Почему листья лиственных деревьев осенью желтеют. Почему осенью желтеют листья

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".

Скачать:

Предварительный просмотр:

Научное общество учащихся МБОУ СОШ № 15

Исследовательская работа на тему:

Почему листья осенью желтеют,
а комнатные растения нет?

5 «б» класс МБОУ СОШ № 15

Им. Героя Советского Союза Мильдзихова Х.З.

Руководитель работы: Меликова Р.Н.

Учитель начальных классов МБОУ СОШ № 15

г.Владикавказ, 2016г.

Растение непрерывно преобразует солнечный свет в энергию и, тем самым, являются важным звеном в жизненной цепочке, охватывающей всю планету

(слайд – 2) С приходом осени я всегда интересовалась: почему меняется окраска листьев на деревьях и кустарниках? Летом они зелёные, осенью разноцветные? Почему начинается листопад? Какое значение он имеет для растений?

Я наблюдала за деревьями и кустарниками, за «поведением» листьев. А для этого я прочитала несколько учебников, книг, энциклопедий.

И вот что я выяснила!

Растения – это живые химические заводы, где непрерывно происходят сложные реакции. Сопровождающий эти реакции газообмен делает нашу планету пригодной для жизни .(слайд – 3) Большинство растений от крохи - подснежника до дерева – великана, сходны по внутреннему строению, несмотря на разительные внешние различия. Проводящая система, по которой циркулируют питательные вещества – посредники, представляют собой сеть проводящих пучков, охватывающую корни, стебли и листья.

В проводящих пучках имеются два основных типа клеток. По клеткам ксилемы, как по каналам, вверх от корней поднимаются вода и минеральные соли. А клетки флоэмы служат для транспортировки продуктов фотосинтеза в места, где в них возникает потребность.

(слайд – 4) Фотосинтез – биологический процесс превращения лучистой энергии Солнца в органическую энергию.

В растениях происходят три важнейших процесса – фотосинтез, дыхание и транспирация, или испарение. Хотя растение и берёт из почвы питательные вещества, однако им необходим процесс фотосинтеза. (слайд – 5) Хлорофилл - это молекула, выполняющая всю работу по расщеплению углекислого газа и воды на кислород и сахар (углеводы). Его «рабочий цех» - хлоропласты окрашивают большинство растений в знакомый нам зелёный цвет. Но кроме хлорофилла листья содержат и другие, желтые и оранжевые пигменты – ксантофилл и каротин, тот самый, что и у морковки. А в красные, багряные оттенки листья окрашиваются благодаря пигменту антоциану, который растворен в клеточном соке. Но поскольку концентрация этих пигментов меньше, чем хлорофилла, летом они попросту незаметны на листьях, потому что как бы замаскированы большим количеством хлорофилла. Ведь именно летом, когда ярко светит солнце и продолжительность светового дня больше, активно происходит процесс фотосинтеза и идет накопление питательных веществ.

Солнечный свет - стимулятор химической реакции в молекулах хлорофилла, поэтому без достаточного запаса воды, углекислого газа и освещения рост растений замедляется (слайд – 6).

Развитие растений и все фазисы их существования находятся в полной зависимости от условий погоды – тепла, влажности, солнечного освещения.

От несвоевременного или сильного холода растение погибает при недостатке влаги, не может успешно развивать своих тканей; при избытке ее загнивает; от жарких солнечных лучей зажарится, либо совсем засохнет.

С приходом неблагоприятных условий начинается процесс опадания разноцветных листьев с лиственных деревьев и кустарников. К лиственным деревьям относятся дубы, тополя, березы, липы, клёны, каштаны, все фруктовые деревья и многие другие, перечислить которые просто невозможно, - их так много.

(слайд – 7) Кустарники, как и деревья, тоже имеют древовидные стебли. Но у них не найти ствола. Обычно стебель кустарника разветвляется сразу над землей. Хорошо знакомы нам как сирень, смородина, крыжовник, малина, шиповник.

2. У лиственных деревьев и кустарников в наших краях желтеют и опадают листья. Это явление называют листопадом(слайд – 8). Листопад имеет большое значение для растений. Дело в том, что зимой в почве гораздо меньше влаги, чем весной и летом. Когда температура опускается ниже 5о, корни прекращают поглощать воду. И если бы деревья не сбрасывали листву, то это привело бы к обезвоживанию и гибели всего дерева, потому что с поверхности листьев испаряется очень много влаги, которую дереву неоткуда взять. И дерево, чтобы не погибнуть целиком, жертвует своими листьями. Оно перестаёт отправлять к листьям из корней воду и соли. Именно поэтому листья меняют окраску. Причина изменения цвета листьев и в том, что в них есть красящие вещества, которые проявляются в зависимости от количества тепла и света. Летом самым активным является зелёное вещество - хлорофилл. Осенью хлорофилл разрушается, проявляются жёлтые и красные вещества, и начинает меняться окраска листьев и лист падает сам (слайд – 9)

На конце черенка, который соединяет лист с веткой, образуется разделительная пластинка. В этом месте лист отделяется от ветки. Попробуй весной или летом сорвать лист. Сделать это довольно трудно, так как лист прочно крепится к стеблю. А вот осенью с лёгкостью можно набрать целые букеты ярких кленовых листьев. Они облетают от малейшего прикосновения к ним или дуновения ветра.

Листопад нужен как хорошее удобрение. Растения о многом могут рассказать наблюдательному человеку.

Например , (слайд- 10 ) если весной из берёзы течёт много сока, это значит, что лето будет дождливое. А появление на деревьях летом жёлтых листьев предвещает раннюю осень и наоборот.

(слайд – 11) Если клён «плачет» – значит, через несколько часов будет дождь. Меня всегда радовали и удивляли растения с красивыми цветными листьями, цветами.

3. Комнатные растения , (слайд – 12) они не только радуют нас своей красотой, но и очищают воздух от пыли и грязи, обогащают кислородом, повышают его влажность.

Размещая в своей квартире приобретённые комнатные растения должны помнить, что благополучие всего зависит от света, тепла, влажности и полива.

Если света достаточно, то у растений активизируется процесс фотосинтеза, который составляет основу жизни. Питательные вещества, растворённые в воде, поступают в листья от корневой системы. Из воздуха растения поглощают углекислый газ и в результате химического процесса выделяют кислород и вырабатывают сложные органические вещества.

При слабом освещении этот процесс замедляется, а в темноте прекращается полностью. Размещая растения в помещениях важно учитывать уровень освещения. Если растение стоит на окне , (слайд -13) оно получает достаточно света, но по мере его удаления от окна, интенсивность освещения значительно уменьшается. Все растения по восприятию света группируются как:

Светолюбивые

Теневыносливые

Неприхотливые.

Для нормальной жизнедеятельности растений необходим определённый температурный режим (слайд – 14 ). Он влияет на процесс фотосинтеза и дыхания, ускоряет или замедляет химические процессы и поступление веществ.

Все растения по востребованности тепла делят на три группы:

растения с температурой 10-12о

растения с температурой 13-20о

растения с температурой 21-25о

При резких перепадах температур воздуха подсыхают и опадают листья.

Высокая температура и низкая влажность воздуха приводит к опаданию листьев.

При недостатке воды замедляется рост растений, листья желтеют и сворачиваются, осыпаются цветки и опадают бутоны.

При избытке влаги происходит закисание почвы, на поверхности появляется зеленоватый налёт с неприятным запахом, черенки растений покрываются плесенью. Листья и соцветия загнивают.

Существенное влияние на нормальный рост и развитие многих растений оказывает не только тепло, но и влажность воздуха .

При низкой влажности воздуха:

Края листьев желтеют;

Листья сморщиваются, вянут.

При высокой влажности воздуха:

Бутоны и цветки опадают.

Для успешного выращивания растений необходимо подобрать почвенные смеси (легкая, средняя, тяжёлая).

4. Проведя исследовательскую работу, я узнала:(слайд – 15)

При резких перепадах температур листья подсыхают и опадают. С листьями деревья избавляются от вредных продуктов обмена веществ. Питательные же вещества и необходимые минеральные элементы в пору отмирания почти полностью переходят из листьев во внутренние части растений.

Слишком влажный воздух приводит к корковидным наростам на листьях и стебле. Приостанавливается рост и развитие растений.

В результате наблюдения я заметила, что не все деревья и кустарники одновременно меняют раскраску своих листьев. В осеннее - зимнее время наступает период относительного покоя, который длится всего 3-4 месяца у одних растений или 5-6 месяцев у других. В период покоя у растений происходят сложные физиолого-биохимические процессы, которые подготавливают растения к активному росту в следующем году.

А что касается удобрений, перед его внесением растение необходимо полить, чтобы не обжечь корни. И слишком концентрированный раствор может привести к ожогам и гибели растений. Приготавливая питательный раствор, необходимо сделать его слабее.

Сроки внесения удобрений в значительной степени зависят от видовой принадлежности растения, его состояния, возраста и времени года.

Если сравнить комнатные растения с растениями, которые нас окружают на улице, то уверенно можно сказать, что на комнатные растения мы можем повлиять, исправить их рост: опрыскивать, вносить удобрения, меньше поливать и наоборот, то с деревьями и кустарниками мы можем только наблюдать, анализировать и делать выводы (слайд – 16)

Литература

1. Справочник школьника для начальных классов (природоведение)/ Н.А. Абельская, М.Б. Елисеева. – М.: АСТ; СПб.: Сова, 2005. – 573,(3)С.: ил.
2. Виталий Бианки. Лесная газета. Ленинград, 1963 г.
3. Воронцов В.В. Комнатные растения. Новое руководство по уходу. – М.: ЗАО «Фитон+», 2002. – 288С., ил.
4. Древо познания - универсальный иллюстрированный справочник для всей семьи №12, 2006. Животные и растения. Физиология растений (стр. 41-44).

Взрослые, погружаясь в бытовые проблемы, перестают обращать внимание на окружающий мир, в то время как дети ежедневно удивляются его особенностям. А как это работает? А почему? А зачем? А так надо? Что только не интересует этих маленьких почемучек! И если вы носите гордое звание мама или папа, то рано или поздно вы обязательно услышите вопрос: «А почему желтеют листья осенью?» Вроде сам по себе вопрос не очень сложен, это одна из , но он обязательно повлечет за собой еще ряд дополнительных, на которые нужно ответить подробно и понятно. Что ж, попробуем это сделать!

А почему листья желтеют?

Весной и летом в каждом листочке живет пигмент хлорофилл, который имеет зеленую окраску. Именно большое количество хлорофилла делает листья на деревьях зелеными. Этот пигмент нужен дереву не просто для красоты, а для вкусного питания, поскольку хлорофилл умеет с помощью дневного света преображать углекислый газ и воду в питательные вещества. Так что благодаря своей весенне-летней зеленой окраске дерево растет и развивается. Но наступает сезон, когда природа готовится к зиме, когда ее жизнедеятельность приостанавливается, когда желтеют листья – это происходит осенью. В листики поступает все меньше воды, хлорофилл постепенно разрушается, и растения теряют свою зеленую окраску. Интересен тот факт, что хлорофилл активней разрушается под воздействием солнца, поэтому период, когда начинают желтеть листья осенью, не всегда наступает в одно и то же время. В сухую ясную осень листья быстрее меняют цвет, а в дождливую осень долго остаются зелеными.

А почему эти желтые, а те красные?

Внимательный малыш обязательно поинтересуется, почему одни листья на деревьях желтеют, другие краснеют, а третьи вообще становятся коричневыми. Ответ достаточно прост. Дело в том, что помимо хлорофилла листья растений содержат и другие пигменты, но из-за преобладающего зеленого они просто не видны. По мере того, как зеленый хлорофилл отступает, становятся видны и другие цвета:

• желтые листья получают свою окраску в результате «работы» растительного пигмента ксантофилла;
• оранжевые листья надевают свой осенний наряд, когда становится виден пигмент каротин, который, кстати, знаком всем по ярко-оранжевой окраске моркови;
• красные листья приобретают этот неожиданный цвет благодаря пигментам антоцианам;
• коричневые листья – это уже не окраска пигментов, а окраска клеточных стенок листа, она проявляется тогда, когда другие видимые красящие пигменты отсутствуют.

Если говорить о самом процессе опадания листьев, то механизм достаточно понятен – осенью, когда у растений желтеют листья, у основания листочка появляется тоненький отделительный слой клеток, так называемый пробковый слой. Постепенно эта перегородка прерывает связь между деревом и листочком. Остается дождаться дуновения ветра и лист оказывается на земле. На ветке в месте отрыва листочка остается небольшой шрам, который зарастает защитным пробковым слоем, а значит, для дерева это совершенно безболезненный период. Если же задаться вопросом, почему листья желтеют и опадают, в глобальном смысле, то можно понять, что это защитный механизм, который придумала природа для выживания деревьев в холодное время года. Большую часть питания все растения получают с водой, которая поступает из почвы, но ведь зимой вода замерзает. То есть, если бы листики оставались на деревьях, им нужно было бы питаться, но замерзшая вода не могла бы приносить с собой необходимое питание, поэтому листья вытягивали бы вещества из корней, ствола и веток. Вероятней всего, лишившись жизненных сил, древесный организм погибал бы. Так что опадание листьев – это возможность стойко выдержать зиму, а весной снова распустить почки.

Листья часто называют легкими растений. С помощью листьев растения дышат, испаряют влагу и осуществляют фотосинтез. В начале осени в листьях замедляются процессы фотосинтеза и испарения влаги. Во время первых осенних заморозков под действием низких температур в них разрушается зеленый пигмент хлорофилл, ответственный за фотосинтез.

При этом становятся заметными другие пигменты, окрашивающие листья в желтые, бурые и красные цвета. Листья стареют и становятся балластом для растений, в которых уже накопились минеральные вещества и продукты обмена. Поэтому сбрасывание листьев имеет для растения оздоровительное значение - это подготовка к зиме.

В результате значительно уменьшается испарение влаги растением осенью и особенно зимой, когда корни хуже всасывают воду. Опавшие листья предохраняют растения от вымерзания, служат естественной мульчей.

Источник:

Листья нужны деревьям для осуществления их питания. Также они вырабатывают кислород, которым питаются живые. Большое количество хлорофилла и придает листочкам зеленую окраску. Этот пигмент с помощью солнечных лучей преобразует углекислый газ и воду в полезные вещества. С такими процессами дерево не стоит на месте, а растет.

Подготовка к холоду

Когда приходит время готовиться к холодной поре, то растения приостанавливают свою жизнедеятельность. Такой процесс происходит с наступлением осени. Листки меньше потребляют воду. Пигмент хлорофилл быстрее разрушается под лучами солнца. Когда осень солнечная и сухая, то они приобретают желтый цвет. Когда осень дождливая, то на протяжении долгого времени листья остаются зелеными.

Разный цвет

Из всего сказанного возникнет еще 1 загадка: Из-за чего некоторые листья красные? Все достаточно просто. В листьях также присутствуют и другие пигменты, но их не видно когда они зеленые. Когда хлорофилл разрушается, появляются другие цвета.

Опадение листьев означает приход холодов.

Каждую осень листья изменяют свою окраску, они желтеют, краснеют или багровеют и постепенно опадают, становятся сухими и ломкими. Шуршание возникает именно благодаря этим их свойствам. осенью? Некоторые полагают, что это происходит от заморозков. Будто бы это холод убил летнюю красоту, и теперь листья опадают на землю, постепенно укрывая её ярким шуршащим ковром. Однако это совсем не так. Если вы будете внимательны, то сразу заметите, что листья начинают желтеть и опадать намного раньше первых заморозков. Листопад - это лишь сезонное явление, а его причины скрыты в самих деревьях, в их биологическом механизме борьбы за выживание в жестких сезонных условиях.

Маленький ребенок спрашивает своих родителей, почему листья желтеют осенью? Очень важно правильно ответить на этот вопрос. Ведь исходя из того, что детям говорят в их малые годы, складывается их дальнейшее мировоззрение. Если листья не опадут вовремя, то растения могут пострадать или погибнуть не от перемерзания, а от отсутствия влаги. Холодный воздух может сушить не меньше горячего. Жидкость в почве замерзает, и всасывающая способность корней приостанавливается, а в скором времени и вовсе замирает. Когда приток влаги к листьям прекращается, все еще продолжается через их поверхность. Вот почему листья желтеют осенью. Они защищают свое дерево от гибели. Если бы они остались на дереве, то из ветвей через их поверхность сразу же испарилась бы вся влага. Благодаря этому защитному механизму растения освобождаются от большой лишней площади. А для того чтобы дереву сбросить их, сначала нужно превратить листья в омертвевшие, которые затем и опадают.

Когда желтеют листья осенью, все процессы в растении останавливаются, сама жизнь замирает. Это одно из необратимых явлений природы. При изменении освещенности на улице у листьев срабатывает будильник биологических часов, и они начинают менять цвет. Этот процесс можно разделить на три этапа:

• пожелтение некоторых листьев;
• раскраска освещенных сторон крон,
• завершение процесса и первое опадание.

Невозможно что все деревья делают это в разное время, а лес становится ярким неравномерно. Когда начинают желтеть листья? Осенью. На освещенной стороне дерева процесс происходит быстрее, а на затененной листочки еще долго сохраняют зеленый цвет.

С точки зрения биохимического процесса, это связано с тем, что они перестают вырабатывать хлорофилл. В летнее время желтый пигмент тоже присутствует в листьях, однако по сравнению с зеленым его количество незначительно. Теперь он становится более и более заметен. И ещё одна интересная особенность: красная листва попадается только в прекрасно освещенном и достаточно прохладном месте. За насыщенную окраску отвечают антоцианы совместно с каротиноидами.

Все это объясняет, почему листья желтеют осенью. Однако это происходит не со всеми деревьями. Листья багульника, клюквы, можжевельника, вереска и брусники не желтеют, под снегом они остаются зелеными, т. к. они испаряют очень мало влаги.