фактически отделяется от дерева и начинает терять зеленый цвет.
Самые яркие осенние краски обычно возникают тогда, когда прохладные ночи сочетаются с солнечными днями. Такие условия ускоряют разрушение хлорофилла и стимулируют выработку новых пигментов.
Какие пигменты создают осенние цвета?
За желтые, оранжевые и золотистые оттенки отвечают каротиноиды. Они присутствуют в листьях в течение всего года, но летом их перекрывает зеленый хлорофилл. Именно каротиноиды делают морковь оранжевой, а кукурузу желтой.
Красные, пурпурные и розовые цвета возникают благодаря антоцианам. В отличие от каротиноидов, эти пигменты дерево начинает активно производить в конце лета. Их появление зависит от яркого солнечного света и накопления сахаров в листьях.
Особенно много антоцианов образуют сахарные клены, поэтому осенью они приобретают насыщенный красный цвет.
Различные виды деревьев имеют собственные комбинации пигментов. Например, гикори становятся золотисто-бронзовыми, дерен приобретает красно-фиолетовые оттенки, а дубы обычно переходят в коричневые и рыжеватые цвета. В отличие от лиственных деревьев, вечнозеленые растения не сбрасывают все листья перед зимой. Их иглы способны выдерживать мороз, ветер и недостаток воды даже в холодный сезон.
Секрет заключается в специальном строении хвои. Иглы имеют очень малую площадь поверхности, что существенно уменьшает потерю влаги. Кроме того, они покрыты толстым восковым слоем, который дополнительно защищает растение от высыхания и низких температур.
Хвойные деревья также содержат повышенную концентрацию хлорофилла, благодаря чему могут продолжать фотосинтез даже зимой при слабом солнечном свете. При этом хвоя все же опадает, но постепенно. Отдельные иголки могут оставаться на дереве от 2 до 7 лет, после чего заменяются новыми.
Чем отличаются лиственные и хвойные деревья?
Лиственные деревья выбрали стратегию быстрого роста и максимально эффективного фотосинтеза в теплые месяцы года. Их широкие листья хорошо поглощают свет, но плохо выдерживают мороз. Зимой такие листья могли бы замерзнуть и повредиться, а поддержка их работы требовала бы слишком много энергии. Именно поэтому деревья сбрасывают листья и переходят в состояние покоя.
Хвойные деревья, наоборот, инвестируют ресурсы в крепкие и долговечные иглы, способны работать круглый год. Такая стратегия особенно эффективна в регионах с коротким теплым сезоном.
Осенняя окраска не происходит по строгому календарю. На него влияют продолжительность светового дня, температура, количество осадков и даже высота над уровнем моря. В северных регионах листья обычно меняют цвет раньше из-за более быстрого сокращения светового дня. В горных районах осенние краски тоже появляются раньше, чем в низинах.
Погодные условия могут существенно влиять на интенсивность цветов. Засуха способна ускорить изменение цвета, но одновременно сделать его тусклым. А резкие морозы иногда приводят к тому, что листья опадают еще до появления ярких оттенков.
Почему некоторые листья становятся коричневыми?
Не все деревья осенью демонстрируют яркие цвета. Иногда листья быстро буреют из-за повреждения, болезни или резкого похолодания.
Коричневый цвет возникает из-за накопления танинов и других продуктов распада, когда листок фактически отмирает без активного образования антоцианов.
Дубы, например, естественно имеют больше танинов и меньше красных пигментов, поэтому чаще становятся коричневыми, а не ярко-красными. Осенняя смена цвета является не только красивым природным явлением, а й примером эффективного "управления ресурсами" в природе. Перед тем как сбросить листья, деревья возвращают из них часть питательных веществ обратно в ствол и корни для использования весной.
Именно поэтому осенние леса являются не просто сезонной декорацией, а результатом миллионов лет эволюции и адаптации растений к изменениям климата.