Что заставляет дерево менять окраску
Главный сигнал к переменам подает уменьшение светового дня. Температура воздуха осенью тоже снижается, но именно долгота дня служит для растений самым надежным природным календарем. Когда солнце светит меньше десяти часов в сутки, внутренние биохимические часы запускают подготовку к холодам.
Летом лист работает как настоящая фабрика сахаров. Внутри клеток листа круглосуточно синтезируется хлорофилл — пигмент, который улавливает солнечные лучи и запускает фотосинтез. Этот процесс требует огромного количества энергии, солнечного тепла и проточной воды, поступающей из корневой системы.
Хлорофилл очень нестабилен. Под действием яркого света он быстро разрушается и летом непрерывно восстанавливается. С приходом осени освещенность падает, питательные соки перестают поступать в пластинку листа, а синтез хлорофилла замедляется. Старый пигмент распадается буквально за несколько дней, и зеленый цвет растворяется.
Откуда берутся желтые, оранжевые и багряные оттенки
В клетках растений всегда присутствует целый набор красящих веществ. Летом хлорофилла настолько много, что его насыщенный изумрудный цвет полностью перекрывает остальные пигменты. Как только зеленая маскировка исчезает, на поверхности проявляются скрытые красители.
Желтый цвет обеспечивают ксантофиллы, а теплый оранжевый дают каротиноиды. Это точно такие же вещества, которые окрашивают спелую морковь, тыкву, кукурузу и банановую кожуру. Каротиноиды очень стойкие, они не боятся похолодания и сохраняются в тканях листа вплоть до полного высыхания.
Красные и пурпурные оттенки возникают совершенно иначе. За них отвечают антоцианы — пигменты, которых летом в листьях большинства деревьев вообще нет. Растение синтезирует их специально перед наступлением заморозков, когда в увядающих тканях накапливается избыток свободных сахаров.
Механизм листопада и спасение от зимней засухи
Сброс листвы — это активный биологический процесс, к которому дерево готовится за несколько недель. Если бы растение просто замерзло вместе с листьями, зимой оно неминуемо погибло бы от нехватки влаги.
Зимой вода в почве превращается в лед. Корневые волоски не способны всасывать замерзшую воду, поэтому подача сока вверх по сосудам ствола полностью прекращается. Листовая пластинка испаряет воду через крошечные отверстия — устьица. Если бы дерево сохранило широкую крону, сухой зимний ветер вытянул бы из ветвей последние капли влаги за считанные дни.
Снежный покров представляет вторую скрытую угрозу. Листовая пластина обладает большой площадью, задерживая падающий снег. Под тяжестью многокилограммовых сугробов толстые сучья и верхушки деревьев обламываются. Голые ветви пропускают снежинки сквозь крону прямо на землю.
Очищение от накопившихся отходов
Вместе с испарением влаги за лето через сосуды листа проходят сотни литров воды. Растение усваивает питательные минералы, но минеральные соли, тяжелые металлы и вредные продукты метаболизма оседают в клетках зеленой массы. Дерево не имеет выделительной системы, аналогичной почкам животных, поэтому листопад выполняет задачу глубокого сезонного очищения организма.
Перед сбросом черешка дерево вытягивает обратно в ветви ценные питательные соединения: калий, азот, магний и фосфор. Они запасаются во внутренних тканях древесины до следующего мая. В старых пластинках остаются лишь нерастворимые балластные соли, например кристаллы оксалата кальция.
Частые вопросы
Почему сосны и ели не сбрасывают свои иголки на зиму?
Хвоинки — это те же листья, только свернутые в узкие трубочки. Они покрыты плотным восковым налетом кутикулы, а их устьица глубоко спрятаны внутри ткани. Такая конструкция почти не испаряет воду зимой, а сами иголки живут от трех до пяти лет и опадают постепенно.
Бывают ли хвойные деревья с желтеющей кроной?
Да, лиственница каждую осень полностью сбрасывает свою мягкую хвою. Весной она отращивает новые ярко-зеленые иголки, повторяя годовой цикл обычных лиственных деревьев.
Почему некоторые деревья стоят зелеными до самого снега?
Ольха и сирень часто уходят под снег абсолютно зелеными. Их корни живут в симбиозе с азотфиксирующими бактериями, поэтому эти растения не испытывают дефицита азота и не берегут его запасы. Они держат фотосинтез до критических температур и сбрасывают листья сразу после первых серьезных заморозков.
Какую пользу приносят опавшие листья лесу?
Листовой опад работает как природное пуховое одеяло для корней, защищая их от вымерзания. За зиму и весну дождевые черви, грибы и бактерии перерабатывают палую листву в плодородный гумус, возвращая в лесную почву минеральные вещества.