Над зыбучим песчаным обрывом на краю нашей деревни растёт и шелестит молодой осиновый лесок. Интересно, что с одной его стороны осины стоят с жёлтыми листьями, а с другой, совсем рядом, с красными. Заметив этот живописный контраст издалека, я забралась на холм, чтобы рассмотреть деревья поближе. Почему же у них такая разная расцветка?
Король пигментов хлорофилл
Летом листья деревьев зелёные благодаря хлорофиллу. Этот пигмент жизненно важен для процесса фотосинтеза, ведь при его участии растения создают из поглощаемых ими углекислого газа, света и воды бесчисленное многообразие органических веществ. Полученную энергию они превращают в глюкозу, основу своего питания, а побочный продукт этого процесса — кислород.
В период роста в клетках растений преобладает хлорофилл, но это не единственный пигмент, который присутствует в листьях.
Что вообще происходит
Осенний листопад иногда называют смертью ради жизни, ведь листья отмирают ради того, чтобы растение выжило. Если листья, которые испаряют влагу, не будут опадать, с наступлением холодов дерево погибнет от обезвоживания — черпать воду корнями из промёрзшей земли ему сложно. Поэтому зимой деревья сбрасывают всю листву и погружаются в состояние покоя.
Но перед тем как опасть, листья многих деревьев меняют цвет. Это происходит из-за того, что в конце вегетационного периода, когда уменьшается световой день, хлорофилла в клетках становится всё меньше, и он больше не преобладает над другими пигментами. В это время растение переносит все питательные вещества из отмирающих листьев в другие органы — ствол и корни.
Красные и жёлтые пигменты
За жёлтые, золотистые, оранжевые оттенки листьев отвечают каротиноиды (ксантофилл и каротин), которые всегда присутствуют в клетках растений, но летом перекрываются хлорофиллом. А красные, багряные, пурпурные цвета обеспечивают антоцианы, которые синтезируются растениями специально — летом их в клетках нет, они появляются только осенью.
Зачем и почему это происходит, до конца не ясно. Очевидно, что красные пигменты помогают растению подготовиться к зиме. Возможно, это защита от насекомых или от излишнего для уже ослабленных растений солнечного света. А, может, густой красный оттенок привлекает больше тепла и таким образом согревает листья, помогая транспортировке питательных веществ.
Почему листья буреют?
Некоторые деревья обходятся без ярких красок и осенью невыразительно буреют. Например, дуб черешчатый. Такая окраска связана с накоплением хинонов, которые образуются из дубильных веществ — танинов. Они делают дубовые листья, которые могут не опадать всю зиму, коричневыми в отсутствие других, более ярких пигментов, разрушающихся так же, как и хлорофилл.
Ольха тоже не желтеет и стоит с зелёными листьями до последнего. Эти деревья дольше всех продолжают фотосинтез, чему способствует их выгодное сожительство с особыми бактериями, которые удерживают азот. У ольхи нет необходимости запасать питательные вещества, уводя их из листьев в другие органы растения, поэтому у неё более длительный период вегетации.
Деревья одинаковые, а листья разные
Считается, что цвет окрашивания листьев каждого дерева заложен в нём на генетическом уровне — как цвет волос у людей. У разных деревьев изначально разные пропорции пигментов, определяющие цвет.
Но почему одни и те же осины где-то жёлтые, а где-то красные? В книге Александра Стрижёва «Календарь русской природы» я встречала версию, что пигмент антоциан содержится в листьях, имеющих избыточные сахара. Более сахаристый клеточный сок способствует синтезу антоцианов.
Также этому способствуют, по словам учёных, низкие ночные температуры и обильный солнечный свет. Если приглядеться, на одном дереве красных листьев всегда больше там, куда падает больше света — на макушке. Согласно другой гипотезе, всё дело в почве. Там, где почва беднее, листья более яркие.
То есть антоцианы синтезируются в ответ на стресс: избыточный свет, нехватку воды или недостаток минеральных веществ.
Температура, осадки, количество солнечного света, почвы и другие природные факторы (включая болезни) несомненно влияют на цвет листьев. Но те осинки с разными по цвету листьями стоят совсем рядом, на вершине одного и того же холма, в одних и тех условиях. Почему же листья у них разные?
Мне нравится думать, что, несмотря на визуальную схожесть и родство, каждое дерево уникально, у каждого свои генетические предпосылки, своя история, своё индивидуальное развитие, свои физико-химические показатели, а значит и своя, совершенно особенная, внешность. Всё как у людей.
Если вам понравилась публикация, поставьте, пожалуйста, палец вверх :)
