Окрас осенних листьев. Почему осенью листья меняют цвет? Чем объяснить изменение окраски листьев деревьев осенью

Вчера,гуляя в парке,почему-то впервые задумалась.Почему листья разноцветные и вот,что я нашла в инете:Листья растений окрашены в зеленый цвет потому, что содержат хлорофилл — пигмент, который присутствует в растительных клетках. Пигментом называется любое вещество, поглощающее видимый свет. Хлорофилл поглощает солнечный свет и использует его энергию для синтеза питательных веществ.

Но осенью листья растений теряют свой яркий зеленый цвет.

Например, листья тополя становятся золотистыми, а у клена как бы вспыхивают красным цветом. В листьях начинаются какие-то химические превращения, то есть что-то происходит с хлорофиллом. 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. В листьях некоторых растений появляются желтые и оранжевые пигменты. Эти пигменты состоят большей частью из каротинов — веществ, которые окрашивают морковь в оранжевый цвет. Например, листья березы и орешника по мере распада хлорофилла становятся ярко-желтыми, листья некоторых других деревьев приобретают разнообразные оттенки красного цвета.

Красный, темно-вишневый и пурпурный оттенки некоторых листьев обусловлены образованием пигмента антоцианина. Этот пигмент окрашивает редиску, красную капусту, розу и герань. Под воздействием осеннего холода в листьях начинаются химические реакции, превращающие хлорофилл в красно-желтые соединения. В отличие от каротинов и других желтых пигментов антоцианин вообще отсутствует в зеленых листьях. Он образуется в них только под воздействием холода. Цвет осенних листьев, как цвет волос у человека, обусловлен генетически у каждого вида растения. А вот будет ли этот цвет тусклым или ярким, зависит от погоды.

Самые яркие, сочные цвета листьев бывают осенью, когда долго стоит холодная сухая и солнечная погода (при температуре от 0 до 7 градусов Цельсия усиливается образование антоцианина). Красивая расцветка листьев осенью бывает в таких местах, как штат Вермонт. А вот, например, в Великобритании, где климат дождливый и погода почти все время пасмурная, осенние листья чаще всего тускло-желтые или коричневые.
Проходит осень, наступает зима. Вместе с листьями растения теряют и красочную расцветку. Листья прикрепляются к ветвям особыми черенками. С наступлением зимних холодов связь между клетками, из которых состоят черенки, распадается. После этого листья остаются связанными с веткой только тонкими сосудиками, по которым в листья поступают вода и питательные вещества. Легкое дуновение ветра или капля дождя могут разорвать эту эфемерную связь, и листья упадут на землю, добавив еще один цветной штрих к разноцветному толстому ковру из опавших листьев.
Растения запасают питание к зиме, как бурундуки и белки, но накапливают его не в земле, а в ветвях, стволах и корнях.

Листья, в которые перестает поступать вода, высыхают, опадают с деревьев и подхваченные ветром долго кружат в воздухе, пока не улягутся на лесные тропинки, выстилая их хрустящей дорожкой. Желтая или красная окраска листьев может сохраняться несколько недель после того, как они опали. Но со временем соответствующие пигменты разрушаются. Единственное, что остается,— это танин (да- да, это именно он окрашивает чай). Осенью, когда листья оказываются изолированными от веток дерева и в них больше не попадают вода и минеральные вещества, фотосинтез прекращается. Когда листья оказываются изолированными, вырабатывающий питание хлорофилл, придающий листьям зеленый цвет, разрушается, и начинают проявляться другие цвета - они присутствовали в листьях все время, но из-за обилия зеленого хлорофилла их не было видно. Появляются желтый и оранжевый цвета - это дань пигмента каротина, благодаря которому, между прочим, морковь имеет свой оранжевый цвет.

Прекрасные краски осени - это еще и работа пигментов, которые образуются в результате химических реакций, вызываемых уникальным сочетанием погодных условий осенью: более прохладная температура ночью и более короткие дни способствуют образованию антроцианина - пигмента, придающего листьям красные и пурпурные оттенки. Осенняя температура порождает красные цвета, возникающие в результате реакции с глюкозой - сахаром, который остался в листьях после того, как прекратился фотосинтез.

От изменений погоды зависит яркость расцветки осенних листьев и время, на протяжении которого мы сможем любоваться ими, прежде чем листья опадут. При низких температурах (но не достигающих точки замерзания), вырабатывается больше антроцианина, который придает листьям яркий красный цвет. Более яркие краски осени могут быть также порождением сумрачных и дождливых дней.

Все мы каждый год в середине осени наблюдаем прекрасный цветовой спектакль опадающих листьев, но вряд ли кто-нибудь задумался над тем, почему это происходит и с чем это связано.О листьях, которые осенью приобретают ржавый цвет, можно сказать, что они являются пищевым заводом природы. Растения получают воду из почвы через корни, а листья поглощают углекислый газ из воздуха. С помощью солнечного света вода и углекислый газ превращается в глюкозу. Она стимулирует рост и развитие зелени.

Процесс преобразования воды в глюкозу при помощи солнечного света называется фотосинтез. Свой вклад в этот процесс вносит химическое вещество под названием хлорофилл. Именно он придает растениям зеленый цвет.

К концу лета - началу осени дни становятся короче. Таким образом, деревья чувствуют приближение холода и начинают готовиться к зиме.

В прохладную погоду количество воды и солнечного света недостаточно для облегчения процесса фотосинтеза. В это время деревья начинают подпитываться пищей, которую накопили в течение лета. Так называемый завод по производству зеленого цвета закрыт, нехватка хлорофилла постепенно приводит к тому, что листья теряют цвет и приобретают ржавый оттенок осени. В зависимости от температуры и влажности погоды листья теряют зеленый цвет быстрее, а если нагрянут внезапные ранние заморозки, они и опадут быстрее.

Кленовые листья, например, сохраняют значительное количество глюкозы в своем составе, даже после того как процесс фотосинтеза был завершен. Таким образом, холодные ночи и те несколько лучей солнца, которым удалось обмануть облака и подпитать листья, являются основным ингредиентом деревьев, чьи листья окрашены в ярко-красный цвет.

Дубовые листья осенью приобретают коричневый цвет, так как они хранят в себе не только глюкозу, но и отходы.
Деревья и растения подготавливаются к зиме, и дают нам возможность каждый раз восхищаться их прекрасным разноцветьем.

Хлорофилл-это самый настоящий агрегат по выработке продуктов питания, который находится в каждом листе. Две трети листьев зависит от присутствия в них хлорофилла. Каждый лист имеет и другие оттенки, но из-за доминирующего, их почти не видно. Но, они все же, есть. «Ксантофилл» - имеет желтую окраску. Он состоит кислорода, водорода и углерода и занимает 23 % от пигментации всего листа. Еще один оттенок придает каротин и занимает он 10% от общей пигментации.

Антоцианин придает листьям яркие красные оттенки.Начиная в ранней весны и до наступления осени, нам виден только зеленый хлорофилл. Но когда начинается осень, то питательные вещества поступают только в ствол и ветви деревьев, потому, что питательные вещества перестают вырабатываться, а имеющийся хлорофилл разлагается. Когда он полностью исчезает или значительно уменьшается его содержание в листве, вот тут и проявляются другие пигменты, постоянно присутствующие в листе. Вот именно тогда и начинается разнообразие красок на деревьях.

Прежде чем лист упадет с дерева, у его основания образуется тонкий слой клеток, который указывает на место расположения данного листа.

Но вот сегодня существует еще одна теория по поводу сбрасывания деревьями листвы с приближением зимы. Ее выдвинул британский ученый Брайан Форд. Теорию предложили для обсуждения, напечатав в газете The Daily Telegraph. Он полагает, что деревья сбрасывают листья по той же причине, что и человек во время посещения туалета. Желая избавиться от накопившихся внутри лишних веществ, дерево избавляется от листвы. Так долгое время лист воспринимался как орган хранения энергии, но, тот же лист и выводит из дерева все нежелательные вещества. Перед сбрасыванием в листьях увеличивается уровень вредных компонентов танина, оксолата, тяжелых металлов. Отсюда и следует вывод, что дерево скорее хочет освободиться от вредных веществ, нежели оставить на хранение на зиму. Предложенная гипотеза не может помешать любоваться осенними красками.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Желтые и красные, оранжевые и коричневые – все листья имеют собственный оттенок. Давайте разоберемся, откуда такая разница в цвета.

Летом листья имеют зеленый цвет из-за большого количества хлорофилла. Этот пигмент – кормилец растения, так как именно с его помощью растение на свету синтезирует из углекислого газа и воды глюкозу, а из нее – все остальные питательные вещества. При наличии освещения хлорофилл в живом листе постоянно разрушается и вновь образуется.

Помимо хлорофилла, листья содержат и другие красители – желтый ксантофилл и оранжевый каротин (тот самый, который в моркови). Летом эти пигменты незаметны, так как замаскированы большим количеством хлорофилла. Осенью жизнедеятельность в листе затухает, и хлорофилл постепенно разрушается. Тут-то и проявляются желтые и оранжевые оттенки.

Разрушение хлорофилла интенсивнее происходит в солнечную погоду. Вот почему в пасмурную дождливую осень листья дольше сохраняют свою зеленую окраску. Но если на смену осадкам приходит бабье лето, то кроны деревьев за пару дней окрашиваются в привычные осенние цвета.

Помимо золотых, к нашим ногам падает много багряных листьев. Они такие из-за пигмента, который называется антоцианом. В отличие от хлорофилла, антоциан не связан с внутриклеточными пластическими образованиями (зернами), а растворен в клеточном соке.

При понижении температуры, а также при ярком свете концентрация антоциана в клеточном соке увеличивается. Кроме того, остановка или задержка синтеза питательных веществ в листве также стимулирует его синтез. Таким образом, красный цвет листопада просто свидетельствует о том, что жизненные процессы в листьях прекращаются в преддверии зимы.

Яркость осенних красок зависит от того, какая стоит погода. Если много ливней, листва 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 и яркими. Листья на южной стороне дерева тоже всегда будут более насыщенного цвета, поскольку получают больше солнечных лучей.

Почему осенью листья меняют цвет? Почему осень бывает разного цвета? Листья растений окрашены в зеленый цвет потому, что содержат хлорофилл - пигмент, который присутствует в растительных клетках. Пигментом называется любое вещество, поглощающее видимый свет. Хлорофилл поглощает солнечный свет и использует его энергию для синтеза питательных веществ. Осенью листья растений теряют свой яркий зеленый цвет Например, листья тополя становятся золотистыми, а у клена как бы вспыхивают красным цветом. В листьях начинаются какие-то химические превращения, то есть что-то происходит с хлорофиллом. 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. В листьях некоторых растений появляются желтые и оранжевые пигменты. Эти пигменты состоят большей частью из каротинов - веществ, которые окрашивают морковь в оранжевый цвет. Например, листья березы и орешника по мере распада хлорофилла становятся ярко-желтыми, листья некоторых других деревьев приобретают разнообразные оттенки красного цвета. Красный, темно-вишневый и пурпурный оттенки некоторых листьев обусловлены образованием пигмента антоцианина. Этот пигмент окрашивает редиску, красную капусту, розу и герань. Под воздействием осеннего холода в листьях начинаются химические реакции, превращающие хлорофилл в красно-желтые соединения. В отличие от каротинов и других желтых пигментов антоцианин вообще отсутствует в зеленых листьях. Он образуется в них только под воздействием холода. Цвет осенних листьев, как цвет волос у человека, обусловлен генетически у каждого вида растения. А вот будет ли этот цвет тусклым или ярким, зависит от погоды. Самые яркие, сочные цвета листьев бывают осенью, когда долго стоит холодная сухая и солнечная погода (при температуре от 0 до 7 градусов Цельсия усиливается образование антоцианина). Красивая расцветка листьев осенью бывает в таких местах, как штат Вермонт. А вот, например, в Великобритании, где климат дождливый и погода почти все время пасмурная, осенние листья чаще всего тускло-желтые или коричневые. Проходит осень, наступает зима. Вместе с листьями растения теряют и красочную расцветку. Листья прикрепляются к ветвям особыми черенками. С наступлением зимних холодов связь между клетками, из которых состоят черенки, распадается. После этого листья остаются связанными с веткой только тонкими сосудиками, по которым в листья поступают вода и питательные вещества. Легкое дуновение ветра или капля дождя могут разорвать эту эфемерную связь, и листья упадут на землю, добавив еще один цветной штрих к разноцветному толстому ковру из опавших листьев. Растения запасают питание к зиме, как бурундуки и белки, но накапливают его не в земле, а в ветвях, стволах и корнях Листья, в которые перестает поступать вода, высыхают, опадают с деревьев и подхваченные ветром долго кружат в воздухе, пока не улягутся на лесные тропинки, выстилая их хрустящей дорожкой. Желтая или красная окраска листьев может сохраняться несколько недель после того, как они опали. Но со временем соответствующие пигменты разрушаются. Единственное, что остается,- это танин (да- да, это именно он окрашивает чай).

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Научно-исследовательская работа

КТО КРАСИТ ЛИСТЬЯ В ЗЕЛЁНЫЙ ЦВЕТ?

Выполнил:

Созыкин Федор Андреевич,

учащийся 2-Б класса

Руководитель:

Мышак Любовь Михайловна,

Учитель начальных классов

Муниципального общеобразовательного учреждения средняя общеобразовательная школа № 46 г.Твери

Введение 3

Глава 1. «Мы потому ш-шеле-стим, ш-шепчем, что солныш-шку радуемся» 5

1.1. Значение Солнца в разных культурах мира 5

1.2. Влияние света на жизнь растений 5

Глава 2. « А зеленые мы оттого, что в каждом листе полным-полно чудесных зеленых хлорофилловых зерен» 6

Глава 3. Исследовательская часть. «Крохотные хлорофилловые зерна с утра до вечера ловят свет!» 7

3.1 Методы исследования: проведение опыта, наблюдение 7

3.2 Этапы исследования 8

3.3 Результат 9

5. Заключение 9

6. Список источников и литературы 10

7. Приложение 1 11

Введение

Наверное, нет такого ребенка, который бы не задавал родителям вопрос: «А почему листья зеленые?» Однажды, готовясь к уроку окружающего мира, и я задал маме этот вопрос. Мама открыла книгу, которая называется «Почемучка», нашла главу 5 «Про зеленые леса и лесные чудеса» и прочитала мне авторскую сказку А. Дитриха и Г. Юрмина «Почему лист зеленый» . В сказке оказалось много интересной информации, и я решил проверить, что в ней правда, а что ложь.

Актуальность данной работы заключается в следующем. Я, как и героиня сказки считал, что главное в растении – это корни, они кормильцы. А листья? Какой в них прок! Разве что они красивы? Оказалось, что в зелени листьев, как говорил замечательный русский ученый Климентий Аркадьевич Тимирязев, самая сущность растительной жизни, что растение – это, прежде всего лист.

А почему лист зеленый? Эти и другие вопросы часто задают юные биологи.

Гипотеза исследования: предполагаю, что в результате исследования я узнаю ответ на поставленный вопрос: что красит листья в зеленый цвет? Узнаю о роли солнца в жизни растений.

Предмет исследования : листовая петрушка

Цель исследования: проверить информацию о роли солнечного света в жизни растений, данную в сказке и сравнить ее с научной теорией.

Основные задачи, решаемые в ходе работы над проектом:

Изучить литературу, материалы в сети Интернет, узнать у взрослых, изучить статьи по теме в журналах, газетах;

Соотнести полученную информацию с информацией из сказки;

Выяснить какую роль играет солнечный свет в жизни растений;

Провести наблюдения за развитием растения, зафиксировать результаты и сделать выводы;

Ожидаемые результаты:

1. Получение начальных знаний огородника;

2. Овладение практическими навыками выращивания листовой петрушки, создавая при этом правильные условия для развития растения;

3. Получение зрелого продукта.

Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира и биологии в старших классах, помощь маме при выращивании культурных растений.

Глава 1.«Мы потому ш-шеле-стим, ш-шепчем, что солныш-шку радуемся»

«Мы потому ш-шеле-стим, ш-шепчем, что солныш-шку радуемся», так в сказке отвечают листья девочке Марине. Почему так ответили листья?

Тысячелетиями люди занимаются выращиванием растений. Роль Солнца для получения хорошего урожая, нашла отражение во всех древнейших культурах Европы, Азии, Африки и Америки.

Значение Солнца в разных культурах мира

Источником света на Земле является Солнце, поэтому значение Солнца для жизни на Земле человек чувствовал уже в далекие времена. Древним людям оно представлялось могучим существом, от которого зависела вся жизнь.

Наши предки славяне поклонялись богу Солнца, называли его Даждь-бог, или Ярило. Различные верования, обряды, традиции, до сих пор сохранившиеся, связаны с древними представлениями о Солнце. Например, праздник масленицы (блин – как образ Солнца), Пасхи – когда с приходом весны обновляется природа.

Древние египтяне представляли себе, что бог Солнца Ра плывет по небесной реке на своей золотой лодке.

По представлениям древних греков лучезарный Гелиос (Солнце) был сыном Зевса – верховного бога на Олимпе.

Потомки южноамериканских индейцев до сих пор проводят фестиваль поклонения солнцу.

Влияние света на жизнь растений

Солнце является очень мощным источником энергии. Растения приспособились использовать солнечную энергию, потому что это было нужно для их выживания. Знание, что для здорового зелёного цвета растений необходим солнечный свет, пришло к человечеству опытным путём. В 1817 году ученые выделили зеленый пигмент из растений и назвали его хлорофиллом.

Поглощение энергии Солнца происходит благодаря особой структуре листьев, включающей в себя клетки, которые содержат специальное вещество под названием хлорофилл.

Глава 2. «А зеленые мы оттого, что в каждом листе полным-полно чудесных зеленых хлорофилловых зерен»

Зеленый лист - великая фабрика жизни.

В клетках листа есть зеленое вещество, которое называется хлорофилл. Это пигмент растений отвечает за усвоение энергии солнечного света. Солнце – главный источник жизни. Луч солнца падает на лист. Упадет на зеленый лист солнечный луч – и «фабрика» начинает превращение воды и углекислого газа в крахмал и сахар. Нет света – и замирает работа в зернах хлорофилла.

Зеленый лист! Он вбирает в свои клетки углекислоту, а выделяет в воздух кислород, это ему нужно. А для чего? Роль хлорофилла – поставка питания для всего растения. Это вещество необходимо растению для фотосинтеза и имеет ярко-выраженный зеленый цвет. Именно с помощью хлорофилла растение поглощает углекислый газ из воздуха, а взамен отдает кислород, благодаря которому мы дышим.

Все живые существа вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ. К счастью, растения делают все наоборот, поэтому они очень важны для человека и животных, так как дают нам возможность дышать.

Пусковым механизмом для запуска этого процесса является солнечный свет. Все полученные в результате продукты используются растениями для питания.

Глава 3. Исследовательская часть. «Крохотные хлорофилловые зерна с утра до вечера ловят свет!»

И вдруг все перевернулось в моем сознании! Оказалось, не было б на земле зеленых листьев – не было бы жизни! Я решил опытным путем доказать, что именно солнечный свет окрашивает листья в зелёный цвет. То есть без солнечного света, хлорофилл в листьях не образуется.

3.1 Методы исследования: проведение опыта, наблюдение, измерение, фотографирование.

3.2 Этапы исследования .

3.3 Результат.

10.06.2016 г. высадка растений

15.06.2016 г. полив по мере необходимости

30.06.2016 г. один куст – зеленый, здоровый, другой - не вырос, стал желтого цвета.

Заключение

Действительно, без солнечного света хлорофилл в растениях не образуется.

Образование зеленого пигмента хлорофилла в растениях, полностью зависит от солнечного света. При отсутствии света, растение теряет зеленый цвет.

Следовательно, не будь Солнца, мы не смогли бы радоваться яркой зелени лугов и полей, тенистой прохладе лесов и парков. Растения не просто не были бы зелёными. Они не выросли бы. Ведь хлорофилл – главный участник процесса питания растений.

В результате моей работы, мне удалось получить ответ на поставленный вопрос, доказать, что информация в сказке соответствует действительности. Теперь я смогу рассказать одноклассникам о роли хлорофилла в жизни растений, полученные данные мне пригодятся при изучении биологии в старших классах.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. http://pochemuchkin.ru/html/razd5/razd5_2.html

2. А. Дитрих, Г. Юрмин, Р. Кошурникова. Почемучка, Москва, «Педагогика- Пресс», 1993г., стр.182.

Приложение 1

Почему лист зеленый?

Как-то однажды, умаявшись, села девочка отдохнуть под старым дубом, а глаза, хоть и тоже устали, всё равно зорко смотрели вокруг, а уши слушали.

«И почему это листья такие зеленые, и о чем они всё время перешептываются?» – подумала Маринка.

– Эй, малыш-ш-ш-ш, что глядишь-шь-шь? – лопотали над ней листья. – Разве ты нас поймешь-шь-шь?

– Пойму, – решительно сказала девочка.

– Ишь-ишь какая, ишь-шь, – засмеялись листья. – Да ведь ты спишь-шь-шь!

– И вовсе не сплю, – пробормотала Маринка. – Это вам так кажется.

– Ну если не спишь-шь-шь, тогда слушай, – зашептали листья. – Мы потому ш-шеле-стим, ш-шепчем, что солныш-шку радуемся. А зеленые мы оттого, что в каждом листе полным-полно чудесных зеленых хлорофилловых зерен. Зерна так малы, что не разглядеть. И тем не менее каждое такое зернышко – как бы крохотный заводик. Спрятанные у нас, листьев, под кожицей, эти крохотные заводики готовят пищу всему дереву.

– А вот и нет, – прошептала сквозь сон Маринка. – Я знаю – дерево кормят корни.

– Несмыш-ш-шленыш-ш-ш! – наперебой зашелестели листья. – Корни само собой. Без корней тоже не прожить: они из-под земли воду высасывают, выкачивают. В той воде растворено много необходимых растениям веществ, и все-таки из того, что добывают под землей корни, не то что ствол или сук – даже малой веточки не построить. Вот потому-то и работает в листьях бессчетное множество хлорофилловых зерен. Они берут из воздуха невидимый углекислый газ. Из этого газа, воды и растворенных в ней веществ, добытых корнями, чудесные зернышки-заводики и делают строительный материал для новых веток, почек, корешков и, конечно, для самого ствола. Как не подняться новому дому без бетона и кирпича, так не вырасти и дереву без материала, который готовят зеленые зернышки-заводики.

– Ну да, вы уж скажете, – засомневалась Маринка. – Заводам, пускай даже самым маленьким, нужно электричество. Или жаркий огонь.

– Верно говоришь-шь-шь, – шелестели листья. – Заводам для работы обязательно нужна энергия: либо электричество, либо тепло, либо то и другое. Ну а нашим зеленым заводикам энергию дает солнце. Для каждого листа, для каждой травинки солнечный свет – самое главное! Крохотные хлорофилловые зерна с утра до вечера ловят свет. С его-то помощью они и соединяют различные вещества в одно чудесное – живое. Благодаря нам, листьям, а вернее, спрятанным в нас хлорофилловым зернам из маленького, слабенького ростка вырастает высоченная сосна, или капуста, или яблоня, гнущаяся под тяжестью сочных плодов, или золотая пшеница, или такой могучий дуб, как наш.

– А разве ты не знаешь, – наперебой зашумели листья, – что каменный уголь – это остатки деревьев, живших десятки миллионов лет назад? И они принялись рассказывать о растениях, шумевших на земле давным-давно, – о папоротниках и хвощах, только огромных, выше елок.

«Десятки миллионов лет! – подумала девочка. – Как же долго спало под землей пойманное солнышко, чтобы однажды вдруг проснуться, обернуться огнем и согреть ее, Маринку! Десятки миллионов лет – это ведь ужасно долго».

Над Маринкой сквозь листья поблескивало яркое солнце. Такое яркое, что пришлось зажмуриться.

– Послушайте! – сказала Маринка. – Выходит, если я ем яблоко или картошку, значит, я ем то, что приготовили за лето зеленые заводики? Значит, во мне тоже пойманное ими солнышко?

– Солныш-шко, солныш-шко, солнышко... – наперебой повторяли листья над головой девочки.

И кроме этого слова Маринка ничего не смогла различить в зеленом шелесте.

В этом году осень яркая, красивая, можно сказать «в багрец и золото одетые леса…». Поэты, наверное, не задумывались, почему желтеют и краснеют листья на деревьях. А мы попробуем объяснить это для тех, кому интересно. Вообще природа настолько загадочна, что полностью объяснить даже такие, казалось бы, простые явления, как изменение цвета листьев осенью мы, как увидите, пока полностью не можем. И здесь загадки остаются.

Итак, самое простое объяснение, известное из школьной программы, выглядит примерно так: листья осенью, когда день становится коротким и понижается температура, перестают вырабатывать зеленый пигмент хлорофилл, желтеют и опадают. Все, казалось бы понятно. Но почему, если понизить температуру до тех же 10 °С летом они не опадают? Имеет ли температура решающее значение в изменении цвета листьев? Почему листья окрашены в различные яркие цвета?

На самом деле, каждый маленький новый листочек, рожденный на березе или клене весной, уже тогда готовится к своей гибели. В основании листика существует разделительный (или «отрезающий») слой клеток, образующих капилляры, через которые поступает вода для фотосинтеза хлорофилла и через которые питательная глюкоза, которую лист вырабатывает из воды и двуокиси углерода под влиянием солнечного света, поступает в ветви и ствол. Природа так устроила, что эти каналы должны непременно перекрыться с наступлением осени. Образуется «пробка», препятствующая обмену веществ лист-ствол. Это, можно сказать, процесс «на генетическом уровне», наверное, это подобно тому, как стареет человек - с возрастом обмен веществ становится все хуже. Каналы в листе перекрываются тоже постепенно. Без воды хлорофилл вырабатываться уже не может, окраска листа меняется.

Как показали недавние исследования, за осенний парад жёлтого и золотого, следующий за исчезновением зелёного хлорофилла, отвечает всего один белок - протеаза. Белок FtsH6 относится к семейству протеаз FtsH, способных расщеплять белок мембраны хлоропластов - светопринимающий комплекс фотосистемы II (LHC II), самый распространённый мембранный белок а земле. Как только этот структурных белок расщепляется, ранее незаметные пигменты - жёлтый ксантофилл и оранжевый каротин В становятся видимыми.

В некоторых статьях, объясняющих цвет листьев осенью, на этом собственно и заканчивается объяснение окраски листьев. Говорят, что по мере потери зеленого пигмента хлорофилла становятся заметными другие пигменты (красные, желтые и т.д.), всегда присутствующие в листьях.

Это не совсем так. Если желтый и оранжевый пигменты, так называемые ксантофиллы и каротины, присутствуют в листе все лето, то пигменты красного цвета, антоцианы, образуется в некоторых листьях только с приходом осени.

Антоцианы - это мощные антиоксиданты, которые присущи многим известным овощам и фруктам, таким как свекла, красные яблоки, красный виноград. Кстати, они разрешены в качестве пищевых добавок (E163). Большое значение в синтезе антоциана имеет солнечный свет. Вы замечали, что чем осенние дни яснее, тем листья ярче?
Как образуются антоцианы? Их образование зависит от расщепления сахаров в присутствии яркого света при понижении уровня фосфата в листьях. Летом фосфата в листьях достаточно много, он нужен для расщепления сахаров, производимых хлорофиллом. Однако осенью фосфат, как и другие питательные вещества, перемещается из листьев в ствол растения. При этом изменяется процесс расщепления сахаров, что приводит к образованию антоциановых пигментов. Чем ярче свет в это время, тем больше производится антоцианов и тем более красивым получается цвет листьев. Поэтому, когда осенью солнечно и прохладно, а ночи холодные, но без заморозков, расцветка листьев обычно наиболее красочная.

Как известно все в природе имеет смысл. В чем же смысл того, что дерево тратит энергию на образование красного антоциана, если листья все равно должны скоро облететь? Думаю, что нам людям не стоит слишком обольщаться, что это только для того, чтобы доставить нам удовольствие от созерцания феерии осенних красок.

Полностью загадка не разгадана. Существует несколько гипотез. Первая в том, что образуя антиоксиданты растения пытаются хоть немного продлить жизнь осеннего листа. Красные пигменты понижают температуру замерзания жидкостей в листе и помогают растению защититься от холода. Согласно теории фотозащиты, антоцианы защищают лист от вредного воздействия света при низких температурах, в присутствии антоцианов дереву удаётся усваивать питательные вещества (особенно азот) более эффективно. Чем дольше сохраняются листья, тем больше питания накапливается на зиму.

Существует также теория аллелопатии. 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 растений. Он провёл эксперимент, в котором обливал ростки сорняков экстрактом из жёлтых, зелёных и красных листьев. Семена, которые были политы экстрактом из красных листьев клёна, развивались существенно хуже.

Исследования продолжаются, и появляются новые теории, пытающиеся объяснить эту чудесную осеннюю загадку красного листа. И разгадывая подобные природные явления человек возможно сможет помочь самому себе стать здоровее и счастливее…