Чому листя восени має різний колір

Неможливо відірвати очі від осінніх гаїв і перелісків, коли більш-менш однотонна зелень крон замінюється на справжнє буйство кольорів. Золоте, лілове, помаранчеве, червоне, фіолетове і бордове листя з’являється на різних деревах і у різний час, інформує Ukr.Media.

У деяких північних країнах з рясною лісовою рослинністю (Канада, США, Скандинавія, Східна Азія) навіть існує особливий різновид туризму, званий “спогляданням листя”, який приносить досить великий внесок в економіку. Восени мандрівників-естетів возять по найбільш барвистих куточках країни, демонструючи пейзажі, де величезні території вкриті золотом і багрянцем.

А часом навіть в одній кроні одночасно поєднується кілька кольорів. Чому так відбувається? Невже природі просто хочеться нас “порадувати” перед настанням холодів?

Зрозуміло, ні. Хоча таке різнобарв’я, безумовно, дуже приємне для будь-якого погляду, еволюційно процес цей виник через зовсім інші причини. “Винний” у цьому життєвий цикл рослин, а “відповідають” за барвисте перетворення листя особливі пігменти. Давайте про все послідовно.

Рослинні пігменти — що це і навіщо вони потрібні

Біологічні пігменти — по-різному забарвлені речовини, що входять до складу тканин організмів.

Рослинні пігменти виконують безліч функцій. У першу чергу, вони визначають забарвлення рослин, важливе для їх пристосування до зовнішнього середовища. Так чи інакше пофарбовані віночки квітів залучають для запилення тих чи інших комах, яскраві плоди стають помітнішими для птахів та інших “поїдачів”, які таким чином допомагають поширювати насіння, деякі пігменти допомагають захищатися від ультрафіолетового випромінювання сонця, інші — попереджають оточуючих про отруйність організму і т. д.

Одним з найважливіших рослинних пігментів є хлорофіл. Він надає зелене забарвлення більшості рослин. Хлорофіл — не просто “фарба”, він бере безпосередню участь у найважливішому для рослин процесі фотосинтезу, тобто перетворенні енергії видимого світла на енергію хімічних зв’язків органічних речовин (біосинтез). Говорячи простою мовою, саме завдяки процесу фотосинтезу рослини ростуть і плодоносять.

Крім хлорофілу, у рослинах наявні і інші пігменти. Основні їх групи:

Каротиноїди (каротин, лікопін, лютеїн, віолоксантин, зеаксантин, неоксантин та ін.)

Це найбільш поширений клас біологічних пігментів. Вони надають рослинним частинам жовто-червоно-помаранчеве забарвлення і є додатковими пігментами фотосинтезу. Бета-каротин є попередником вітаміну А (ретинол) і є потужним антиоксидантом.

Флавоноїди (антоціани, флавони, халкони, аурони, катехіни та ін.)

У вищих рослин вони відіграють важливу роль у метаболізмі (у тому числі, і у фотосинтезі) та додатково обумовлюють бордово-пурпурно-синє і рожево-лілове забарвлення квітів та листя (іноді і жовто-помаранчеве). Більша частина їх є потужними антиоксидантами.

Це азотовмісні пігменти, які беруть участь у фотохімічних процесах і обміні речовин. Крім хлорофілу, до цієї групи належить дуже схожий з ним за будовою і утворений з нього феофітин. Наочно процес перетворення одного такого пігменту на інший ви можете спостерігати, коли готуєте яскраво-зелені овочі у кислому середовищі — ті стають непоказними темно-оливковими.

У листі різних “літніх” рослин одночасно наявна більшість різних перерахованих вище пігментів (крім антоціанів) у різних співвідношеннях — залежно від виду і віку рослини, її життєвої фази, навіть місця зростання і поточної погоди (у першу чергу, температури і освітлення). Але саме хлорофіл у теплу пору року кількісно переважає у листі над усіма іншими пігментами, затьмарюючи і перекриваючи їх кольори.

Що відбувається з листям восени

Отже, протягом весни і літа дерева ростуть, хлорофіл “працює”, листя зеленішає. Що ж відбувається восени?

А восени рослини готуються до періоду спокою — світловий день різко зменшується, температура значно падає, навіть вода у ґрунті замерзає. Деревам і чагарникам доводиться скидати листя — якби вони цього не робили, листя продовжувало б активне випаровування на тлі припинення всмоктування води корінням, і рослини просто засохли б (з цієї ж причини так само дерева можуть скидати листя під час сильної посухи у спекотний сезон).

Але перед осіннім листопадом листя змінює колір з зеленого на всілякі відтінки золотого та червоного — навіщо і чому?

Річ у тім, що пігмент хлорофіл дуже чутливий до світла і кисню повітря та легко руйнується. Якщо влітку за наявності яскравого сонячного світла і тривалого світлового дня він так само легко відновлюється, то восени для цього умов немає. Більше того — вода і поживні соки взагалі припиняють потрапляти до листя, тому що біля їх основ формується корковий клітинний шар (підготовка до листопаду). Спочатку процес йде повільно, а тоді прискорюється.

У результаті хлорофіл руйнується і поступово зникає з палітри пігментів (втрачаючи, у першу чергу, магній) і “на перший” план виходять раніше приховані каротини і ксантофіли, відповідальні за жовте, помаранчеве і червоне забарвлення різної інтенсивності. Паралельно з цим у листі відбувається утворення нових пігментів — антоціанів, відповідальних за фіолетово-рожево-синьо-лілові відтінки (а ось навіщо саме це відбувається, вчені поки самі не дуже розібралися; існує версія, що для фотозахисту на тлі втрати магнію). До останнього хлорофіл “тримається” у жилках листя — часто воно залишається зеленим, навіть коли розташовані між ними тканини вже давно зовсім змінили колір.

Як ми вже згадували, усі ці процеси безпосередньо залежать від температури і великої кількості світла. У сонячні і сухі осінні дні за температури близько 0° C листя буде більш насичених кольорів. А якщо часто йде дощ і весь час тепло та похмуро, або різко стає холодно, то листя буде тьмяним і непоказним — жовто-коричневим.

У деяких дерев під час пізньої осені листя замість різнокольорового стає одноколірним — бурим і темно-коричневим, як наприклад, у дуба або каштана. Цей процес обумовлений руйнуванням практично усіх кольорових пігментів, коли стають помітними клітинні стінки з целюлози і лігніну. Залишається найстійкіший пігмент танін з групи флавоноїдів, більш знайомий нам за фарбуванням чаю і вина.

Чому ж листя різного кольору може бути наявним одночасно на одній гілці?

Ви вже знаєте, що восени листя кожного виду рослини забарвлюється по-різному — дивлячись скільки і яких саме інших рослинних пігментів “ховалося” влітку “під хлорофілом”. Саме це відсоткове співвідношення укупі з різною швидкістю протікання процесів руйнування хлорофілу, формування антоціанів і звільнення інших пігментів у кожному окремому листочку і дає їм свій неповторний колір.

А ще опале кольорове листя (здорове!) — відмінне органічне добриво, яке, розпадаючись, “повертає” у ґрунт безліч корисних речовин, що скупчилися за час “життя” листя на дереві. А це — рослинний білок, магній, калій, залізо, кальцій, азот, фосфор, сірка. Ви здивуєтеся, але навіть вітамінів у почервонілому листі плодово-ягідних культур часто більше, ніж у тих самих ягодах і плодах! А щільні частини листової пластинки (черешки і жилки), що повільно розкладаються, будуть ще й додатково структурувати ґрунт, покращуючи його якість.

Поки золота осінь у деяких регіонах ще у розпалі, саме час вийти з друзями на природу, помилуватися різнобарв’ям фарб на деревах і чагарниках, влаштувати осінню фотосесію, а то й позбирати опале яскраве листя на користь саду та городу!

Стан рослин і листя восени

Після літнього сезону сонячних днів менше, повітря стає холодніше, земля остигає і природа готується до зимового періоду. Характерною біологічною особливістю, як відомо з уроків навколишнього світу в 1 класі, для рослин восени є зміни кольору листя і їх скидання.

Однак деякі представники флори продовжують радувати цвітінням і красою.

Характерна риса

Для однорічних рослин осіння пора — це ознака закінчення життєвого циклу. Але вони відроджуються знову завдяки насінню. А багато хто з них зберігаються у вигляді цибулин. Восени не тільки дерева змінюють колір, але ще і багаторічний трав’яний покрив.

Пережити зимову пору можуть чагарники, рослини і трави. Частина з них:

Для багна характерна ще одна особливість стану – він залишається зеленим, але його листя з приходом холодів змінюються і скручуються, а потім відпадають.

Осінь – це закінчення періоду вегетації і життя для багатьох представників флори, відбувається підготовка до зимового сну. Вони починають виробляти деякі захисні речовини. На гілках, наприклад, це лусочки, смоляний і восковий наліт, а також йде поява ворсинок.

Зміна забарвлення
Листя в основному містять хлорофіл, який надає їм зелений колір. Він відповідає за процес фотосинтезу. Тобто завдяки йому лист поглинає сонячне світло і в результаті хімічної реакції води і вуглекислого газу утворює вуглеводи і кисень. Це необхідно для живлення всіх рослин.

Меншою мірою в них присутні і інші фарбувальні речовини, а саме — жовтий і червоний, помаранчевий відтінок. За останній відповідає каратин, за жовтий колір — ксантофилл, а червоний утворюється завдяки антоціану.

Коричневий відтінок з’являється не завдяки дії будь-якого пігменту, а через те, що клітинні стінки листа стають восени більш помітними. Але хлорофіл влітку переважає і заглушає їх.

Хоча він поступово руйнується, в літній період має здатність відновлюватися під впливом інтенсивного сонячного світла. А коли настає осіння пора, то його вже стає недостатньо, і лист поступово втрачає зелене забарвлення. Починають з’являтися інші відтінки. Накопичені за літній сезон поживні речовини починають з листя переходити в корінь. Так відбувається процес їх консервації, щоб харчування вистачило до наступної весни.

У багряний колір фарбуються листочки клена і осики. Жовтий відтінок має листя берези. У жовто-бурий колір забарвлюються листочки дуба, ясена, ліщини, граба. А лист вільхи набуває мутнувато-зелене забарвлення.

Але є і винятки, оскільки у деяких рослин листя залишаються зеленими, тому що інших фарбувальних речовин у них просто немає. Це такі рослини, як бузок, вільха, верба. Також не змінюють колір і хвойні дерева.

На забарвлення листа впливають і погодні умови. Якщо осінь посушлива і в цей період яскраво світить сонце, то і листя будуть мати яскраве забарвлення. Якщо йдуть дощі, то тоді вони зміняться, забарвляться в Бурі, жовто-коричневі або ж червоно-коричневі відтінки.

Також колір залежить і від родючості ґрунту. Наприклад, якщо дерево росте на бідному ґрунті, то його листя забарвляться в червоний колір. У порівнянні – на родючих землях дерева в основному мають жовтий відтінок.

Особливості листопада

Дерева скидають лист з кількох причин. Наприклад, вони в цей час вже не можуть в достатній кількості вбирати вологу з землі, тому її не вистачає для харчування листя.

• Відбувається перенаправлення харчування на кореневу систему і серцевину, вона накопичується тут.
• За весняний і літній сезон листочки накопичили багато шкідливих речовин, а листопад якраз і допомагає позбутися від них.
• Листя створюють додаткове навантаження на гілки дерев, а в зимовий час ще випадає сніг, що сприяє обвалу гілок під посиленою вагою.
• Відбувається захист від холодів, оскільки листочки здатні накопичувати вологу, а вона в осінньо-зимовий період замерзне.
• Дерева взимку будуть набиратися харчування, щоб навесні випустити молоді зелені листочки і квітки.
• Відбувається відпочинок дерева, оскільки немає потреби віддавати харчування листю.

Явище листопаду відбувається безболісно для дерева в основному під подихом вітру або від дощу.

Хвойні представники не скидають свої голки, тому що вони випаровують менше вологи, а, отже, і харчування потрібно мало. Також на цих голках сніг не затримується у великих кількостях. Але невеликий листопад також є у них, тільки він практично не помітний, оскільки голки падають потроху, по одній, а не масово. Явище листопаду з хвойних дерев як виняток знайоме модрині. Вона жовтіє, а потім скидає своє листя.

Восени також відбувається віткопад.

Він знайомий наступним деревам:

Вони осінньої часом позбавляються не тільки від листя, але і від зайвих гілок.

Тривалість листопаду у дерев різна. Наприклад, листя у липи відпадають швидко, як правило, за два тижні, а у берези — близько двох місяців, у тополі — майже миттєво (не встигли стати жовтими, як вже починають опадати).

Дуже швидко скидає листя і дуб. Також в цей час з нього сиплеться Жолудь. Листя горобини тримаються кольоровими близько місяця. Найстійкіше листя у яблунь.

Процес листопаду також залежить і від достатності надходження вологи. Якщо її багато, то дерева до самого останнього не будуть поспішати скидати лист. При цьому процес накопичення поживних речовин на зиму триватиме якомога довше.

Квітучі рослини

У вересні починають розквітати хризантеми, айстри і жоржини. Жовтень прикрашають крокус, левиний зів, маргаритки, настурція.

Попри те, що в листопаді дуже холодно і сиро, все ж існують квіти, які пристосовані до таких суворих умов і невибагливі. До них відносяться чорнобривці, ехінацея, рододендрон, бальзаміни та флокси.

Трава набагато довше, ніж дерева, зберігає зелений колір. У пізній осінній період починає з’являтися жовтизна, а також в цей час починають сушитися стебла.

Трави восени можуть повторно зацвісти. Це роблять конюшина, фіалка, Горицвіт, Кукушкін колір. Але є і ті трав’янисті рослини, які тільки починають цвітіння. В основному зростає восени пізньоцвіт.

Деякі трави восени залишаються зеленими – чебрець, хебе, магонія. Сюди ж відносяться злакові рослини.

Як правило, серед трав зустрічається багато цілющих. Якраз осіння пора ідеальна для їх збору. Вони здатні зберігатися близько року, зберігаючи корисні властивості.

Чагарники і вічнозелені представники

Кустарні рослини також перетворюються в осінній період. Їх листя покривається буйством найрізноманітніших фарб. Листя можуть бути:

• фіолетовим;
• жовтим;
• темно-пурпуровим;
• червоним;
• яскраво-червоним.

За червоний, фіолетовий, пурпурний, Багряний і червоний кольори відповідальний антоціанін. Він утворюється під впливом низьких температурних умов. У теплу пору року він в листі відсутня. І чим морозніше повітря стає, тим більше багряним покриваються деякі чагарники.

Що стосується вічнозелених рослин, їх листя не втрачає свого відтінку, а також не обсипається. Завдяки цьому вони здатні пережити найекстремальніші погодні умови, наповнити себе всіма необхідними мікроелементами та поживними речовинами. Вони скидають листя, але дуже повільно, і тому цей процес не так явно помітний.

Листя у вічнозелених рослин залишаються з наступних причин:

• Не потрібно витрачати запас поживних речовин на молоді листочки навесні.
• Таким чином забезпечується безперервне живлення рослини корисними речовинами.

Представники флори ростуть в основному в комфортних теплих умовах, найчастіше в тропічному, субтропічним, екваторіальним і субекваторіальному поясах, але деякі з них, наприклад, кипарис, евкаліпт, рододендрон, вічнозелені дуби можуть рости і в Сибіру.

Осінь – найважливіший сезон для рослин. А процес листопаду – один з найяскравіших в році і корисних. Завдяки листу, що опав, утворюється підстилка, тим самим з’являється додатковий захист Землі від морозів.