Осенью все деревья окрашиваются

Межсезонье: почему осенью желтеют листья

Рассказываем про природные красители и коротко отвечаем на вопросы про межсезонные трансформации в природе

Зимой и летом одним цветом — только хвойные растения, а вот лиственные деревья меняют свой цвет раз в году. Разобрались с экспертом, откуда в листьях появляется цвет, почему он меняется именно осенью и зачем это происходит.

Откуда в природе цвет

За цвета в природе отвечает группа органических соединений, которые называются красителями. Они встречаются в окраске не только листьев растений, но и овощей, животных, птиц и рыб.

🌳 Хлорофилл — самый известный краситель в растениях, отвечает за зелёный цвет.

🌽 Каротиноиды — придают растениям жёлтый оттенок. Тыква, кукуруза, канарейки, фламинго, лосось, омары, креветки и нарциссы окрашены каротиноидами.

🍊 Флавоноиды — отвечают за оранжевый цвет. Их высокое содержание характерно для петрушки, лука, цитрусовых, облепихи, гречки и тёмного шоколада.

🍅 Антоцианы — это красный, пурпурный и фиолетовый цвета. Они дают окраску красным яблокам, помидорам, винограду и лепесткам многих цветков.

Как работают красители

Чтобы органическое соединение выглядело цветным, оно должно содержать цепочку сопряжённых двойных связей или присоединённых к ней поставляющих или принимающих электроны заместителей. Это следует из электронной теории цветности органических соединений. В листьях растений молекулы и соединения в них как раз такие, поэтому независимо от сезона сами листья не прозрачные, а цветные.

А, например, у большинства молекул, входящих в состав бензина, таких связей нет, поэтому он почти бесцветный.

Почему осенью желтеют листья

Это происходит из-за смены температуры и сокращения светового дня. Для производства хлорофилла, который отвечает за зелёный цвет в растениях, листьям требуется много тепла и света. Когда лето заканчивается, сокращается световой день, понижается средняя температура воздуха и, следовательно, производство хлорофилла замедляется, а существующий хлорофилл разлагается. В результате другие соединения, присутствующие в листьях, выходят на первый план и влияют на цвет листьев.

Какие деревья меняют цвет листьев

Из-за изменения светового дня все лиственные деревья меняют окраску. Не меняют окраску только хвойные деревья.

Почему осенью опадают листья

Это происходит из-за нехватки воды. Вода в грунте замерзает и не попадает в корни растений, в то же время с поверхности листа испаряется столько же воды, сколько и летом. Поэтому растения сбрасывают листву, чтобы не засохнуть.

Рассказываем школьную программу так, что хочется учиться

Источник

Осенние самоцветы, или Откуда у осени яркие краски

Начало осени радует нас разноцветной листвой и яркой окраской плодов. Все лиственные породы деревьев и кустарников окрашиваются в разное время и не одинаково.

Лиственные деревья и кустарники окрашиваются осенью в разное время разными красками

Палитра «золота» листвы вмещает разнообразие окрасок — от бледно-лимонного до медного.

Осеннее золото берез

Бледно-желтая листва у жимолости обыкновенной, светло-желтая – у березы бумажной, золотисто-желтая – у лещины, ярко-желтая у гамамелиса.

Гамамелис виргинский

Эффектным акцентом смотрятся в осеннюю пору березы, липы, лещины среди хвойных массивов.

Клен красный

Насыщена и гамма красного – к концу сентября становятся кумачово-пурпурными дуб красный, клен красный и клен приречный. Пламенеют кусты бересклетов: бородавчатого, европейского, священного и крылатого, крупнокрылого; кизильника блестящего.

Бересклет крупнокрылый

Волшебно – с переливами от золотисто-оранжевого до багряного — окрашиваются кроны ильмов (вязов) и скумпии. На хорошо освещенных местах ползучие бересклеты — карликовый и Форчуна становятся пурпурными.

Фотергилла большая — осенняя окраска

Всеми оттенками алого на хорошо освещенных местах сияют кусты фотергиллы, сумаха оленерогого, барбарис Тунберга и желтолистные формы спиреи японской. Необыкновенно хороши в осенней окраске спиреи японские крупнолистные.

Девичий виноград

Исключительно декоративны в осенний период популярные у садоводов черноплодная рябина и ирга.

Черноплодная рябина

Все оттенки вишневого, винного и пурпурного играют в листве винограда амурского и девичьего. Сиреневые и даже фиолетовые оттенки можно разглядеть в кроне дерена кроваво-красного.

Виноград амурский

Листва некоторых пород в зависимости от конкретных условий года на одних и тех же экземплярах в разные годы может варьировать от желтого к красному. Это характерно для багряника японского, клена остролистного и татарского, конского каштана, рябины и калины.

Рябина промежуточная

Интенсивность осенней окраски во многом зависит от погодных условий летне-осеннего периода. Обычно листья ярко окрашиваются при сухой и теплой погоде.

Листья ярко окрашиваются при теплой сухой погоде

Биохимия осенней красоты

В осенний период в листьях синтезируются антоциановые пигменты, от содержания которых в клеточном соке зависит розовая, красная и пурпурная осенняя окраска листьев. Накопление углеводов способствует образованию антоциановых пигментов, поскольку это гликозиды, возникающие при соединении различных сахаров с циклическими соединениями. В кислых растворах антоцианы имеют красный цвет, а с увеличением рН могут становиться фиолетово-синими.

Красные оттенки листьев зависят от содержания в клеточном соке антоциановых пигментов

Количество антоциановых пигментов зависит от определенных наследственных факторов их образования и влияния окружающей среды. Кроме того, с понижением температуры в осенний период в листьях перестает образовываться хлорофилл. В это время виды, содержащие много углеводов и обладающие наследственной способностью, начинают образовывать в листьях дополнительные антоцианы.

У деревьев, не образующих антоциановых пигментов, появляется желтая окраска, за которую ответственны каротины и ксантофиллы

В это же время имеющийся в листьях хлорофилл начинает разрушаться (у разных древесных пород с различной скоростью), и только что образовавшиеся антоцианы становятся заметными. У других деревьев, не образующих антоциановых пигментов, осенний распад хлорофилла выявляет иные пигменты — относительно более стабильные желто-оранжевые каротины и ксантофиллы, придающие листьям светло-желтую окраску, или же примесь красного антоциана в желтом каротине, что определяет ярко-оранжевый цвет (как у некоторых видов клена).

Примесь красного антоциана в желтом каротине определяет ярко-оранжевый цвет

У ряда видов хлорофилл и каротиноиды распадаются одновременно, но при этом синтезируются новые каротиноиды. Так путем разрушения зеленых пигментов, выявления желтых, образования красных пигментов или всеми тремя способами сразу листья могут приобретать различные оттенки желтого, оранжевого, малинового, пурпурного и красного цветов.

Многообразие осенней окраски листвы — результат сложных биохимических процессов

Любой фактор, влияющий на синтез углеводов или на превращение нерастворимых углеводов в растворимые, способствует образованию антоциана и появлению ярких осенних окрасок.

Что влияет на осеннюю окраску листвы

К наиболее важным факторам, определяющим осеннюю окраску, относятся температура, свет, водоснабжение и даже тип почвы.

Понижение температуры ниже нуля способствует образованию антоциана. Однако, ранние суровые морозы делают красные осенние цвета менее яркими, чем они были бы без них. При этом значение имеют не столько пороговые температуры, сколько сумма тепла, число часов с благоприятной температурой.

Понижение температуры ниже нуля способствует образованию антоциана

Яркий свет также способствует появлению красной окраски, так как антоциановые пигменты обычно образуются в листьях, находящихся на свету. Если во время образования красных пигментов один лист был накрыт другим, в нижнем листе красный пигмент обычно не образуется. У некоторых пород осенняя окраска и листопад подготавливается коротким днем.

Антоциановые пигменты обычно образуются в листьях, находящихся на свету

Снабжение водой также влияет на образование антоцианов: засуха способствует появлению ярко-красной окраски. Дождливые дни с недостатком света незадолго до периода наивысшего развития окраски существенно уменьшают яркость красок листопада.

В дождливую осень краски будут не такими яркими

Следовательно, самые лучшие осенние цвета наблюдаются при ясной, сухой и прохладной (но не морозной) погоде.

Особенно яркую окраску листья приобретают осенью в некоторых географических регионах, например, на северо-востоке и северо-западе США, юго-востоке континентальной Азии, юго-западе Европы. А вот в Северной Европе зимы мягкие и дождливые, поэтому листья становятся перед опадением в основном грязно-желтыми и бурыми.

В теплом дождливом климате листья опадают желтыми и грязно-бурыми

Существует также немало растений, у которых листья опадают без изменения окраски, практически зелеными. Это характерно для многих сортовых яблонь и груш, иногда у вишен и слив, а также ольхи черной, тополя белого, жостера, сирени обыкновенной, бирючины, иногда чубушников. Особенно это явление заметно теплой и влажной осенью.

У многих сортовых яблонь листья не меняют окраску

Ландшафтные дизайнеры придают большое значение осенней окраске листвы. Подбирая соответствующие породы и сорта, удается придать красочность грустному периоду, когда сад готовиться к долгой зиме.

Галина Новицкая
дендролог, Ботанический сад МГУ

Источник

Какие деревья осенью краснеют, какие желтеют, какие остаются зелеными

В зимнее холодное время деревья и другие многолетники адаптируются к суровым условиям. К одному из способов выжить относится сбрасывание листвы. За зеленую окраску листьев отвечает хлорофилл, что в переводе с греческого означает «зеленый лист». Участвуя в процесс фотосинтеза, поглощает световую энергию, претерпевает изменения в результате реакции углекислого газа с водой с образованием углеводов и кислорода, а затем возвращается в прежнее состояние. При попадании солнечного света на листья хлорофилл поглощает почти все цвета спектра, исключая зеленый. Этот цвет пигмент отражает. Поэтому человек видит только отраженный зеленый цвет листвы.

Осенние изменения с деревьями и кустарниками

В зонах с умеренным климатом постоянно меняют друг друга 4 сезона. Весной с оттаиванием снега начинается процесс добывания корнями питательных веществ из почвы, растворение накопленных растением нутриентов и распределением их по всему растению, в результате чего набухают почки и распускаются листья. Но проходит лето, и, по неизвестной причине, листья начинают менять свою окраску на красную и желтую. У разных пород деревьев это происходит в разное время, не одновременно. А другие остаются зелеными, уходя под снег, не поменяв расцветки.

С уменьшением тепла и света процесс фотосинтеза замедляется из-за недостатка солнечной энергии. Накопленные за лето питательные вещества (нутриенты) постепенно уходят из листьев в корни, чтобы законсервироваться там до следующей весны. Причем при недостатке дождей, дерево до срока «убивает» свои листья, чтобы хватило влаги и питания на формирование почек на будущий сезон. Если питания и поливов в достатке, растения не спешат расстаться с листвой, чтобы процесс запаса питания длился, как можно больше.

Причины изменений

В результате процессов частичного распада хлорофилла образуются другие пигменты, отвечающие за желтую и оранжевую окраску листьев. Основным красящим веществом в них является каротиноид, который содержится в листе, но хлорофилл перекрывает этот цвет. Поэтому некоторые деревья желтеют в конце лета. За красный цвет листьев отвечает антоцианин, который образуется только в результате распада хлорофилла из-за воздействия на него холода. В этом кроется причина, почему часть деревьев осенью краснеет.

Особенно яркой бывает расцветка листочков при сухой солнечной осени и температуре от 0 до 7 градусов. В дождливую погоду листья, как правило, окрашены в тусклые желто-коричневые и красно-коричневые тона. Причем, некоторые ученые утверждают, что чем беднее почва, тем краснее будут листья на деревьях в осеннее время и, наоборот, на более плодородных почвах в осенней окраске преобладает желтый цвет.

Почему листья с деревьев опадают, а хвоинки нет

Осенняя листва, шуршащая под ногами в солнечный день, окрашена в самые разнообразные желтый, оранжевые, красные оттенки. Дереву при недостатке питания приходится освобождаться оттого, что оно считает лишним. Основные причины листопада:

• уменьшение света;
• отсутствие дождей;
• холодная погода;
• повреждение листвы.

При уменьшении количества солнечного света и температуры воздуха в клетках растений замедляется фотосинтез, что влечет за собой уменьшение выработки сахарозы, которая является источником питания для растений. Чтобы уменьшить расход энергии дерево вынужденно сбрасывает листву.

Отсутствие дождей тоже провоцирует листопад. Растение, пытаясь выжить, сокращает потребность во влаге и освобождается от ненужного. Листва хвойников в летний зной не подвержена опадению по причине меньшей площади иголок по сравнению с листьями. Деревья, чувствуя приближение холодов, накапливают ресурсы для зимнего выживания и избавляются от балласта.

Повреждают листья не только насекомые, но и неблагоприятная погода (ветер, дождь). К тому же к концу сезона в них накапливаются вредные вещества (метаболиты). Считается, что при сбрасывании деревом листвы, оно очищается. Листья прикрепляются к дереву при помощи черешка. Ближе к осени на месте соединения черешка с веткой образуется слой из клеток. Они разрастаются, перекрывая доступ воды и питания к листу. Связь с деревом ослабевает. В результате достаточно дуновения ветра, чтобы оторвать лист осенью от ветки.

Есть несколько причин, которые помогают хвойникам сохранять иголки и не сбрасывать их ежегодно. Это:

1. Маленькая площадь видоизмененных листьев (игл), что помогает сохранять влагу.
2. Иглы покрыты воском, который помогает сохранить влагу до весны.
3. В клетках игл содержатся компоненты, имеющие в составе антифризные вещества, благодаря которым деревья выживают в зимнюю стужу.

Хвойные деревья тоже сбрасывают хвою, но делают это постепенно и человеческий глаз не улавливает изменений. Сосна или ель за несколько лет полностью меняют «одежду».

Когда заканчивается листопад у разных деревьев

Листопад начинается и заканчивается у лиственных деревьев осенью в разные сроки. Первыми желтеют береза, липа, ясень. Как только хлорофилл, из-за уменьшения количества солнечного света и тепла, начинает разрушаться, сразу проявляются желтый и оранжевый цвета в окраске листьев. Процесс опадания листьев начинается у этих деревьев в начале сентября и длится около 3 недель.

После первых заморозков начинают краснеть и терять листья осенью клен , калина, рябина. Следующие понижения температуры влекут за собой интенсивное скидывание листвы практически всеми деревьями. Полностью листва опадает во второй половине октября. И только зимний дуб не скидывает желто-коричневые листья и стоит всю зиму с засохшей листвой.

Вечнозеленые деревья и кустарники

К вечнозеленым относят все представители хвойников, за исключением лиственницы, которая сбрасывает свои листья–хвоинки. Произрастает она в дикой природе преимущественно в зонах с холодными зимами. Но ближе к югу встречаются лиственные деревья и кустарники, которые осенью остаются зелеными. Среди них:

• жимолость вечнозеленая, представляет собой вьюн;
• вереск – невысокий кустарник, нашел широкое применение при создании садовых композиций;
• лавр вечнозеленый – невысокое дерево с плотными блестящими листьями, используемыми в кулинарии.

Листопад – естественный биологический процесс, происходящий в природе ежегодно, помогающий деревьям пережить трудные погодные условия, чтобы с весной опять возродиться.

Источник