Осень — одно из самых красивых времен года, когда листья на лиственных деревьях начинают менять цвет с зеленого на яркие оттенки желтого, оранжевого и красного. Это ежегодное изменение цвета завораживает людей каждую осень. Но почему именно листья меняют цвет перед тем, как опасть с деревьев осенью? Есть несколько основных причин.
Весной и летом листья выглядят зелеными, потому что они содержат высокую концентрацию хлорофилла. Хлорофилл — это пигмент в клетках растений, который поглощает видимый свет для фотосинтеза. Фотосинтез — это процесс, который растения используют для преобразования солнечного света, углекислого газа и воды в пищу для роста и развития растений. Хлорофилл особенно эффективно поглощает красный и синий свет из видимого спектра света. Зеленый свет отражается и передается обратно к нашим глазам, поэтому листья выглядят зелеными.
Хлорофилл постоянно расщепляется во время фотосинтеза, и растения должны постоянно вырабатывать его больше. Весной и летом, когда дни длинные, растения вырабатывают много хлорофилла, и листья остаются ярко-зелеными. Выработка хлорофилла замедляется, а затем прекращается по мере сокращения дней в начале осени. Уменьшение дневного света запускает физиологические изменения в лиственных деревьях, сигнализируя им о необходимости подготовки к зимнему покою.
Поскольку выработка хлорофилла замедляется, зеленый цвет листьев начинает исчезать. Это раскрывает другие цветовые пигменты, присутствующие в листьях. Выцветание хлорофилла позволяет этим вторичным пигментам, называемым каротиноидами, проявиться. Каротиноиды производят желтые, оранжевые и коричневые осенние цвета. Они присутствуют в листьях круглый год, но подавляются зеленым оттенком хлорофилла во время активного вегетационного периода.
Другая группа пигментов, называемых антоцианами, в основном производит красные оттенки листьев. Их нет летом, но они вновь вырабатываются осенью. Прохладные осенние ночи стимулируют деревья вырабатывать антоцианы, которые защищают листья от повреждения светом. Самые яркие красные и пурпурные цвета развиваются, когда солнечные осенние дни следуют за прохладными ночами.
Подводя итог, листья меняют цвет осенью, потому что:
Конкретные цвета, которые развиваются, зависят от пигментов, присутствующих в определенных видах деревьев. Например, клены богаты каротиноидами и становятся ярко-оранжевыми и красными. Дубы вырабатывают больше антоцианов и становятся краснее. Другие факторы, такие как температура, солнечный свет, влажность почвы, также влияют на окончательный цвет листьев.
Время изменения цвета осенью зависит от местоположения и зависит от широты, высоты над уровнем моря и погодных условий. В таблице ниже приведены типичные даты изменения цвета в разных регионах США.
| Регион | Период времени |
|---|---|
| Северные штаты (ND, MN, VT) | Конец сентября - середина октября |
| Средний Запад и Северо-Восток | Середина - конец октября |
| Южные штаты | Конец октября - середина ноября |
| Западные горы | С сентября на больших высотах до ноября на малых высотах |
В более высоких широтах и на больших высотах, где температура падает быстрее, изменение цвета происходит раньше. Между тем, в южных регионах и на более низких высотах цвет листьев появляется на несколько недель позже.
По данным Национальной метеорологической службы США, в местах с сухими сезонами пик цвета обычно достигается раньше. Например, засушливые условия могут ускорить опадание листьев. Прохладная, влажная осенняя погода продлевает продолжительность осенней окраски.
Преобразование летней зелени в осенние цвета происходит постепенно в течение нескольких недель. Вот последовательность происходящих событий:
Для того, чтобы листья приобрели осеннюю окраску после начала переходов, требуется около 300 градусо-дней роста (измеряется в единицах накопленного тепла). Пик цвета длится 1–2 недели, пока листья не опадут.
Хотя яркие осенние оттенки прекрасны, эти изменения также отражают важную адаптацию лиственных деревьев. Вот некоторые из основных преимуществ:
Хотя осенние цвета ошеломляют, эти преобразования также означают важную адаптацию, которая помогает лиственным деревьям пережить холодные, суровые зимы.
Осенняя листва очаровывает людей каждую осень, поскольку зеленые летние листья превращаются в яркие красные, оранжевые, и желтые. Эта метаморфоза является результатом пигментных изменений в листьях, когда лиственные деревья готовятся к зимнему покою. Цвета раскрывают каротиноиды и антоцианы, обычно замаскированные хлорофиллом. Погода, широта и высота влияют на точное время пика цвета. Хотя осеннее изменение цвета прекрасно, оно также приносит пользу деревьям, защищая их зимой. Так что в следующий раз, когда вы будете наслаждаться великолепной осенней палитрой, оцените как красоту, так и важную цель сезонного изменения цвета листьев.