Чем можно объяснить изменение окраски листьев осенью

Межсезонье: почему осенью желтеют листья

Рассказываем про природные красители и коротко отвечаем на вопросы про межсезонные трансформации в природе

Зимой и летом одним цветом — только хвойные растения, а вот лиственные деревья меняют свой цвет раз в году. Разобрались с экспертом, откуда в листьях появляется цвет, почему он меняется именно осенью и зачем это происходит.

Откуда в природе цвет

За цвета в природе отвечает группа органических соединений, которые называются красителями. Они встречаются в окраске не только листьев растений, но и овощей, животных, птиц и рыб.

🌳 Хлорофилл — самый известный краситель в растениях, отвечает за зелёный цвет.

🌽 Каротиноиды — придают растениям жёлтый оттенок. Тыква, кукуруза, канарейки, фламинго, лосось, омары, креветки и нарциссы окрашены каротиноидами.

🍊 Флавоноиды — отвечают за оранжевый цвет. Их высокое содержание характерно для петрушки, лука, цитрусовых, облепихи, гречки и тёмного шоколада.

🍅 Антоцианы — это красный, пурпурный и фиолетовый цвета. Они дают окраску красным яблокам, помидорам, винограду и лепесткам многих цветков.

Как работают красители

Чтобы органическое соединение выглядело цветным, оно должно содержать цепочку сопряжённых двойных связей или присоединённых к ней поставляющих или принимающих электроны заместителей. Это следует из электронной теории цветности органических соединений. В листьях растений молекулы и соединения в них как раз такие, поэтому независимо от сезона сами листья не прозрачные, а цветные.

А, например, у большинства молекул, входящих в состав бензина, таких связей нет, поэтому он почти бесцветный.

Почему осенью желтеют листья

Это происходит из-за смены температуры и сокращения светового дня. Для производства хлорофилла, который отвечает за зелёный цвет в растениях, листьям требуется много тепла и света. Когда лето заканчивается, сокращается световой день, понижается средняя температура воздуха и, следовательно, производство хлорофилла замедляется, а существующий хлорофилл разлагается. В результате другие соединения, присутствующие в листьях, выходят на первый план и влияют на цвет листьев.

Какие деревья меняют цвет листьев

Из-за изменения светового дня все лиственные деревья меняют окраску. Не меняют окраску только хвойные деревья.

Почему осенью опадают листья

Это происходит из-за нехватки воды. Вода в грунте замерзает и не попадает в корни растений, в то же время с поверхности листа испаряется столько же воды, сколько и летом. Поэтому растения сбрасывают листву, чтобы не засохнуть.

Рассказываем школьную программу так, что хочется учиться

Источник

Почему осенью листья меняют цвет

Все мы любители осенних прогулок на природе. Всем нам нравится листопад. Но что же такое осень с точки зрения природы?

Биологически говоря, осень — это значительный «сдвиг» для растений. Дни становятся короче — это означает, что листья станут получать меньше энергии солнечного света. А лиственным деревьям пора готовиться к наступлению холодных месяцев.

И чтобы понять, почему желтеют листья, нужно знать, почему они зелёные.

Хлорофилл

Возможно, вы уже знаете, что растения генерируют энергию посредством фотосинтеза. Во время этого процесса маленькие органеллы, называемые хлоропластами, которые заполнены хлорофиллом, поглощают солнечный свет и вызывают цепную реакцию. В конечном счёте, фотосинтез производит глюкозу, которую растение использует в качестве топлива.

Хлорофилл поглощает солнечный свет, но не весь. Хлорофилл отражает некоторое количество света обратно в окружающую среду. Точнее, он отражает зеленый свет — поэтому листья выглядят зелеными.

Так почему цвет меняется?

В начале статьи я говорил, что укорачивание дня — одно из самых больших изменений осенью. Ранние закаты означают, что у растений не так много времени для фотосинтеза. Поэтому растения реагируют на укороченные дни и более низкие температуры. Они начинают расщеплять хлорофилл, чтобы подготовиться к зиме.

В результате на листьях остаётся не так много хлорофилла, поэтому они уже не кажутся такими зелёными. Теперь вы замечаете другие пигменты в листьях. Например, каротины, придают листьям красный и оранжевый цвета. А ксантофиллы окрашивают листья в жёлтый.

Но деревья всё равно выглядят по-разному

Каждое дерево имеет свой набор пигментов. Вот почему клён в вашем дворе может стать ярко-красным, в то время как ясень будет жёлтым. У семейства дубовых так много пигментов, что ни один цвет среди них не выделяется. Поэтому дубовые листья становятся коричневыми.

И вот почему листья опадают

тот процесс сводится к специализированному слою клеток, который крепит стволы листьев к ветви.

По мере того, как дни становятся короче, растения уменьшают циркуляцию воды и пищи в этом слое. Как только этот слой высыхает, лист опадает.

Листопад очищает растения от паразитов, предотвращает механические повреждения от снега и ветров, а так же не даёт растениям высохнуть за зиму. Ведь поглощение влаги зимой останавливается, а испарение жидкости с поверхности листьев идёт круглый год.

Время, необходимое для опадания листьев, зависит от погоды. И если выдалась холодная осень, листья могут начать опадать через несколько дней после изменения окраса.

Источник

Чем можно объяснить изменение окраски листьев осенью

Изменение цвета листьев на деревьях – одна из первых примет осени. Много ярких красок в осеннем лесу! Березы, ясени и липы желтеют, розовеют листья бересклета, пунцово-красными становятся узорные листья рябины, оранжевыми и багряными листья осин.

Все дело в том, что в регионах с умеренным климатом зимы бывают довольно холодные, и там не так много солнечного света, который деревья используют для получения энергии. Листья нежные и не могут пережить зиму, поэтому дерево готовится к холоду, забирая все полезные вещества из них до того, как они упадут.

Таков процесс подготовки к зиме, и это именно то, что заставляет листья показать нам свои поразительные осенние краски. Однако есть веская причина, почему у разных деревьев листья разного цвета. Чем же вызвано это цветовое многообразие? Всему есть научное объяснение.

Предположим, что растение содержит какое-то вещество, которое окрашивает листья в зеленый цвет, а с приходом холодов изменяет цвет.

Цель проекта – найти доказательства и научно обосновать причины изменения окраски листьев деревьев в осенний период.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— изучить научную литературу по данному вопросу,

— выяснить значение листьев для дерева и определить причины изменения окраски листьев в осенний период;

— разработать квест-буклет для посещения осеннего парка.

Глава 1. Изучение материалов и информации о листьях

1.1.Что такое листья и почему они зеленые?

Листок – важная часть растения. Это «многоэтажная фабрика». Главное предназначение листьев – улавливать и преобразовывать энергию солнечного света. Благодаря непрестанной работе лист питается, выделяет водяные пары, дышит. Один квадратный метр листовой пластинки каждый час выделяет до четырех литров кислорода и забирает из воздуха столько же углекислого газа.

Сколько времени живет лист? Листья деревьев нашего региона живут от весны до осени. Если листок зеленый, значит, он живой. Как только листья пожелтели, покраснели, значит, они постарели и умерли.

Летом большинство деревьев имеют зеленые листья, потому что они содержат пигмент хлорофилл. Хлорофилл — пигмент, который содержится в листьях и окрашивает их в зеленый цвет. Пигментом называется любое вещество, поглощающее видимый свет. Хлорофилл поглощает солнечный свет и использует его энергию для синтеза питательных веществ. В течение весны и лета на листья попадает достаточно дневного солнечного света, который питает их и позволяет регулярно вырабатывать хлорофилл.

Если рассмотреть строение листа с помощью лупы, рассмотреть все жилки, ведущие от черешка по которым листик получает питательные вещества, то можно увидеть, что внешняя часть листа темнее, она как раз и поглощает солнечный свет. Растения преобразуют солнечный цвет в энергию, которая помогает им расти.

Это процесс фотосинтеза, который и объясняет тот факт, почему в теплое время года листья кажутся очень пышными и зелеными.

Мы провели опыт, которые доказывает наличие хролофилла в листьях растений. Нам понадобился один зеленый листочек (мы взяли листик комнатного растения), небольшой кусочек белой ткани и деревянный предмет (молоточек, кубик, скалка и др.).

Листочек положили на угол ткани и прикрыли сверху другим уголком ткани. Затем деревянным предметом сильно нажали на листочек в ткани. Когда развернули ткань, то смогли наблюдать зеленые пятна на ткани. Это и есть пигмент — хлорофилл, который и окрашивает листок в зеленый свет.

Таким образом, зеленым лист растения делает пигмент хролофилл, который принимает участие в процессе фотосинтеза.

1.2. Почему листья меняют свой цвет?

Осенью листья растений теряют свой яркий зеленый цвет. Например, листья тополя становятся золотистыми, а у клена как бы вспыхивают красным цветом. В листьях происходят химические превращения.

Дневные часы становятся короче, и растения получают меньше солнечного света. Из-за этого выработка хлорофилла замедляется, что и приводит к уменьшению зеленого пигмента в листьях. Вот почему листья меняют цвет, а прежде чем они упадут с дерева, важные питательные вещества, которые можно использовать повторно, выводятся из листа. Время, когда листья начинают менять цвет, больше зависит от света, чем от температуры, поэтому листья начинают менять цвет примерно в одно и то же время каждый год.

Долгота дня в районе 55 широты

Когда лиственные деревья достигают этого светового порога, углеводы переносятся из листьев в ветки, и новые минералы больше не поступают в листву. Деревья готовятся к разлуке с ними.

Попробуем доказать, что рост и падение листвы больше зависит от количества света, чем температуры. Проведем два несложных опыта.

Цель – выяснить, как свет влияет на окраску листьев.

Материалы: зеленый крупный лист; изолента или непрозрачная бумага, стакан с водой.

1.Небольшую часть листа заклеим изолентой или бумагой.

2. Поставим листок в стакан с водой.

3.Оставим на пять-семь дней в хорошо освещенном месте.

По фото видно, что лист под бумагой изменил цвет, стал желтоватым.

Цель та же, выяснить, как свет влияет на окраску листьев.

Материалы: комнатный цветок – фикус Бенджамина.

1. Цветок поставим в темное место на неделю и будем наблюдать.

Результат виден на фотографиях: после недели в плохо освещенном месте, растение стало сбрасывать желтеющие листочки.

Значит, мы можем сделать вывод о том, что хлорофилл без света распадается быстрее.

Таким образом, с приходом осени растения готовятся к зиме. Питательные вещества медленно перемещаются из листьев в ветви, ствол, корень и запасаются там, на время суровых холодов. Когда энергия запасенных питательных веществ исчерпывается, синтез хлорофилла прекращается. Оставшийся в листьях хлорофилл частично распадается, при этом образуются пигменты другого цвета.

1.3. Что определяет цвет осенних листьев?

Под воздействием осеннего холода в листьях начинаются химические реакции, превращающие хлорофилл в красно — желтые соединения. За изменение цвета также отвечают другие компоненты, содержащиеся в листьях, — каротины и антоцианы.

Каротины, которые также содержатся в бананах и моркови, несут ответственность за желтые, оранжевые и коричневые цвета. Конечно, морковных деревьев не существует, но сам компонент может содержаться в тех или иных деревьях, преобладая над антоцианами.

Красный, темно-вишневый и пурпурный оттенки некоторых листьев обусловлены образованием пигмента антоциана . Этот пигмент окрашивает редиску, красную капусту, розу и герань. Если же какой-то из видов деревьев содержит в себе больше антоцианов, то листья становятся красными.

В отличие от каротинов и других желтых пигментов антоциан вообще отсутствует в зеленых листьях. Он образуется в них только под воздействием холода. Цвет осенних листьев, как цвет волос у человека, обусловлен генетически у каждого вида растения. А вот будет ли этот цвет тусклым или ярким, зависит от погоды. Самые яркие, сочные цвета листьев бывают осенью, когда долго стоит холодная сухая и солнечная погода (при температуре от 0 до 7 градусов Цельсия усиливается образование антоциана ).

Рис.1 Пигменты, окрашивающие листья в разные цвета

Проходит осень, наступает зима. Вместе с листьями растения теряют и красочную расцветку. Листья прикрепляются к ветвям особыми черенками. С наступлением зимних холодов связь между клетками, из которых состоят черенки, распадается. Листья, в которые перестает поступать вода, высыхают, опадают с деревьев. Желтая или красная окраска листьев может сохраняться несколько недель после того, как они опали. Но со временем соответствующие пигменты разрушаются.

Часть 2. Разработка квест – буклета для прогулки по осеннему парку

Отбор материалов и заданий для квеста

Результаты нашего исследования мы решили отразить в буклете, но сделаем его в форме мини-квеста для младшей сестры. Для буклета нам понадобится бумага формата А4, компьютер с установленным текстовым редактором и принтер для печати буклета.

Задания для мини-квеста:

На прогулке в парке собери коллекцию листьев. Определи, с какого дерева твои листочки.

Рассмотри листочки, которые ты собрала, определи, какие вещества есть в листочках. Используй схему. Если листочки окрашены в оранжевый цвет, то в листьях содержится каротин, в желтый – ксантофилл, в красный – антоцианин.

Раскрась осенний парк.

Высуши собранные листочки и собери из них аппликацию.

5. Продолжи сказку: Жил да был, рос себе, рос на берёзке в лесу маленький зелёный листик со своими братьями листочками. Всё лето он радовался теплу, солнышку, купался под струями ласкового летнего дождика. Засыпал и просыпался под пение птичек, которые поселились в гнездышке на его берёзке. Но однажды утром он проснулся от того, что очень замёрз….

2.2 Оформление макета квест – буклета

Лист А4 мы поделили на три части и расположили задания следующим образом (полный буклет в Приложении).

Листок – это очень важная часть растения. Образно говоря, «многоэтажная фабрика». Главное предназначение листьев – улавливать и преобразовывать энергию солнечного света. В зеленый цвет листья окрашивает пигмент хролофилл, который участвует в процессе фотосинтеза.

К осени выработка хлорофилла замедляется, что и приводит к уменьшению зеленого пигмента в листьях. Время, когда листья начинают менять цвет, больше зависит от света, чем от температуры, поэтому листья начинают менять цвет примерно в одно и то же время каждый год, в нашей полосе — осенью.

Самый простой ответ на вопрос «Почему листья осенью меняют цвет?» звучит примерно так: осенью, когда день становится коротким и понижается температура, листья перестают вырабатывать зеленый пигмент хлорофилл, желтеют и опадают.

Таким образом, гипотеза, которую мы выдвигали в начале нашего исследования, подтверждена частично.

Источник