Осень – пора золотых, багровых, оранжевых листьев, перешептывающихся на ветках деревьях и шуршащих под ногами. Неописуемая красота, вдохновляющая, романтичная, чарующая. Это природное явление не остается незамеченным и у маленьких почемучек. Почему листья меняют цвет  осенью? Почему опадают с деревьев? А вы знаете ответы? Давайте разбираться вместе.

Почему листья меняют цвет

Летом листья имеют зеленый цвет из-за большого количества пигмента хлорофилла, содержащегося в них. Именно с помощью это пигмента на свету растение из углекислого газа и воды синтезирует глюкозу (этот процесс называется фотосинтез), а из него — все остальные питательные вещества, необходимые для жизни и развития   растения. 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 и позволяет листьям оставаться зелёными.

Осенью же в связи с уменьшением продолжительности светового дня в листьях замедляется процесс фотосинтеза и процесс восстановления хлорофилла. Кроме того, жилки листа, переносящие соки в лист и из листа, постепенно закрываются. Это происходит по мере того, как в основании каждого листа формируется пробковый клеточный слой. И чем больше становится этот слой, тем сильнее затрудняется поступление воды и минералов в лист. Сначала медленно, но осенью этот процесс ускоряется. Все это ведет к уменьшению количества хлорофилла.

Кроме хлорофилла  листья содержат и другие пигменты — желтый ксантофилл и оранжевый каротин (тот самый, который определяет также цвет корнеплодов моркови). Летом эти пигменты незаметны, так как замаскированы большим количеством хлорофилла. Осенью же с уменьшением количества хлорофилла, проявляются желтые и красные оттенки ксантофилла и каротина. Часто жилки и небольшое пространство вокруг остаются всё ещё зелёными, даже когда расположенные между ними ткани уже давно изменили цвет.

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. 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.

Если в листе отсутствуют видимые красящие пигменты, то становятся заметными коричневые клеточные стенки листа, и лист приобретает коричневый цвет.

Почему листья опадают

Осенью листья не только меняют свой цвет, но и опадают.

Пробковый клеточный слой вырастает между основанием черешка и побегом, на который крепится лист. Когда пробковый слой становится достаточно большим, крепление черешка листа к побегу становится слабым, и порыв ветра срывает его.

Листопад — это естественный этап цикла жизни растения. Осеннее сбрасывание листьев не является прямым следствием ухудшения погодных условий, это наследственно закрепленное свойство растения.

Листопад растениям нужен для того, чтобы сократить количество испаряемой воды. Листья дерева в своей совокупности имеют очень большую площадь, и со всей этой площади интенсивно испаряется вода. Летом дерево способно возместить потери влаги, извлекая воду из почвы. Но с похолоданием извлечение холодной воды из почвы сильно уменьшается; зимой же из промерзшей почвы извлечь влагу и вовсе затруднительно. Деревья с лиственным покровом зимой погибли бы от недостатка влаги, то есть высыхали бы.

По той же самой причине при наступлении засушливого сезона в тропиках и субтропиках деревья в этих климатических зонах сбрасывают листву и стоят оголенные вплоть до прихода сезона дождей.

При опадании листьев  растение избавляется от избытка минеральных солей, которые накапливаются в листьях в течение всего лета.  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. Избыток минеральных солей нарушает нормальную работу листьев. Поэтому сбрасывание старых листьев является необходимым условием для поддержания нормальной жизнедеятельности растения.

Кроме этого, при отсутствии листвы увеличивается продуваемость растений, что сохраняет их стволы и побеги от повреждений, вызываемых снежными бурями и массой прилипшего снега. Если бы листья зимой оставались на деревьях, то на ветвях задерживалось бы гораздо больше снега, чем на голых ветвях. Дополнительная тяжесть могла бы спровоцировать поломку ветвей и даже всего дерева. Таким образом, сбрасывая листья осенью, деревья защищают себя от механических повреждений под напором снега.

Называя некоторые растения «вечнозелеными», надо помнить, что листья этих растений не вечны. Они живут несколько лет и постепенно опадают. Но на новых побегах этих растений вырастают новые листья.

Как же хвойные деревья умудряются не терять влагу зимой, оставаясь зелеными? Секрет в том, что хвоинки испаряют во много раз меньше влаги, чем листья. Во-первых, поверхность хвоинки во много раз меньше поверхности листа; во-вторых, хвоинки имеют толстую кожицу; в-третьих, они покрыты восковым налетом, который тоже снижает испарение воды. Хвойные деревья тоже сбрасывают свой покров, но не враз, как это делают лиственные породы, а постепенно: иголки хвойных живут, в среднем 3-4 года. Поэтому смена «одежды» хвойных протекает незаметно для людей. Именно поэтому такие деревья и называют «вечнозелеными». Но мы-то с вами уже знаем правду!

Приятных открытий!