Почему листья меняют цвет осенью и опадают
Обновлено: 08.07.2024
Осень – прекрасное время года, которое дарит разнообразные краски. С растениями происходят чудеса – изменение окраски. Листья из окружающей среды поглощают углекислый газ, который взаимодействует с водой. В результате реакции образуются органические вещества с участием хлорофилла, придающего растениям зелёный цвет. Эта реакция называется фотосинтезом.
Расщепление хлорофилла
С уменьшением солнечных дней хлорофилл не вырабатывается, а расщепляется на составные части. Появляются пигменты других видов. Листья желтеют и краснеют. Жёлтые и красные цвета содержат каротин. Красный пигмент зависит от содержания в почве азота. Если в земле мало азота, то листья накапливают красный пигмент. Жёлтая окраска зависит от содержания водорода, кислорода, углерода. Интенсивность окраски меняется с погодой. В тёплую, солнечную и сухую погоду цвета более яркие, чем в прохладную и влажную.
Запасы на зиму
В конце осени деревья накапливают питательные вещества к зиме – запасают в ветках, в стволе, в корнях. Весной питательные вещества расходуются на создание молодой зелени.
Поздней осенью в листья не поступает влага, поэтому они высыхают и опадают. Красные и жёлтые пигменты разрушаются, остаётся танин. Танин даёт листьям тёмно-коричневый цвет. При искусственном освещении в городах листья меняют цвет позже, чем в лесах.
Весной, когда все растения оживают после зимнего покоя, на них начинают появляться листья и они, как правило, имеют зеленый цвет. Окрашиваются они в такой оттенок благодаря специальному пигменту – хлорофиллу, входящему в состав клеток растений. Но когда приходит осень и все живое и цветущее готовится к холодам и морозам, листва на кустах и деревьях меняет свой привычный окрас на более яркий. Почему листья меняют цвет?
Пигменты: их предназначение
Биопигменты – это специфические вещества, являющиеся составляющими клеток растений, которые помогают окрашивать растения в разные оттенки.
Эти пигменты выполняют различные функции. Определяют окраску растений, например, листьев деревьев, которая очень важна для их приспособления к внешней среде. Яркие цветы привлекают к себе особое внимание насекомых, которые помогают опылять их. Яркоокрашенные ягоды и плоды привлекают к себе внимание животных и птиц, а они в свою очередь способствуют тому, чтобы распространять семена.
А есть и те пигменты, которые выполняют защитную функцию – надежно защищают от палящих солнечных лучей или предупреждают своей яркой окраской о том, что растение ядовито и трогать его ни в коем случае нельзя.
Важнейшим пигментом считается хлорофилл. Он окрашивает листья именно в зеленый цвет. Но он отвечает не только за окраску, а еще и участвует в важном для всех растений на планете процессе – фотосинтезе. На этот процесс возлагается важная функция – преобразование энергии солнечного света в энергию, необходимую для связи органики. Если говорить более понятным языком для человека, несведущего в биологии, фотосинтез помогает растениям активно расти и давать хороший урожай.
Хлорофилл не единственный компонент, есть и другие пигменты, отвечающие за определенные функции:
- Каротин, лютеин, ликопин и другие – это отдельная группа пигментов, которую называют каротиноидами. Этот класс самый распространенный из всех. Именно они окрашивают листву во все разнообразие желтых и красноватых оттенков. Их считают дополнительными элементами, принимающими активное участие в фотосинтезе. Бета-каротин – это предшественник ретинола, мощнейшего из антиоксидантов.
- Ауроны, кахетины и другие – это группа флавоноидов, необходимая растениям для метаболических процессов и участия в фотосинтезе. Именно эти пигменты окрашивают листву и цветы в синие, бордовые, розовые и лиловые оттенки. Большая часть компонентов данной группы – это сильнейшие антиоксиданты.
- Порфирины – это пигменты, содержащие азот, принимают активное участие в обменных процессах и фотохимических. В эту группу входит хлорофилл, а также феофитин, который схож с первым по строению. Если представить наглядно, то когда овощи из насыщено-зеленого цвета готовятся в кислой среде, то приобретают темно-оливковыми, так и образуется феофитин.В летний период в листьях преобладают почти все пигменты из описанных выше, кроме антоцианов в разных пропорциях. Но с наступлением осени все кардинально меняется. Почему осенью листья меняют цвет?
Осеннее преображение
На протяжении всей весны и лета в клетках преобладает пигмент – хлорофилл, именно благодаря ему можно любоваться насыщено зеленой листвой. Но осенью все кардинально меняется и в чем же дело? Почему листья меняют свой цвет осенью? Куда девается хлорофилл?
Осень все живое, а это касается не только животных, но и растений готовится к холодам. Световой день становится короче, температура постепенно снижается, вода в почве замерзает. В итоге почти всем растениям приходится освободить свои стволы от листвы. Если бы деревья не сбрасывали листву, то процесс активного испарения не останавливался, а всасывать влагу было бы неоткуда, ведь вода в земле замерзла. В итоге растения просто засохли. Эта причина и приводит к тому, что листва опадает даже в летний период, когда на улице долгое время стоит жара и засуха.
Но перед тем как полностью освободиться от листвы, на деревьях можно заметить изменение оттенка листьев. В чем же причина такого яркого преображения?
Хлорофилл отличается повышенной чувствительностью к свету и кислороду и из-за и нехватки быстро разрушается. Если в летний период он легко восстанавливается под воздействием яркого солнечного света, то осенью условий для этого никаких нет. А еще вода и питание из почвы уже хуже поступает в листву, ведь у основания ствола формируется защитный слой, помогающий защитить растение в холода. Изначально в начале осени этот процесс идет медленно, но с приближением зимы значительно ускоряется.
Хлорофилл медленно разрушается, а его место занимают каротины и ксантофиллы, которые и отвечают за яркую и насыщенную окраску листвы. Параллельно в листве происходит образование антоциантов, отвечающих за лиловые и фиолетовые тона, но зачем этот процесс нужен растениям, до сих пор еще так и не выяснено. Многие ученые изучают этот вопрос, но к единому мнению так и не пришли. Есть мнение, что это происходит для фотозащиты на фоне того, что растения активно теряют магний.
Хлорофилл почти до холодов держится на листьях, собираясь в прожилках. Все процессы, происходящие с растениями, зависят от температуры воздуха и продолжительности светового дня.
Когда можно наблюдать самые насыщенные краски?
Отмечено, что увидеть самую красивую расцветку растений можно в штате Вермонт. А вот в Англии, где большую часть осени льют проливные дожди и чаще наблюдается пасмурная погода, листва преобладает тусклого желтоватого или коричневого оттенка.Осень проходит быстро, и чаще она наступает раньше отведенного ей срока. Листва теряет свою яркую окраску. Листья крепятся к веткам с помощью особых черенков, но с приходом холодов эта связь становится слабой. Они удерживаются только благодаря тонким сосудам, по которым к ним идет питание и влага, но сильное дуновение ветерка и все, даже эта связь теряется, и лист опадает.
Каждое растение – цветок, куст или дерево запасают для себя питательные вещества, чтобы легко пережить суровую зимнюю погоду. Накапливается питание не в почве, а в ветках, корневой системе и стволе.
Листья, не получая живительную для них влагу, высыхают, опадают и подхваченные ветром легко разлетаются, кружась в воздухе и радуя глаз листопадом. Яркая окраска листвы сохраняется даже после ее опадения на протяжении нескольких недель. Но по прошествии времени пигменты, входящие в состав клеток, разрушаются, и остается только танин.
Опавшая листва – это отличное удобрение, помогающее вернуть в почву вещества, которые на протяжении лета были вытянуты из нее растениями. Вот так и происходит взаимообмен в природе.
Экология
Осенью листья на деревьях меняют свой привычный зеленый окрас и падают. Мы говорим: природа умирает. Но на самом деле этому есть вполне разумное объяснение. Говоря научным языком, этим процессом руководит хлорофилл, вещество, содержащееся в листве дерева.
Дело всё в том, что цвет листа зависит от содержания в нем этого самого вещества. Он окрашивает листву в зеленый цвет. В каждом листке присутствуют также и другие пигменты. Однако летом мы можем видеть только зеленый цвет деревьев.
С наступлением холодов выработка хлорофилла прекращается и наступает его разложение. В этот момент и начинают проявляться другие пигменты, которые всегда присутствовали в листве, но заглушались хлорофиллом. Поэтому именно осенью, с наступлением первых холодов, мы можем наслаждаться прелестью и буйством ярких красок, которые дарит нам природа.
Что касается падения листьев, здесь также причина довольно простая и понятная: осенью у основания каждого листка образуется тонкий слой клеток, за счет чего листок прикреплен к дереву довольно слабо. И малейший порыв ветра способен легко его сорвать и унести.
Вот так ученые объясняют некоторые моменты, происходящие в природе, которые кажутся нам необычными и волшебными.
Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов
Сертификат и скидка на обучение каждому участнику
Выполнила: Гаджиева Хадижа
ученица 3 класса
Руководитель: Гасанбекова Ашура
учитель начальных классов
С.Дружба 2018г.
Основная часть
1. Наши наблюдения……………………………… 3
2. Роль листьев в жизни дерева…………………. 4
3. Почему листья меняют цвет? . 4
4. Как наступает листопад? . 5
5. Зачем деревья сбрасывают листья ? . 6
Цель: Узнать, почему осенью листья меняют свой цвет и так легко опадают. Подготовить презентацию.
Понаблюдать за изменениями листьев осенью.
Изучить строение листа.
Выяснить, значение листа в жизни растения.
Узнать, почему летом листья зелёные , а осенью меняют цвет.
Выяснить, почему осенью листья с деревьев так легко опадают.
Изучить литературу по данной теме, сделать выводы.
Изготовить дерево из бисера.
Гипотеза : Почему осенью листья с деревьев так легко опадают , может они постарели или им холодно?
2
Осень – прекрасное время года. Изменение окраски листьев — одна из первых примет осени. Много ярких красок в осеннем лесу! Мне всегда было интересно знать, откуда у осени столько ярких красок, ведь летом все листья зеленого цвета, почему именно осенью листья начинают менять свою окраску. Осенью я люблю бывать на природе: бродить, дышать свежим воздухом, наблюдать за природой, собирать букеты из опавших листьев.
Наверное, листья на деревьях постарели. Им холодно, поэтому они опадают.
К концу исследования мы узнаем, почему осенью листья с деревьев так легко отрываются.
Наши наблюдения
Я наблюдала за изменениями листьев осенью.
В сентябре на некоторых деревьях появились жёлтые листья, но связь с ветвями была прочной.
В октябре почти все листья поменяли зелёный цвет на жёлтый, бурый, красный и начался листопад.
В ноябре листопадные деревья сбросили почти всю листву.
3
Роль листьев в жизни дерева
Я изучила строение листа и узнала, что лист состоит из двух частей: листовой пластинки - это то, что мы привыкли называть листом, и черешка - это его стебелек. С помощью черешка лист прикрепляется к ветви.
На листовой пластинке очень хорошо видны, особенно с нижней стороны, жилки. Они переходят в черешок. Жилки – это сосуды, по которым движется вода, питательные вещества. Но если заглянуть в середину зеленого листа, то мы увидим, что в каждом листике полным-полно чудесных зелёных хлорофилловых зёрен. Зёрна так малы, что не разглядеть. И тем не менее каждое такое зёрнышко - как бы крохотный заводик. Они готовят пищу всему дереву.
Зелёным заводикам энергию даёт солнце. Крохотные хлорофилловые зёрна с утра до вечера ловят свет. В зеленый цвет их окрашивает хлорофилл, который постоянно разрушается и опять восстанавливается благодаря солнечному свету.
Значит: зеленый лист необходим дереву, так как он готовит пищу и новый строительный материал для всего растения. Жёлтый лист мешает дереву. Он потребляет много влаги, но дерево не питает.
Почему листья меняют цвет?
Летом солнце светит долго, образование хлорофилла не отстает от его разрушения. Лист все время остается зеленым. Наступает осень, удлиняются ночи. Света растения получают меньше. Хлорофилл днем разрушается, но не успевает восстановиться. Зеленый цвет в листе уменьшается, а желтый становится заметнее: лист желтеет.
Но осенью листья становятся не только желтыми, но и красными, багряными, фиолетовыми. Это зависит от того, какое красящее вещество находится в вянущем листе.
Осенний лес богат своими красками! Яркость осенних листьев зависит от того, какая стоит погода.
Если осень затяжная, дождливая – окраска листвы от избытка воды и недостатка света будет тусклой, невыразительной. Если же холодные ночи чередуются с ясными солнечными днями, то и краски будут под стать погоде - сочными, яркими.
Интересный факт С сирени листва опадет зеленой, независимо от погоды. В их листьях, кроме хлорофилла, других красящих веществ нет.
Вывод: Наша гипотеза о том, что изменение цвета листьев связано с понижением температуры частично подтверждается, а предположение о том, что осенью в листе появляются вещества красного, желтого и других цветов, оказалось ошибочным: никаких разноцветных веществ не появляется в листе, листья не меняют свой цвет, просто они теряют свой зеленый цвет.
Как наступает листопад?
С наступлением осени – листья на деревьях меняют цвет. Из листьев в ствол начинают оттягиваться питательные вещества.
Попробуйте сорвать зеленый лист. Его легче разорвать, чем отделить без каких-либо повреждений.
А осенью? Чем сильнее пожелтел или покраснел лист, тем легче он обрывается. И наступает момент, когда стоит только дотронуться до листа, как он тут же падает с ветки.
Осенью связи между кирпичиками в черешке разрушаются потому, что разрушились хлорофилловые зерна, которые вырабатывали строительный материал для всего дерева. Образуется особый пробковый слой. Он, словно, перегородка между черешком и веткой. Лист держится только на тонких трубочках.
Чтобы доказать это, я провела эксперимент.
Взяла две ветки: сломанную ветром летом, и осенью. Попробовала оторвать лист от первой. Листья на ней уже давно засохли, легко крошились, но отрывались плохо. Попробовала оторвать лист с неповреждённой летом ветки. Лист очень легко отделился.
Рассмотрев с помощью лупы осенние веточки разных деревьев я не нашла на них ранки от опавших листьев.
Вывод: листья не обрываются с веток, а отделяются в определённом месте – там, где черешок прикрепляется к ветке, и где осенью образуется пробковый слой.
5
Зачем деревья сбрасывают листья ?
Кроме того, нужен листопад деревьям в лечебных целях.
Оказывается ,что растение получает из почвы не чистую воду, а растворы различных солей. Эти соли, проходя вместе с водой через все растение, попадают и в листья. Часть их идет на питание растения, часть же, остающаяся не использованной, остаётся в клетках листа. В результате этого к осени листья становятся пропитанными солями. Большое количество минеральных солей, отлагающихся к осени в листьях, нарушает нормальную их работу и становится вредным для растения.
В местах, где воздух сильно загрязнён ,мельчайшие частицы сажи оседают на листья. Испарение замедляется. Лист утяжеляется внутри - минеральными солями, а снаружи - сажей и легкий порыв ветра без труда обрывает его.
Мы провели эксперимент. Сорвали с дерева осенний лист и протёрли влажной салфеткой. Салфетка стала грязной.
Значит листья улавливают пыль, этим и замедляется испарение. Внутри листа скапливается избыток минеральных солей. Лист становится тяжелее, легкий порыв ветра срывает его.
Подводя итоги исследовательской работы, могу сделать вывод, что цель, которую мы ставили – достигнута. Мы узнали, почему осенью листья с деревьев так легко опадают.
Наша гипотеза не подтвердилась. Листья опадают с деревьев не потому, что им холодно и они постарели.
Настоящие причины, почему осенью листья меняют свой цвет и так легко опадают , в следующем:
Каждую осень природа превращается в буйство красного, оранжевого, желтого и золотого. Но красочная осенняя листва — это больше, чем просто красивое зрелище, это также сигнал об изменениях, вызванных погодой, светом и температурой.
В ответ на холодные температуры и меньшее количество дневного света листья перестают вырабатывать зеленый хлорофилл, который позволяет им улавливать солнечный свет и вырабатывать энергию посредством фотосинтеза. Поскольку хлорофилл чувствителен к холоду, определенные погодные условия, такие как ранние заморозки, быстрее останавливают его производство.
Между тем оранжевые и желтые пигменты, называемые каротиноидами, которые также содержатся в моркови, просвечивают сквозь размытую зелень листьев. Желтый цвет был там все лето, но его не видно, пока зеленый не исчезнет.
Красные листья
Ученые меньше знают о красных оттенках листьев. Красный цвет происходит от антоцианов — пигментов, которые, в отличие от каротиноидов, образуются только осенью. Они также придают цвет клубнике, красным яблокам и сливам.
На дереве эти красные пигменты благотворно действуют как солнцезащитный крем, блокируя вредное излучение и затеняя лист от избыточного света. Они также служат антифризом, защищая клетки от легкого замерзания. И они полезны в качестве антиоксидантов. Деревья производят их в ответ на стрессы в окружающей среде, такие как мороз, ультрафиолетовое излучение, засуха и грибок.
Но красные листья также являются сигналами бедствия. Если вы видите, что листья дерева краснеют рано, в конце августа, дерево, скорее всего, страдает от грибка или, возможно, от вмятины.
Зачем дереву тратить свою энергию на производство новых красноватых антоцианов, как раз когда лист вот-вот опадет?
Ученые предположили, что, возможно, это что-то, что помогает листьям справляться со стрессом. Если выработка антоцианов поможет листу оставаться на дереве немного дольше, это может помочь дереву поглотить некоторые полезные вещества, прежде чем оно отвалится. Дерево может использовать эти ресурсы в течение следующего вегетационного сезона.
Читайте также: