Мы привыкли к тому, что осенью листва желтеет и деревья сбрасывают до весны их. Любуемся жёлтой листвой, восхищаемся романтизмом осени, но не знаем, отчего же всё-таки происходит пожелтение листьев. А этому, оказывается, есть научное объяснение.

Долгие годы учёные изучали листья и то, как они меняют свой цвет осенью. Молекулы , отвечающие за яркие оттенки жёлтого и оранжевого, уже не являются загадкой, а почему листья приобретают красный цвет пока остается тайной.

Реагируя на смену температуры воздуха и меньшее количество дневного света, листья перестают вырабатывать хлорофилл (который придает зелёный цвет), поглощающий синий и частично красный свет, излучаемые Солнцем. Так как хлорофилл чувствителен к холоду, некоторые изменения в погоде , такие как ранние заморозки, "отключат" его выработку быстрее обычного.

В это время оранжевые и жёлтые пигменты, называемые каротиноиды (которые также можно встретить в моркови) и ксантофиллы светят через листья, у которых не осталось зелёного цвета. "Жёлтый цвет присутствует в листьях всё лето, но его не видно пока не исчезнет зелёный" говорит Пол Шаберг

"Желтый цвет присутствует в листьях всё лето, но его не видно, пока не исчезнет зелёный" говорит Пол Шаберг (Paul Schaberg), физиолог растений из Лесной службы США. Но у учёных пока мало информации о красном цвете, который появляется у некоторых листьев осенью. Известно, что красный цвет происходит от антоцианидов , которые, в отличие от каротиноидов, вырабатываются только осенью. Антоцианиды также придают цвет клубнике, красным яблокам и сливам.

Деревья вырабатывают антоцианиды, когда чувствуют смену в окружающей среде - заморозки, ультрафиолетовое излучение, засуху и/или грибок . Но красные листья также являются признаком болезни дерева. Если вы заметили, что листья дерева раньше обычного (в конце августа) стали красного цвета, вероятнее всего дерево страдает от грибка, или оно было где-то повреждено человеком.

Почему дерево тратит свою энергию, чтобы выработать

новые антоцианиды в листе, когда этот лист вот-вот опадёт?

Пол Шаберг считает, что если антоцианиды помогают листьям оставаться на дереве дольше, они могут помочь дереву впитать больше полезных веществ до того, как листья опадут. Дерево может использовать впитанные ресурсы, чтобы расцвести в следующем сезоне.

Антоцианины

Тема антоцианинов немного сложнее для изучения, нежели остальные компоненты деревьев. Несмотря на то, что все деревья содержат хлорофилл, каротин и ксантофиллы, не все вырабатывают антоцианины. Даже те деревья, которые имеют антоцианины, вырабатывают их только при определённых условиях. До того, как дереву избавиться от своих листьев, оно пытается впитать как можно больше питательных веществ из листьев, и в этот момент в роль вступает антоцианин.

У учёных есть несколько ответов на вопрос, почему некоторые деревья вырабатывают это вещество, и листья меняют свой цвет.

Самая распространённая теория говорит о том, что антоцианины защищают листья от переизбытка солнечного света, при этом позволяя дереву впитывать полезные вещества, хранящиеся в листьях. На дереве эти пигменты играют роль солнцезащитного крема , блокируя опасное излучение и охраняя листья от переизбытка света. Они также защищают клетки от быстрого замерзания. Их пользу можно сравнить с пользой антиоксидантов.

Большое количество солнечного света, сухая погода, морозная погода, низкий уровень питательных веществ и другие стрессовые факторы повышают концентрацию сахара в древесном соке . Это запускает механизм выработки большого количества антоцианинов в последней попытке накопить энергию, чтобы пережить зиму.

Учёные полагают, что изучение антоцианидов поможет понять уровень болезни каждого дерева. Это, в свою очередь, в будущем даст более понятную картину о проблемах окружающей среды. Как говорил персонаж книги и мультфильма Лоракс: "Цвет деревьев однажды сможет сообщить нам, что чувствует на данный момент дерево".

Почему осенью листья желтеют и опадают

Дачный сезон заканчивается с последними опавшими листьями с деревьев и кустарников. У многих людей оголённые растения вызывают уныние и тоску по лету. А ведь осень прекрасна! Недаром столько поэтических строк посвящено этому времени года. Почему листья у одних растений краснеют, а у других желтеют? И почему листья опадают?

Листопад - самый яркий признак осени. Это растения приспосабливаются к неблагоприятным условиям сезона. Сезонная изменчивость растений начинается с северных широт и постепенно движется на юг. Листопад повторяется каждый год и всегда приводит нас в восторг своими яркими красками - от жёлтых и оранжевых до розовых и пурпурных. Листья облетают даже с вечнозелёных растений в субтропиках и тропиках. Только там они падают не все сразу, а постепенно в течение всего года, и от того это не так заметно.

Осенью становится холоднее, и вода в растения поступает из корней к листьям в замедленном темпе. Но это не главная причина листопада. Наступление неблагоприятных условий является сигналом для перехода растений в новый цикл жизни, что заложено в генетический код. Это указывает нам на то, что осеннее сбрасывание листьев не является прямым следствием наступивших неблагоприятных условий. Оно вместе с зимним периодом покоя входит в самый цикл развития растения. Есть также способ убедиться в том, что листопад - процесс физиологический. Отчего же лист отделяется от ветки? Оказывается, с наступлением холодов у основания черешка, где лист прикреплён «листовой подушечкой» к ветке, образуется пробковый слой. Клетки этого слоя имеют гладкие стенки и легко обособляются друг от друга. Стоит дунуть ветру чуть посильнее, и лист отделяется от пробкового слоя.

Зелёный цвет листьев летом обусловлен большим количеством пигмента хлорофилла, содержащегося в них. Этот пигмент «кормит» растения, так как именно с его помощью на свету растение из углекислого газа и воды синтезирует органические вещества и в первую очередь основной сахар - глюкозу, а из него - все остальные питательные вещества. В состав хлорофилла входит железо, а при его разрушении образуются оксиды, которые имеют буро-жёлтые цвета. Разрушение хлорофилла интенсивнее происходит на свету, то есть в солнечную погоду. Вот почему в пасмурную дождливую осень листья дольше сохраняют свою зелёную окраску. При наступлении осенью солнечных дней листья приобретают золотисто-красные цвета.

Однако наряду с хлорофиллом зелёные листья содержат и другие пигменты - желтый ксантофилл и оранжевый каротин (он определяет цвет корнеплодов моркови). Летом эти пигменты незаметны, так как замаскированы большим количеством хлорофилла. Осенью же по мере затухания жизнедеятельности в листе хлорофилл постепенно разрушается. Тут-то и проявляются в листе жёлтые и красные оттенки ксантофилла и каротина.

Помимо золотых, осенние наряды деревьев содержат багряные оттенки. Этот цвет обусловливает пигмент, который называется антоцианом. В отличие от хлорофилла, антоциан не связан внутри клетки с пластическими образованиями (зернами), а растворён в клеточном соке. 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.

Опавшие листья ещё несколько дней могут сохранять форму и цвет, а затем они начинают усыхать и приобретать бурый не очень приятный для глаза цвет. Часть листьев остается на месте под деревьями и кустарниками, а часть ветер уносит за пределы участка. У садовода из эстетических соображений зачастую возникает соблазн очистить почву от опавших листьев. А надо ли? Ведь в листьях содержатся те же химические соединения, что были взяты растениями из почвы. Правда, они приобрели несколько иной химический состав и вошли в образованное растением органическое вещество. Попав на поверхность почвы, листья становятся «добычей» великого множества различных живых организмов. Среди них наиболее важная роль в утилизации листьев принадлежит дождевым червям. Продукты их жизнедеятельности (экскременты червей называются капролитами) содержат весь набор элементов питания для растений почти в готовом виде. Так что листья, попав в биологический круговорот веществ, вернули почве, то, что когда-то получили в растении.

А теперь решайте сами - убирать листву из-под деревьев или нет? Есть два пути сохранения полезных свойств опавшей листвы. Первый - оставить на месте до весны, с последующей перекопкой. При этом листья будут утеплять верхний слой почвы. Второй путь будет несколько сложнее, и длиться дольше. Собрать листья в компостную яму и через год-два вернуть под деревья в перепревшем виде.

В. А. Рассыпнов , профессор АГАУ

валентина хромых
Конспект НОД «Почему желтеют листья?» в подготовительной группе

Цели :

1. Учить детей соотносить описание природы в стихах с определенным временем года :

Развивать слуховое внимание, быстроту мышления.

2. Дать детям знания о том, почему с наступлением осени желтеют листья на деревьях ; представления о начале осени, о зависимости окраски яркости листьев от погоды .

3. Развивать представления детей о признаках осени, понятиях : куст, дерево.

4. Упражнять в составлении описательных рассказов о деревьях и умении определять по описанию название дерева.

Активизация словаря : хлорофилл, багряный, кустарник.

5. Воспитывать желание изучать природу, беречь ее.

Материал : коробочки с плодами и листьями деревьев Тульского края, знакомые детям, книга Георгия Граубина «Почему осенью наступает листопад » .

Дети, я прочитаю вам отрывки из стихотворений, а вы их внимательно послушайте и скажите, о каком времени года идет речь. И почему ? (читаю) :

«Утром мы во двор идем

Листья сыплются дождем ,

Под ногами шелестят

И летят, летят, летят…»

«Несу я урожаи. Поля вновь засеваю,

Птиц к югу отправляю, деревья раздеваю,

Но не касаюсь сосен и елочек

Я…осень. (ответы детей)

Дети, а как вы определяете, что наступила осень? (ответы детей) . Правильно, улетают птицы в теплые края, день медленно убывает, пропадают насекомые, желтеют и опадают листья , в полях, садах и огородах собирают урожай. - Когда же наступает осень? (ответы детей)

По календарю осень наступает 1 сентября, когда начинается первый осенний месяц, школьники идут в школу. Ученые-астрономы считают началом осени день осеннего равноденствия-23 сентября, когда день по долготе равен ночи. Началом осени в живой природе считается появление желтых листьев на березе .

А вы, знаете, почему желтеют листья ? А хотели бы узнать эту тайну? (ответы детей) Тогда слушайте. (читаю рассказ из книги Г. Граубина «Почему осенью листопад » «Почему желтеют листья » .

Осень. Еще далеко до морозов, а деревья уже начинают сбрасывать листву . Не сразу деревья освобождаются от листьев . Идет подготовка к листопаду . В листьях происходят удивительные превращения.

Вначале листья начинают желтеть , хотя никто не добавляет в соки краски. Желтая краска находится в листьях всегда . Только летом желтый цвет незаметен . Он забивается более сильным цветом-зеленым. Зеленый цвет листьям придет особое вещество-хлорофилл. Как называется зеленое вещество? (ответы детей) Хлорофилл в листьях постепенно разрушается и вновь восстанавливается под воздействием солнца. Летом солнце светит долго и хлорофилл очень быстро восстанавливается и лист все время зеленый . Но наступает осень, ночи становятся длиннее, растения получают меньше света. Хлорофилл разрушается и не успевает восстановиться. Зеленый цвет убывает в листве и заметным становится желтый : лист желтеет . Почему же лист желтеет ? (ответы детей)

Но осенью листья становятся не только желтыми , а 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 листьев от избытка воды и недостатка света будет тусклой, невыразительной.

Если же холодные ночи чередуются с ясными днями, то и краски будут сочными, яркими.

А вот у ольхи, сирени листва упадет зеленой , независимо от погоды. В их листьях кроме хлорофилла , других веществ нет.

Вот какой секрет вы узнали об окраски листьев на деревьях .

А теперь мы немного отдохнем и поиграем.

Физкультминутка.

А теперь, скажите, чем отличается дерево от кустарника? (ответы детей) . Правильно у дерева один толстый ствол и много веток, а у кустарника несколько тонких стволов.

предлагаю вам посоревноваться «Кто больше назовет деревьев?» (дети отвечают и получают фишку за правильный ответ) . А теперь, назовите кустарники. (дети так же получают фишки) . Молодцы, все старались помочь своей команде.

Предлагаю вам еще одну игру. У меня в коробочках лежат листья и плоды разных деревьев. Вы выбираете себе любую коробочку и должны будете описать дерево, не называя его. Тот, кто правильно опишет дерево и кто первый узнает его получат по одной фишке. (проводится игра) .

А теперь, посчитайте фишки и сами определите, какая команда сегодня была более активной и победила.

О чем же мы сегодня узнали на занятии? Правильно, мы узнали : почему желтеют листья , когда наступает осень, отчего зависит яркость окраски листьев , вспомнили, чем деревья отличаются от кустарников и очень хорошо их описывали. Вам было интересно? На следующем занятии я вам расскажу почему и как опадают листья .

А вы когда-нибудь задумывались над тем, почему осень - золотая? Почему вообще происходит пожелтение листьев? Попробуем разобраться в этом вопросе и рассказать вам.

За цвет любых растений отвечают пигменты. Например, красный цвет яблока обусловлен антоцианом, зеленый кактуса - хлорофиллом, оранжевый моркови - каротином. Желтый же цвет дает ксантофилл. Антоциан, каротин и ксантофилл - это каротиноиды. Они как раз и придают цвет листьям.

Но как так получается? С чего вообще осенью они появляются в листьях? Ведь летом-то мы наблюдаем зеленые кроны деревьев.

Оказывается, вся проблема в хлорофилле. Количество каротиноидов не увеличивается, зато хлорофилла - уменьшается. С наступлением прохлады деревья переходят в режим энергосбережения.

Летом, когда солнца много, зеленые листья, наполненные хлорофиллом, поглощают свет и преобразовывают его в полезные для растения химические процессы. Происходит фотосинтез. Как вы понимаете, осенью световой день становится значительно меньше. А в листьях-то есть хлорофилл, и они очень хотят солнца. А его мало. В такие моменты крона «садится на шею» садится на шею дереву и начинает вытягивать из него все полезные вещества. Тогда дерево решает: всё, шевелюра, ты мне не по карману! Не дам-ка я тебе магний. Из-за этого листья и опадают. А ствол дерева спокойно переживает холода, а затем снова обзаводится кроной.

Но перед этим, из-за сокращения количества хлорофилла в них, они пожелтеют. Ведь каротиноиды будут преобладать.

Кстати, интересно, что те листья, которые опали и стали коричневыми, уже не содержат вообще никакого пигмента.

Однако почему, например, елка не желтеет и не сбрасывает листву? На самом деле, хвойные сбрасывают иголки, но совсем не в таких количествах. Кроме того, все дело еще в особенностях строение игл. Каждая игла облачена в защитную восковую оболочку. Хлорофилла там тоже более чем достаточно. Но площадь иголок меньше площади листьев, поэтому елки вполне спокойно переживают холода.

Как только проходит лето неугомонные детские голоса начинают вопрошать – «Так почему листья растений осенью желтеют? »

Все лето деревья гордо стоят с ярко зелеными кронами, но когда наступает осень, солнышко уже так не греет, все чаще небо хмурится тучами и моросит дождик – вот тогда растения начинают менять окраску. Их листья краснеют, желтеют,становятся оранжевыми – и осенний лес начинает казаться особенным волшебным местом.

Летом в листве деревьев содержится очень много пигмента хлорофилла, именно он окрашивает листья в зеленый цвет. Этот пигмент жизненно важен для любого дерева – с помощью хлорофилла на свету растение из углекислого газа и воды синтезирует сахар – глюкозу. И из этого сахара — все остальные питательные вещества. Таким образом, хлорофилл кормит растение.

Но в зеленых листьях не только хлорофилл присутствует, есть и другие пигменты

• - желтый – растительный пигмент ксантофилл
• — красный – этот красивый цвет проявляется благодаря пигментам антоцианам
• — оранжевый – пигмент каротин , этот же пигмент в большом количестве содержится в моркови, именно поэтому морковь имеет такую ярко – оранжевую окраску.

Летом все эти пигменты не заметны, так как их скрывает большое количество зеленого хлорофилла. Но осенью, жизнедеятельность в листьях затухает, и хлорофилл понемногу начинает разрушаться. Вот тут и начинают проявляться все остальные «цветные» пигменты — таким образом осенью листья растений желтеют и опадают.

Чем солнечней стоит погода осенью, тем быстрей разрушается в растениях хлорофилл. А в пасмурную дождливую осень листья на деревьях дольше остаются зелеными. Но если после затяжных дождей быстро наступает солнечная погода, или как еще называют это время – «бабье лето», то зеленая окраска листьев за 1-2 дня меняется на золотисто – красные тона.

Красный пигмент – антоциан – в отличие от хлорофилла, не связан с пластическими образованиями, а растворен в клеточном соке. Когда температура снижается, антоциана в клеточном соке становится гораздо больше. Поэтому красный цвет деревьев осенью говорит о затухании жизнедеятельности листьев – листва готовится к опадению.