Dlaczego liście zmieniają kolor jesienią?


Jesień to moja ulubiona pora roku – rześka, świeża i obiecująca. Chcę założyć kratę, naostrzyć ołówki i kupić nowy dziennik.

Każdego roku z niecierpliwością wyczekuję spokojnych spacerów wśród jaskrawo kolorowych liści, które rozsiane są po moim lokalnym krajobrazie.

Zdjęcie: Sheba Also, Wikimedia Commons, za pośrednictwem CC BY-SA.

Łączymy się z dostawcami, aby pomóc Ci znaleźć odpowiednie produkty. Jeśli kupujesz z jednego z naszych linków, możemy zarobić prowizję.

brzozy, Betula spp. i topole tulipanowe, Liriodendron tulipiferasą zalane na żółto.

klony, Acer spp., sumak z jelenia, Rhus typhinaoraz Pnącze z WirginiiParthenocissus quinquefoliazamień ognisty szkarłat.

I wielobarwny pomarańczowy, fioletowy, czerwony i żółty hortensje dębowe, Hortensja kwercifoliakonkurują jedynie równie zróżnicowane odcienie sasafrasu.

Przez lata pojawiło się wiele naprawdę olśniewających wystaw, ale czasami paleta jest bardziej stonowana. Zastanawiałem się, czy naprawdę wiem dlaczego, więc zbadałem cykl życiowy liścia.

W tym artykule opowiem Ci, czego dowiedziałem się o tym, dlaczego liście zmieniają się jesienią. Możesz być zaskoczony odkryciem, że nawet naukowcy nie rozumieją w pełni tego zjawiska.

Oto tematy, które omówimy wspólnie:

Zacznijmy.

Zielony i rosnący

Drzewiaste wieloletnie krzewy, drzewa i winorośl, które upuszczają liście, są określane jako liściaste, a nie wiecznie zielone.

Bliska poziomy obraz zielonego wzrostu wiosny na klonie na zdjęciu w świetle słonecznym filtrowanym.

Zielone liście wyglądają na zielone, ponieważ zawierają pigment zwany chlorofilem, który nie pochłania zielonego światła.

Podczas życia rośliny absorbuje dwutlenek węgla i wodę i przekształca je w pożywienie poprzez fotosyntezę.

Fotosynteza to dwuetapowy proces zachodzący wewnątrz chloroplastów, mikroskopijnych organelli lub struktur w ścianach komórkowych roślin. Pierwsza faza jest zależna od światła. Druga faza, czyli cykl Calvina, jest niezależna od światła.

W pierwszej fazie absorpcja światła tworzy dwie chemiczne cząsteczki koenzymu, NADPH i ATP. W drugim wykorzystuje swoją energię do produkcji glukozy, której rośliny cukrowe potrzebują do przeżycia.

Aby rosnąć, kwitnąć, wytwarzać owoce i zapuszczać nasiona, fotosyntetyczna roślina musi stale odżywiać się w tym procesie. Jednak wraz z końcem sezonu wegetacyjnego wśród gatunków liściastych zapotrzebowanie na żywność maleje.

Nakręcanie

Wraz z nadejściem jesieni dni stają się coraz krótsze. Gdy noce wydłużają się i stają się chłodniejsze, liście wchłaniają mniej składników odżywczych, a produkcja chlorofilu spowalnia.

Zbliżenie powiększony obraz liścia zmieniającego kolor jesienią.
Zdjęcie KVD, Wikimedia Commons, za pośrednictwem CC BY-SA

Ponieważ produkcja żywności zwalnia, rośliny liściaste pochłaniają pozostały chlorofil.

Stopniowo zielony kolor ujawnia dodatkowe pigmenty, które zostały zamaskowane przez obecność chlorofilu, w tym brązowe taniny, pomarańczowe karotenoidy, żółte ksantofile i czerwone antocyjany.

Te pigmenty ujawniają się, aby stworzyć wspaniały pokaz na koniec sezonu.

Oprócz zmniejszenia produkcji chlorofilu i zmiany kolorów, roślina liściasta przygotowuje się do opuszczenia liści na zimę.

Aby to zrobić, wyhoduje nowe komórki w miejscu, w którym ogonek lub łodyga oddzieli się od głównej gałęzi. Tworzą warstwę lub strefę odcięcia.

Komórki blokują żyłki liści, powodując, że zatrzymują cukier i produkują antocyjany, czerwone pigmenty. Kiedy warstwa odcięć jest kompletna, liść jest odcinany od gałęzi i gotowy do uwolnienia.

Na Służba leśna USDA, czas cyklu liści wydaje się być uwarunkowany genetycznie i nie różni się w zależności od lokalizacji geograficznej. Na przykład, bez względu na to, gdzie jesteś, dęby są jednym z ostatnich gatunków, które zmieniają kolor pod koniec sezonu wegetacyjnego.

Niektóre gatunki, jak dęby szypułkowe, Quercus palustrisrosnące w pobliskim parku, trzymaj się ich liści do następnej wiosny.

To zachowanie nazywa się marcescencją i występuje u gatunków, które nie wytwarzają warstw odciętych. Inne drzewa marcescencyjne to buki, Fagus spp. i grab, Carpinus betulus.

Czynniki przyczyniające się do zmiany koloru liści

Oprócz dłuższych okresów ciemności, chłodniejszych nocy i podstawowej pigmentacji, pogoda i wilgoć odgrywają kluczową rolę w tworzeniu bogatego jesiennego gobelinu.

Bliska poziomy obraz jesiennych liści opadłych na ziemię pokrytych kropelkami wody.

Kiedy opady deszczu wiosną i latem są wystarczające i nie ma suszy, biolodzy tacy jak Harold Neufeld, „Jesienny kolor facet” z Appalachian State University, optymistycznie podchodzą do lepszego pokazu.

Jednakże, gdy gorące letnie temperatury utrzymują się do jesieni, nie tylko opóźniają proces przewracania, ale także przyczyniają się do zmniejszenia blasku kolorów, na które są eksponowane rośliny.

W Północnej Karolinie w 2017 roku panowały takie temperatury, w wyniku których pojawiły się przede wszystkim pomarańcze i żółcie.

Wiatr i deszcz to dodatkowe czynniki szkodliwe dla wielkiego wyświetlacza. W przypadku silnych podmuchów i ulewy liście mogą się przedwcześnie odrywać.

Również w pochmurne i deszczowe dni produkcja cukru niezbędnego do produkcji czerwonego pigmentu antocyjanów jest zmniejszona, a już ujawnione kolory są słabo widoczne.

Wreszcie, wczesny mróz może przekreślić oczekiwania co do wspaniałego koloru, ponieważ uniemożliwia osiągnięcie szczytu pigmentu lub całkowicie zabija liście.

Idealne warunki pogodowe podczas spowolnienia fotosyntezy to suche i słoneczne dni oraz chłodne noce bez mrozu.

Rozważane teorie

Jak widać, wiemy wiele o tym, dlaczego liście zmieniają kolor.

Bliska poziomy obraz czerwonego jesiennego koloru klonu na zdjęciu na miękkim tle ostrości.

Jednak naukowcy nie są przekonani, że mają pełny obraz. Trwające badania obejmują wpływ zmian klimatycznych na liście i pigmentację jesienią jako środek odstraszający roślinożerców.

W 2001biolodzy ewolucyjni WD Hamilton i SP Brown zasugerowali, że jesienne liście mogą być „sygnałem utrudnienia”, który ostrzega owady przed toksycznymi substancjami chemicznymi i działa odstraszająco.

Jest określany jako upośledzenie, ponieważ jest to „uczciwy” lub nieukryty mechanizm obronny, który wiąże się z kosztem dla drzewa – zmniejszeniem chlorofilu w zamian za jasne, odstraszające owady kolory.

Różnorodność kolorów może być wynikiem ukierunkowanej obrony drzewa przed szczególnie agresywnymi szkodnikami.

Skupiali się na mszyce, szkodniki, które wykorzystują kolor jako wskazówkę przy wyborze listowia gospodarza, np. klony.

Podobnie, badanie z 2011 r. ustalili, że garbniki chronią przed szkodnikami owadzimi ze względu na ich właściwości odstraszające i/lub toksyczne.

Inne studia w 2020 r. wywrócił oczekiwania naukowców do góry nogami.

Okazało się, że chociaż globalne ocieplenie wydłuża sezon wegetacyjny, a liście kiełkują wcześniej, a później opadają, dłuższy okres fotosyntezy może z czasem przyczynić się do wcześniejszego opadania liści.

Wcześniejsze opadanie niekorzystnie wpływa na zdolność drzew leśnych do pochłaniania dwutlenku węgla i przyczynia się do zmiany klimatu, zamiast pomagać w jej ograniczeniu.

Cykl jesiennych liści to ekscytująca dziedzina badań naukowych. Nie mogę się doczekać, aby usłyszeć o najnowszych wydarzeniach!

Prawdziwe kolory

Oprócz tego, że jest fenomenem botanicznym, „podglądanie liści”, jak to się nazywa, jest przemysłem wartym wiele miliardów dolarów.

Kiedy prognostycy, tacy jak Harold Neufeld, przewidują słabe wyniki, popularne miejsca oglądania, takie jak Nowa Anglia i Karolina Północna, muszą liczyć się z konsekwencjami ekonomicznymi.

Poziomy obraz pomarańczowego i czerwonego koloru jesieni drzew liściastych.

Tutaj, w południowo-wschodniej Pensylwanii, tegoroczna letnia susza pozbawia nas efektownej jesieni.

Podczas gdy większość większych drzew jest nadal zielona, ​​niektóre mniejsze rośliny ozdobne zmieniają kolor na pomarańczowy, a inne już zrzucają żółte liście. W momencie pisania tego tekstu jest dopiero sierpień, a nasze liście zwykle osiągają szczyt w październiku.

Jesienne liście nie tylko ujawniają ukryte kolory, ale malują portret zmieniającej się planety.

Poświęć trochę czasu, aby docenić wykwintną paletę natury. Sadź wieloletnie, liściaste krzewy drzewiaste, drzewa i winorośl, które są nie tylko piękne, ale tworzą siedlisko dzikiej przyrody i promować chłodzenie.

Niech Twoja przestrzeń życiowa na zewnątrz odzwierciedla to, co kochasz i kim jesteś.

Jeśli podobało Ci się czytanie o cyklu jesiennych liści i chcesz wprowadź kolor do swojego krajobrazu późnego sezonuzalecamy następujące przewodniki:

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *