Осенью листья деревьев и кустарников проходят через несколько характерных этапов изменения цвета:
💚 зелёный
💛 жёлтый
❤️ красный
🤎 коричневый
Связано это с изменениями содержаний пигментов, красящих веществ в растении.
Про пигменты надо сказать, что это - особые молекулы, способные улавливать часть электромагнитных волн из солнечных лучей, а другую часть отражать. Цвет, который мы видим при взгляде на тот или иной пигмент - это отражённые к нам в глаза волны, которые не были поглощены молекулами.
Условно, если мы видим жёлтый - пигмент отражает волны жёлтого, а красные, зелёные, синие и фиолетовые поглощает. Если цвет чёрный - значит произошло поглощение всех волн разом, без отражения (почти). А белый - отражение всех волн в наши глазёни (поэтому чёрная футболка на солнце быстрее нагревается, чем белая, она ж поглощает больше света). Но вернёмся к листве!
1. Зелёный период — доминирование хлорофилла 💚
В период активного роста и фотосинтеза листья имеют насыщенный зелёный цвет благодаря высокому содержанию хлорофилла — самого важного пигмента растений, который умеет забирать энергию солнечного света и направлять её на биохимические реакции. Хлорофилл работает как приёмная антенна: поймал луч - направил избыток энергии на необходимые реакции.
До осени концентрация хлорофилла остаётся высокой, скрывая другие пигменты, присутствующие в листе в меньших количествах. С наступлением осени, когда день становится короче, синтез хлорофилла замедляется, и начинается постепенное его разрушение и разборка на составляющие всех электрон-транспортных цепей фотосинтеза. Куски разобранного хлорофилла и фотосистем выкачиваются из листьев в ствол, корни и под кору, где и будут храниться до весны. Хлоропласт (главная станция фотосинтеза клетки) в это время начинает превращаться в геронтопласт - неработающий, старый пластид с разрушенными в нём мембранами.
2. Жёлто-рыжий период — проявление каротиноидов 💛
Одновременно с разрушением хлорофилла, начинает рушиться и группа жёлто-рыжих пигментов, каротиноидов. Но их разрушение идёт медленнее, так что на наших глазах зелёное сменяется рыжим и жёлтым.
Каротиноиды, включая ксантофиллы и бета-каротин, постоянно присутствуют в листьях, но их цвет не виден из-за яркого зелёного хлорофилла. Они выполняют важные функции — помогают в фотосинтезе, улавливая часть света и защищают клетки от переизбытка УФ, рассеивая избыток энергии, когда солнце особенно беспощадно.
В период, когда неразрушенные молекулы хлорофилла беспризорно плавают в клетке, а каротиноидов становится понемногу всё меньше, клетка оказывается в опасности. Не пристроенный в плотные объятия фотосистем хлорофилл продолжает улавливать солнце и как антенна направлять энергию, вот только на этот раз энергия хлещет из него куда ни попадя в цитоплазме клетки (её жидкости), что чревато появлением активных форм кислорода, АФК.
АФК - это такие заряженные на разрушение всего и вся бандиты, которые могут нанести серьёзный вред клеткам, если их не успокоить. И тогда нам нужны антоцианы!
3. Бордовый период — синтез антоцианов ❤️
В отличие от каротиноидов, антоцианы специально синтезируются в листьях осенью. Эти красные и пурпурные пигменты возникают в ответ на стресс, вызванный ярким солнцем, первыми заморозками, дефицитом воды и минеральных веществ. Поэтому красная листва появляется ближе к середине октября, после первых заморозков.
Считается, что антоцианы защищают клетки от фототоксичности, т.е. от повреждения АФК , возникающих из-за разрушения фотосистем при разложении хлорофилла. По сути, антоцианы дают растению выкачать из листьев всё самое полезное, прикрывают отступление и защищают от взбесившегося напоследок хлорофилла. Как говорится, настоящие герои не носят плащей!
4. Коричневый период — полное разрушение пигментов 🤎
На последней стадии старения листа наступает разрушение всех пигментов и клеточных структур. Коричневую окраску листьям придают хиноны, производные танинов (которые дают терпкость чаю). Листья теряют влагу, цитоплазма их становится желатинизированной, вязкой, а клетки отделительного слоя в черешке размягчаются, готовя лист к отмиранию и опадению. В этот период завершается эвакуация всех полезных веществ в дерево, и после отрыва листья разлагаются в почве, возвращая вещества в экосистему.
Доп.материалы, которые я всеми руками рекомендую к ознакомлению для погружения в тему:
➡️ https://youtu.be/ZOOtJsudhFI?si=g_MN7MDFv32w5BMA
➡️ https://biomolecula.ru/articles/molekuliarnye-tainy-osennikh-listev
P.S. Больше интересного про биологию в моём тгк: vasya_granat 🌿