Почему листья меняют цвет, окрашиваясь осенью в желтый или красный?

Весной, когда все растения оживают после зимнего покоя, на них начинают появляться листья и они, как правило, имеют зеленый цвет. Окрашиваются они в такой оттенок благодаря специальному пигменту – хлорофиллу, входящему в состав клеток растений. Но когда приходит осень и все живое и цветущее готовится к холодам и морозам, листва на кустах и деревьях меняет свой привычный окрас на более яркий. Почему листья меняют цвет?

Пигменты: их предназначение

Биопигменты – это специфические вещества, являющиеся составляющими клеток растений, которые помогают окрашивать растения в разные оттенки.

Эти пигменты выполняют различные функции. Определяют окраску растений, например, листьев деревьев, которая очень важна для их приспособления к внешней среде. Яркие цветы привлекают к себе особое внимание насекомых, которые помогают опылять их. Яркоокрашенные ягоды и плоды привлекают к себе внимание животных и птиц, а они в свою очередь способствуют тому, чтобы распространять семена.

А есть и те пигменты, которые выполняют защитную функцию – надежно защищают от палящих солнечных лучей или предупреждают своей яркой окраской о том, что растение ядовито и трогать его ни в коем случае нельзя.

Важнейшим пигментом считается хлорофилл. Он окрашивает листья именно в зеленый цвет. Но он отвечает не только за окраску, а еще и участвует в важном для всех растений на планете процессе – фотосинтезе. На этот процесс возлагается важная функция – преобразование энергии солнечного света в энергию, необходимую для связи органики. Если говорить более понятным языком для человека, несведущего в биологии, фотосинтез помогает растениям активно расти и давать хороший урожай.

Хлорофилл не единственный компонент, есть и другие пигменты, отвечающие за определенные функции:

• Каротин, лютеин, ликопин и другие – это отдельная группа пигментов, которую называют каротиноидами. Этот класс самый распространенный из всех. Именно они окрашивают листву во все разнообразие желтых и красноватых оттенков. Их считают дополнительными элементами, принимающими активное участие в фотосинтезе. Бета-каротин – это предшественник ретинола, мощнейшего из антиоксидантов.
• Ауроны, кахетины и другие – это группа флавоноидов, необходимая растениям для метаболических процессов и участия в фотосинтезе. Именно эти пигменты окрашивают листву и цветы в синие, бордовые, розовые и лиловые оттенки. Большая часть компонентов данной группы – это сильнейшие антиоксиданты.
• Порфирины – это пигменты, содержащие азот, принимают активное участие в обменных процессах и фотохимических. В эту группу входит хлорофилл, а также феофитин, который схож с первым по строению. Если представить наглядно, то когда овощи из насыщено-зеленого цвета готовятся в кислой среде, то приобретают темно-оливковыми, так и образуется феофитин.В летний период в листьях преобладают почти все пигменты из описанных выше, кроме антоцианов в разных пропорциях. Но с наступлением осени все кардинально меняется. Почему осенью листья меняют цвет?

Осеннее преображение

На протяжении всей весны и лета в клетках преобладает пигмент – хлорофилл, именно благодаря ему можно любоваться насыщено зеленой листвой. Но осенью все кардинально меняется и в чем же дело? Почему листья меняют свой цвет осенью? Куда девается хлорофилл?

Осень все живое, а это касается не только животных, но и растений готовится к холодам. Световой день становится короче, температура постепенно снижается, вода в почве замерзает. В итоге почти всем растениям приходится освободить свои стволы от листвы. Если бы деревья не сбрасывали листву, то процесс активного испарения не останавливался, а всасывать влагу было бы неоткуда, ведь вода в земле замерзла. В итоге растения просто засохли. Эта причина и приводит к тому, что листва опадает даже в летний период, когда на улице долгое время стоит жара и засуха.

Но перед тем как полностью освободиться от листвы, на деревьях можно заметить изменение оттенка листьев. В чем же причина такого яркого преображения?

Хлорофилл отличается повышенной чувствительностью к свету и кислороду и из-за и нехватки быстро разрушается. Если в летний период он легко восстанавливается под воздействием яркого солнечного света, то осенью условий для этого никаких нет. А еще вода и питание из почвы уже хуже поступает в листву, ведь у основания ствола формируется защитный слой, помогающий защитить растение в холода. Изначально в начале осени этот процесс идет медленно, но с приближением зимы значительно ускоряется.

Хлорофилл медленно разрушается, а его место занимают каротины и ксантофиллы, которые и отвечают за яркую и насыщенную окраску листвы. Параллельно в листве происходит образование антоциантов, отвечающих за лиловые и фиолетовые тона, но зачем этот процесс нужен растениям, до сих пор еще так и не выяснено. Многие ученые изучают этот вопрос, но к единому мнению так и не пришли. Есть мнение, что это происходит для фотозащиты на фоне того, что растения активно теряют магний.

Хлорофилл почти до холодов держится на листьях, собираясь в прожилках. Все процессы, происходящие с растениями, зависят от температуры воздуха и продолжительности светового дня.

Когда можно наблюдать самые насыщенные краски?

Наблюдать на растениях самую яркую и насыщенную листву можно тогда, когда на улице продолжительное время наблюдается холодная, но сухая и солнечная погода, а температура удерживается в пределах 0-+7 градусов.

Отмечено, что увидеть самую красивую расцветку растений можно в штате Вермонт. А вот в Англии, где большую часть осени льют проливные дожди и чаще наблюдается пасмурная погода, листва преобладает тусклого желтоватого или коричневого оттенка.Осень проходит быстро, и чаще она наступает раньше отведенного ей срока. Листва теряет свою яркую окраску. Листья крепятся к веткам с помощью особых черенков, но с приходом холодов эта связь становится слабой. Они удерживаются только благодаря тонким сосудам, по которым к ним идет питание и влага, но сильное дуновение ветерка и все, даже эта связь теряется, и лист опадает.

Каждое растение – цветок, куст или дерево запасают для себя питательные вещества, чтобы легко пережить суровую зимнюю погоду. Накапливается питание не в почве, а в ветках, корневой системе и стволе.

Листья, не получая живительную для них влагу, высыхают, опадают и подхваченные ветром легко разлетаются, кружась в воздухе и радуя глаз листопадом. Яркая окраска листвы сохраняется даже после ее опадения на протяжении нескольких недель. Но по прошествии времени пигменты, входящие в состав клеток, разрушаются, и остается только танин.

Опавшая листва – это отличное удобрение, помогающее вернуть в почву вещества, которые на протяжении лета были вытянуты из нее растениями. Вот так и происходит взаимообмен в природе.