Приветствую вас, мои дорогие исследователи!
Сегодня на обсуждении новый проект, материал по которому сможет пригодиться вам для очередного выступления на уроке «Окружающий мир». Почему листья желтеют осенью? Этот вопрос часто интересен для детей, особенно когда они идут по парковой дорожке, ногой разгребая опавшую листву. А вот действительно, почему?
План урока:
Какой художник красит листья?
Летом зелёная крона деревьев живёт благодаря процессу под названием фотосинтез. Слышали про такой?
Думаю, даже для дошкольников не секрет, что листочки поглощают углерод и перерабатывают его с помощью энергии солнца в органические вещества, которыми питаются, выделяя обратно кислород. Это волшебство внутри листа дерева происходит только при комфортных условиях: для него важно тепло и солнечные лучики. Что отвечает за краски?
Как в листьях живут соседи-пигменты?
Вижу в глазах вопрос: «Почему же, если все пигменты живут вместе, нет жёлтых и оранжевых листьев летом, а зелёных осенью?»
Всё дело в том, что активный хлорофилл своим большим количеством в тёплое время маскирует другие красители, их просто не видно. С наступлением осени, когда солнышка и дневного света мало, зелёный художник начинает вырабатываться всё меньше, не восполняясь уже в таких количествах как летом. Вот тогда начинают просвечивать другие оттенки.
Потому-то очень часто в самом начале осени листочки на дереве окрашиваются не все сразу, а расписываются причудливым узором, когда на жёлтом или оранжевом фоне ещё сохраняются зелёные прожилки.
С каждым днём ближе к зиме имеющийся хлорофилл разрушается, новый не пополняется из-за отсутствия условий для фотосинтеза. Прожилки листочков, по которым поступают питательные вещества, закрываются плотной пробкой из клеток, снижая количество сока у растения.
Вот она: золотая осень в самом разгаре, зелёных листьев на дереве уже не найти! Причём, чем быстрее наступает холод, тем скорее дерево «отключает» фотосинтез. Под ногами появляется пестрый ковер, самое время или сматерить пару-тройку .
Зачем деревья сбрасывают листья?
Листья жёлтые над городом кружатся,
С тихим шорохом к нам под ноги ложатся…
Вот уж действительно, стояли бы круглую зиму, радовали нас своей яркой красотой. Ан нет! Листья начинают опадать к нам под ноги, предвещая смену сезона. Почему?
С приходом холодов почва начинает промерзать, деревьям уже недостаточно влаги и минеральных веществ. Жизненные процессы постепенно затухают, все растения впадают в спячку. А как спать, если каждый листочек нужно кормить? Приходиться экономить на питании, избавляясь от лишних потребителей, поэтому-то деревья сбрасывают листву перед зимой.
На месте крепления черешка листочка образуется специальный пробковый слой, который закрывает приток питательных веществ от дерева. Листья с каждым днём всё слабее держатся и постепенно опадают. Как при смене окраски, покидают дерево они не все сразу. Какой-то задержится подольше, развеваясь на ветру, некоторые падают в числе первых, выстилая золотые дорожки.
Поэтому листопад – это условие продолжения жизни дерева, необходимый для того, чтобы с приходом весны мы вновь смогли радоваться молодым зелёным листочкам.
Вот так коротко мы с вами сегодня нашли ответ на поставленный вопрос. Чтобы доклад закончился интересно, предлагаю ребус на осеннюю тему. Ловите! А я с вами прощаюсь до новых встреч на проектах.
«На ручей, рябой и пестрый,
Стихотворение — «Перед дождём»
Евгения Климкович.
Наверное, каждый любуется разноцветными листьями по осени. Так красиво наблюдать за тем, как меняют свой цвет листочки , как медленно они падают на землю. Краски осени не раз были воспеты поэтами и писателями, а про осень не зря говорят «очей очарованье». Однако мало кто задумывался над вопросом, а почему осенью на деревьях желтеют и опадают листья ? Что заставляет их вдруг поменять свой цвет с насыщенно зеленого до ярко-желтого, багрового, коричневого или оранжевого?
Хлорофилл имеет свойство вырабатываться только при солнечном свете. Ведь процесс представляет собой поглощение углекислого газа из воздуха, а из корневой системы, располагающейся под землей – воды. Этот процесс поглощения можно назвать обменом, так как во время него происходит еще и фотосинтез, так как листья в свою, очередь начинают вырабатывать чистейший кислород. Не зря же деревья называют «зелеными легкими планеты Земля».
Почему осенью на деревьях желтеют листья
Если говорить об осени, то она представляет собой пору отдыха для природы и для деревьев, в частности. Ведь еще совсем недавно они радовали нас разнообразием зелени. Теперь им пора готовиться к зимнему сну, во время которого деревья накопят сил для весеннего и летнего расцвета.
С приходом осени продолжительность светового дня уменьшается. Следовательно, процесс фотосинтеза тоже не имеет достаточного времени для развития. Процесс фотосинтеза важен для получения питания деревьям. Вот и получается, что питательных веществ дерево получает все меньше, что влечет за собой замедление всех процессов.
Хлорофилл начинает разрушаться, зеленого цвета в листьях становится видно все меньше. Теперь наступает черед других цветовых пигментов: желтого ксантофилла, оранжевого каротина и красного антоциана. Благодаря этим пигментам листья приобретают такую яркую окраску.
Наверное, все замечали, что не все деревья «одеваются» осенью одинаково. В расцветке каких-то преобладают багряные тона, в каких-то – желтые, а в каких-то - коричневые. К примеру, листья кленов и осин окрашиваются в багровые тона. Листья лип, дубов и берез отливают золотом. Интересно, что листья ольхи, сирени не успевают изменить расцветку, они опадают еще зелеными. Почему? Да потому что в листьях этих деревьев отсутствуют какие-либо красящие пигменты, кроме хлорофилла.
Все жизненные процессы в деревьях замедляются с приходом осени, жизненная сила листьев угасает. И это процесс вечен, как сама жизнь, и так же естественен и необратим. То есть те листья, которые уже потеряли свой зеленый пигмент хлорофилл, уже не смогут восстановить свою силу.
Процесс окраски листьев можно разделить на три этапа:
- Начало изменения окраски листьев. Желтеют некоторые листья ;
- Изменение окраски крон деревьев. Верхушки начинают пестреть и заметно отличаться от, остальной кроны;
- Полное изменение окраски листьев. Практически вся крона изменила свой цвет.
Опадание листьев – это сбрасывание всех вредных веществ. В листьях накапливается большое количество питательных веществ. Однако кроме полезных веществ в листьях накапливаются и вредные вещества - метаболиты, лишние минеральные соли, которые только вредят здоровью дерева. Осень - пора, когда дерево начинает избавляться от вредных, имеющихся в листьях, а полезные оставляет себе на зимовку.
Кроме того, ученые доказали, что зимой, когда, листьев на кроне не остается, у дерева мало шансов пострадать от засухи. Причина в том, что листья забирают достаточно много влаги, а с ее недостатком корни справиться не смогут.
Почему листья опадают
Листопад осенью – вполне естественный процесс. Доказано, что, если бы деревья не сбрасывали листья, то они могли бы погибнуть. К примеру, под тяжестью снега ветки сильно прогибаются. Если бы на них были еще и листья, то избежать повреждения веток было бы нельзя.
Не стоит думать, что дерево страдает от того, что теряет листву. Напротив, это процесс для дерева абсолютно безболезненный. Дерево начинает терять листья не одномоментно, процесс берет начало еще летом. Листья подготовлены изначально к тому, чтобы опасть в определенный период времени. У их основания располагается пробковый слой. Пробковый слой имеет гладкие стенки, которые могут легко отделиться друг от друга. Когда клетки слоя начинают разрушаться, то можно говорить о начале листопада. Связь листьев с ветвями все ослабевает. Ослабевает настолько, что, в конце концов, листья начинают висеть на тонких сосудистых пучках. При малейших порывах ветра листья начинают трепетать. А уж если ветер достаточно сильный, то эта непрочная связь легко рвется.
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
Саша К. (Белогорск)
В какой период начинается и заканчивается листопад у липы и березы?
С наступлением сентября деревья понемногу начинают сменять летний изумрудно-зеленый окрас листьев на осенний желтый. Пройдет еще немного времени и вся золотая листва хлынет на землю. Наблюдая за природой, люди часто задаются вопросом – а когда заканчивается листопад у березы, липы, кленов и других любимых желтеющих деревьев? Попробуем ответить на этот вопрос.
Когда желтеют листья
Листва начинает изменять цвет задолго до первых морозов. Как правило, это происходит в конце августа, когда день уже заметно сократился и немного похолодало, и длится на протяжении 14-20 дней. Вначале на ветвях виднеются лишь единичные серо-желтые участки, но день за днем их становится все больше.
Осенняя береза
К середине сентября листья березы становятся охристо-золотыми и постепенно начинают опадать. Не менее прекрасны в это время ветви клена. Кроны дерева покрывает листва желтых, кирпично-красных, красных и даже пурпурных оттенков. Заметно выделяется листва липы, которая лишь наполовину пожелтела.
Начало листопада
У многих деревьев листопад проходит неравномерно, то есть бывает в разное время. Например, после первого сильного заморозка начинается листопад у липы и кленов. Береза же к этому времени уже сбросила большую часть листьев. Листопад у нее начинается в первой декаде сентября и длится 15-20 дней.
Важно! Начало листопада зависит от погоды. Сухая солнечная погодка и безветренные деньки задерживают золотое убранство деревьев.
Особенно обильным листопад бывает после третьего заморозка. Листья падают на землю очень густо, образуя толстую подстилку на земле. Береза роняет осенью около 30 кг листьев. У взрослой липы и клена это количество достигает 40-50 кг.
Конец листопада
Окончание листопада, как правило, сопровождается значительным похолоданием, ухудшением погодных условий, частыми дождями и сильными порывами ветра. К 7-10 октября липы и березы теряют последние желтые листочки. Клены же оголяются намного позже, лишь к 20 октября. Единичные листики могут удерживаться на ветвях до середины ноября, напоминая прохожим о прошедшей золотой поре года.
Осенний клен
Наблюдения за природой во время листопада
Период активного листопада сопровождается значительным похолоданием и приходом ночных заморозков. Летние белые облака заменяет сплошная серая пелена. Утром часто бывает туман. В небо устремляются первые стайки перелетных птиц.
Окончанию листопада у липы и кленов сопутствует мрачная дождливая погода, изморозь на еще зеленой траве и тоненькая наледь на лужах. Грачи сбиваются в стаи и улетают на юг. Постепенно остывает земля и засыпает природа.
Осенний листопад: видео
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".
