Листья осенью окрашиваются в желтый цвет

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] Является значительным вкладом в экономику.

Содержание

Хлорофилл и зелёный цвет [ править | править код ]

Зелёный лист имеет такой цвет из-за присутствия пигмента, известного как хлорофилл. Когда он в большом количестве содержится в клетках, что происходит во время периода роста, зелёный цвет хлорофилла преобладает, затмевая цвета любых других пигментов, которые могут содержаться в листе. Поэтому листья летом имеют характерный зелёный цвет.

Хлорофилл обладает жизненно важной функцией фотосинтеза: перехват солнечных лучей и преобразование полученной энергии в питательное вещество — глюкозу, которая получается из воды и углекислого газа. Эта глюкоза является основой питания растений — источником углеводов, необходимых для роста и развития. Во время процесса производства питательных веществ хлорофилл разрушается, так как непрерывно используется. Несмотря на это, в течение сезона роста, растения снова и снова восстанавливают запасы хлорофилла. Большой запас хлорофилла позволяет листьям оставаться зелёными.

Поздним летом жилки, переносящие соки в лист и из листа, постепенно закрываются. Это происходит по мере того, как в основании каждого листа формируется пробковый клеточный слой. [2] С нарастанием этого слоя, количество воды и минералов, поступающих в лист, уменьшается. Сначала медленно, но затем этот процесс ускоряется. В течение этого времени количество хлорофилла начинает снижаться.

Часто жилки остаются всё ещё зелёными, даже когда расположенные между ними ткани уже давно полностью изменили цвет.

Пигменты, способствующие изменению цвета [ править | править код ]

Каротиноиды [ править | править код ]

Каротиноиды имеют преимущественно жёлтый или оранжевый цвет. Они всегда присутствуют в листьях, но перекрываются зелёным цветом хлорофилла.

Антоцианы [ править | править код ]

Антоцианы, которые ответственны за красные цвета в листьях, не присутствуют в листьях до тех пор, пока в листьях не начнёт снижаться уровень хлорофиллов. Раньше предполагали, что антоцианы просто результат разрушения зелёного хлорофилла, но эта теория уже не считается общепризнанной.

Клеточные стенки [ править | править код ]

Коричневый цвет листьев возникает не из-за действия какого-либо пигмента, а из-за клеточных стенок, которые становятся заметными, когда отсутствуют видимые красящие пигменты.

Функции осенней расцветки листьев [ править | править код ]

Фотозащитная [ править | править код ]

В конце XIX века наблюдалось, что производство в листьях антоцианов возрастает при низких температурах и хорошем освещении. Предполагалось, что антоцианы защищают листья от вредного ультрафиолетового излучения. Но в 1980-х годах заметили [ кто? ] , что антоцианы производятся внутри листьев, а не на поверхности, что говорит против теории фотозащиты. Более того, антоцианы не защищают от особенно вредного спектра ультрафиолет B.

Но в 1990-х годах учёные Дэвид Ли и Кэвин Гольд показали, что красные листья лучше справляются с колебаниями света, чем зелёные. Они предполагают, что наличие красных антоцианов стабилизирует фотосинтез. [ источник не указан 3236 дней ]

Коэволюционная [ править | править код ]

Согласно теории коэволюции, цвета осенних листьев являются предупреждающими сигналами, предназначенными для насекомых, использующих деревья в качестве питающей среды на время зимы. Например, тли.

Аллелопатия [ править | править код ]

Аллелопатией называют свойство растений, выделить органические соединения, которые тормозят развитие других растений.

Американский биолог Френк Фрай (Frank Frey) выдвинул гипотезу, согласно которой деревья с большой концентрацией антоцианов в листьях отравляют почву под собой для других видов. 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 | править код ]

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. [3] [4]

Климатические воздействия [ править | править код ]

Согласно приведённым в журнале Global Change Biology исследованиям, изменения климата задерживают осеннее окрашивание листьев, но увеличивают продуктивность лесов.

Интересные факты [ править | править код ]

Для листьев многих 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 ). Это явление связано с повышенным содержанием в молодых листьях антоцианов; эти пигменты обладают свойством преобразовывать световую энергию в тепловую, что важно для развития растения ранней весной. [5]

Осень — отличная пора… учить с ребенком цвета! Ведь осенью так много красок и прогулки с ребенком можно сделать веселыми, интересными и познавательными. Только осенью происходит волшебство и зелёная листва листопадных деревьев и кустарников окрашивается в один или несколько цветов, варьирующихся от красного до жёлтого.

Почему листья желтеют?

Зелёный лист имеет такой цвет из-за присутствия пигмента, известного как хлорофилл. Пигментом называется любое вещество, поглощающее видимый свет. Когда он в большом количестве содержится в клетках, что происходит во время периода роста, зелёный цвет хлорофилла преобладает, затмевая цвета любых других пигментов, которые могут содержаться в листе.

Хлорофилл обладает жизненно важной функций: перехват солнечных лучей и преобразование полученной энергии в питательные вещества.Большой запас хлорофилла позволяет листьям оставаться зелёными.

Осенью листья растений теряют свой яркий зеленый цвет. Например, листья тополя становятся золотистыми, а у клена как бы вспыхивают красным цветом. В листьях начинаются химические превращения. С приходом осени растения готовятся к зиме. Питательные вещества медленно перемещаются из листьев в ветви, ствол, корень и запасаются там, на время суровых холодов. С наступлением весны растения используют запасенную энергию для выращивания новых зеленых листьев.

Когда энергия запасенных питательных веществ исчерпывается, синтез хлорофилла прекращается. Оставшийся в листьях хлорофилл частично распадается, при этом образуются пигменты другого цвета: желтый ксантофилл, оранжевый каротин, красный антоцианин. Весной и летом они не заметны, так как количество хлорофилла намного больше, и он их попросту «затмевает».

Осенью холодает, день становится короче и растения начинают готовится к зиме: их жизнедеятельность замедляется и выработка хлорофилла останавливается. Хлорофилл в листьях разрушается, а новый не вырабатывается. Поэтому становятся видны желтые и оранжевые пигменты. Кроме того, при понижении температуры и замирании жизнедеятельности в листьях некоторых растений (клёна или красного дуба, например) вырабатывается большое количество красного пигмента антоциана. Поэтому их листья становятся багряными. Ну, а сочетание всех этих пигментов даёт неповторимую картину осени.

Задание

Гуляем с детьми на улице и дети собирают понравившиеся им листочки (можно рассмотреть каких пигментов больше, что преобладает)

А дома вместе подробно изучаем, для этого понадобится:

— восковые мелки или цветные карандаши желтого, оранжевого и красного цвета;

— зеленый пластилин легко отлепляющийся от бумаги (а лучше тесто для лепки).

Рисуем на листке бумаги контур листика и поясняем:

В каждом листике есть разноцветные частички: зеленые, желтые, оранжевые. Их называют пигментами. Цвет листка зависит от того, каких пигментов в нем больше. Весной и летом, например, зеленых частичек больше, поэтому листья кажутся нам только зелеными. А на самом деле, и желтый, и оранжевый цвет в них есть всегда. Давай раскрасим наш листик?

Пусть ребенок раскрасит листок желтым и оранжевым цветом. Теперь берем зеленый пластилин и размазываем по поверхности нашего листика. Объясняем ребенку, что листик зеленый, хотя мы раскрашивали его и желтым, и оранжевым. Просто зеленый цвет «перекрыл» другие цвета.

Осенью растения перестают вырабатывать зеленый пигмент. Старые зеленые частички разрушаются, а новые не появляются.Соскребаем пластилин с листка – это разрушение хлорофилла

Ну вот, наступила осень и листик наш пожелтел…

А в некоторых растениях осенью начинает появляться красный пигмент. Так происходит у клёна, например. Поэтому листья клёна краснеют.

По желанию можно докрасить листик красным цветом!

Можно вместе с ребенком сделать осеннюю композицию.

Однако, наряду с хлорофиллом, зеленые листья содержат и другие пигменты – желтый ксантофилл и оранжевый каротин (тот самый, который определяет цвет корнеплодов моркови) . Летом эти пигменты незаметны, так как замаскированы большим количеством хлорофилла. Осенью же по мере затухания жизнедеятельности в листе хлорофилл постепенно разрушается. Тут-то и проявляются в листе желтые и красные оттенки ксантофилла и каротина.

Разрушение хлорофилла интенсивнее происходит на свету, то есть в солнечную погоду. Вот почему в пасмурную дождливую осень листья дольше сохраняют свою зеленую окраску. Но если на смену затяжным дождям приходит "бабье лето", то кроны деревьев за 1-2 дня окрашиваются в золотистые краски осени.

Помимо золотых, осенние наряды деревьев содержат багряные оттенки. Этот цвет обусловливает пигмент, который называется антоцианом. В отличие от хлорофилла, антоциан не связан внутри клетки с пластическими образованиями (зернами) , а растворен в клеточном соке. При понижении температуры, а также при ярком свете количество антоциана в клеточном соке увеличивается. Кроме того, остановка или задержка синтеза питательных веществ в листве также стимулируют синтез антоцианов.

Таким образом, красный цвет листьев во время листопада просто свидетельствует о происходящем затухании жизнедеятельности в листьях, которые готовятся к опаданию.. .

Во время листопада дерево избавляется от избытка минеральных солей, которые накапливаются в листьях в течение всего лета. Как мы уже неоднократно замечали, лист усиленно испаряет воду. На смену этой испаренной воде в него постоянно поступает новая, которая засасывается корнями из почвы. Но в воде, которую корни получают из почвы, растворены различные соли. Таким образом, листья получают не чистую воду, а солевые растворы. Часть солей используется растением для питания, а остальные соли откладываются в клетках листьев. Чем больше влаги испаряет лист, тем сильнее он минерализуется к осени. В итоге к осени листья накапливают много солей, становятся как бы минерализованными. Избыток минеральных солей нарушает нормальную работу листьев. Поэтому сбрасывание старых листьев является необходимым условием для поддержания нормальной жизнедеятельности растения.

Дело в том, что помимо хлорофилла в листьях содержатся и другие пигменты, но их гораздо меньше. На две трети пигментация листьев зависит от наличия в них хлорофилла, из-за большого количества которого не видно других цветов. Летом все обменные процессы идут очень активно. Разрушенные зерна хлорофилла быстро восстанавливаются, и листья остаются зелеными. С приходом осени обмен веществ замедляется, восстановление хлорофилла происходит все медленнее и медленнее, а затем и вовсе прекращается. В результате становятся видны цвета других пигментов, и листья желтеют.

Разрушение хлорофилла более интенсивно происходит в солнечную погоду, поэтому в пасмурную и дождливую осень листья на деревьях дольше остаются зелеными. Если же на смену дождям приходит «бабье лето» , то листва буквально за пару дней окрашивается в золотые и багряные цвета.

Желтый цвет листьев обуславливает наличие пигмента ксантофилла. Его доля в пигментации листа составляет около 23 %. Помимо этого в листе содержится каротин. Именно он придает моркови характерный оранжевый цвет. Доля этого пигмента равняется 10 %.

Зеленую окраску листьям придает хлорофилл – пигмент зеленого цвета, при участии которого происходит процесс фотосинтеза. А фотосинтез – это процесс образования органических веществ (глюкозы, крахмала) из углекислого газа и воды с помощью солнечного света и при участии фотосинтетических пигментов. И у растений таким пигментом является именно зеленый хлорофилл, без него фотосинтез невозможен. А проще говоря, хлорофилл – кормилец растений. С его помощью растение при свете солнца из углекислого газа и воды получает свою основную пищу – глюкозу. Поэтому концентрация хлорофилла в листьях очень высока.

Но кроме хлорофилла листья содержат и другие, желтые и оранжевые пигменты – ксантофилл и каротин, тот самый, что и у морковки. А в красные, багряные оттенки листья окрашиваются благодаря пигменту антоциану, который растворен в клеточном соке. Но поскольку концентрация этих пигментов меньше, чем хлорофилла, летом они попросту незаметны на листьях, потому что как бы замаскированы большим количеством хлорофилла. Ведь именно летом, когда ярко светит солнце и продолжительность светового дня больше, активно происходит процесс фотосинтеза и идет накопление питательных веществ.

Осенью же, когда жизнедеятельность растений замирает, а деревья готовятся к тому, чтобы сбросить листья и погрузиться в зимний сон, хлорофилл постепенно разрушается. Вот тут-то и становятся видны на листьях желтые, оранжевые и красноватые оттенки ксантофилла и каротиноидов. А поскольку хлорофилл разрушается постепенно, то и листья желтеют постепенно и неравномерно, иногда приобретая довольно таки причудливую окраску.

Кстати, наиболее интенсивно разрушение хлорофилла происходит в солнечную погоду. Поэтому в дождливую и пасмурную осень листья дольше сохраняют зеленый цвет. Но стоит прийти бабьему лету и за несколько дней деревья меняют свою летнюю зеленую листву на золотые одежды осени.

Дело в том, что помимо хлорофилла в листьях содержатся и другие пигменты, но их гораздо меньше. На две трети пигментация листьев зависит от наличия в них хлорофилла, из-за большого количества которого не видно других цветов. Летом все обменные процессы идут очень активно. Разрушенные зерна хлорофилла быстро восстанавливаются, и листья остаются зелеными. С приходом осени обмен веществ замедляется, восстановление хлорофилла происходит все медленнее и медленнее, а затем и вовсе прекращается. В результате становятся видны цвета других пигментов, и листья желтеют.

Разрушение хлорофилла более интенсивно происходит в солнечную погоду, поэтому в пасмурную и дождливую осень листья на деревьях дольше остаются зелеными. Если же на смену дождям приходит «бабье лето» , то листва буквально за пару дней окрашивается в золотые и багряные цвета.

Желтый цвет листьев обуславливает наличие пигмента ксантофилла. Его доля в пигментации листа составляет около 23 %. Помимо этого в листе содержится каротин. Именно он придает моркови характерный оранжевый цвет. Доля этого пигмента равняется 10 %.