Поэтому для прорастания семян необходима влага. Семя должно набухнуть, чтобы оболочка семени раскрылась и микроб вышел наружу. Влага также необходима для растворения питательных веществ в семенах. Эмбрион может поглощать питательные вещества только в жидкой форме.
Сбрасывание листьев — это природное явление, при котором листья отделяются от ветвей деревьев и кустарников, вызванное сезонными климатическими изменениями (осенние холода, летняя засуха), ростом растений, вредителями или инфекциями, воздействием химических веществ, снижением содержания питательных веществ в почве.
Это явление происходит со всеми растениями, включая те, которые растут в тропических районах и называются вечнозелеными. Вечнозеленые виды постепенно теряют свои листья и сразу же заменяются новыми, так что этот процесс визуально не заметен. Листопадные виды теряют листья один раз за сезон. В тропиках деревья зеленеют лишь на несколько дней или не зеленеют вовсе, в то время как в умеренных зонах деревья могут оставаться голыми в течение 7-9 месяцев.
Как происходит листопад
Механизм листового покрова сложен и состоит из нескольких фаз, которые начинаются задолго до того, как первый лист упадет с ветки.
Деревья и кустарники начинают готовиться к зиме уже в августе. Опадание листьев происходит следующим образом:
- в основании листа образуется пробковая перегородка, разрывающая соединение между листовой пластиной и побегом;
- перегородка постепенно расширяется;
- некоторое время лист держится при помощи водоносных капилляров;
- лист срывается под воздействием ветра, падает на землю.
Визуальным признаком появления листвы является изменение цвета листовых пластинок. В теплые месяцы листья зеленые, потому что в клетках растений содержится пигмент хлорофилл, необходимый для фотосинтеза. Клетки также содержат красные (каротин) и желтые (ксантофилл) пигменты. Однако они маскируются преобладающим хлорофиллом.
Когда световой день становится короче, а черешок перекрывается пробковой перегородкой, синтез зеленых пигментов снижается и прекращается к концу зимы. Клетки растений лишаются хлорофилла, в результате чего образуются желтые и красные пигменты. Некоторые растения (например, виноград, березы и декоративные клены) имеют необычный винно-красный, почти пурпурный цвет листьев. Это объясняется наличием пигмента антоцианина.
Опадание листьев не происходит у хвойных деревьев. Ели, сосны и пихты не сбрасывают свой зеленый покров зимой, поскольку их хвоя покрыта толстым слоем воскового защитного вещества, а клетки содержат соединения, делающие их морозоустойчивыми. Поэтому хвойные деревья легко переносят суровые зимы в умеренном и субарктическом поясах. Но хвойные деревья не вечны. Они живут несколько лет, а затем отпадают в результате естественных процессов старения. Ларнака — единственный падуб, который теряет свой зеленый покров по сезонам.
Помимо хвойных деревьев, некоторые виды низкорослых кустарников также считаются вечнозелеными в умеренном климате: вереск, ежевика и ноготки. Зимой кустарники покрываются снегом и замедляют испарение воды, поэтому они не испытывают недостатка во влаге.
Почему происходит листопад
- подготовка растительных организмов к морозному или засушливому периоду;
- особенности развития вида, связанные с ростом и одервенением побегов;
- резкие изменения климата;
- инфекционные и паразитарные болезни;
- воздействие химикатов;
- неблагоприятные экологические условия;
- травмирование корневой системы;
- дефицит питания в почве.
Когда листья опадают под воздействием негативных факторов, растение вянет и часто погибает. А потеря листьев из-за сезонных изменений погоды важна для жизни растения. Когда деревья и кустарники сбрасывают листья на зиму, они не лишаются влаги из замерзшей земли, освобождаются от токсичных веществ, которые накапливаются в зеленой части в течение вегетационного периода, и не обвисают под тяжестью снега.
Для чего нужен осенний листопад
Зима — это необходимость, с которой ежегодно сталкиваются все растения в определенных климатических зонах. Поэтому многолетние растения, включая деревья, должны иметь механизмы, обеспечивающие их защиту и выживание в морозы и другие неблагоприятные зимние условия.
Побеги, ветви и почки оснащены защитными механизмами, чтобы пережить экстремальные холода и пробудиться с новыми признаками весны. Но чувствительные ткани листьев зимой замерзают насмерть. Деревья должны либо пожертвовать ценными веществами для защиты листьев, либо расстаться с ними.
Вечнозеленые деревья, такие как ели, сосны, пихты и т.д., могут пережить зиму без закалки. Их игольчатые листья или чешуйки покрыты толстым слоем воска, а вещества в клеточной жидкости содержат «антифриз», который делает их морозоустойчивыми. Таким образом, «листья» вечнозеленых растений могут спокойно пережить даже самые холодные зимы, например, в Арктике. Хвоя вечнозеленых деревьев живет несколько лет, но в какой-то момент она тоже опадает из-за старения.
Коалы — коренные обитатели Австралии 17774 4,81 1
Листья лиственных деревьев, с другой стороны, нежные и хрупкие. Их листья широкие, тонкие и незащищенные. Жидкость внутри — это водянистый сок, который при замерзании сразу же замерзает. Это означает, что эти клетки не способны пережить зимние холода. Поэтому их необходимо утилизировать, чтобы обеспечить выживание деревьев. По этой причине листопад предшествует каждой зиме.
Хвоя и листья, опавшие с деревьев, не пропадают зря. Они разлагаются и обеспечивают почву важными веществами в составе губчатого гумусового слоя.
Эта лесная подстилка поглощает и накапливает дождевую воду, необходимую растениям для роста и процветания. Опавшие листья становятся пищей для многочисленных микроорганизмов, живущих в лесной экосистеме. Вполне вероятно, что лес просто не смог бы выжить без питательных веществ, ежегодно поставляемых опадающими листьями, так же как и деревья не могут выжить, не сбрасывая листву.
От чего зависит цвет листвы осенью
В начале осени листья начинают готовиться к осени в ответ на сокращение длины дня и уменьшение количества солнечного света. Ни температура, ни количество осадков, ни обеспеченность растений питательными веществами не оказывают такого большого влияния на изменение цвета листьев и появление листопада, как удлинение темного светового дня. Когда дни становятся короче, а ночи длиннее и прохладнее, биохимические процессы в листве начинают окрашивать листья в желтый и красный цвета.
Сосуды, снабжающие листья питательными веществами, постепенно перекрываются, и у основания каждого листа образуется слой клеток. Эти перекрывающиеся сосуды останавливают обратный поток сахара из листьев, что приводит к образованию антоцианов. Когда этот слой клеток полностью сформирован, лист готов к сбрасыванию.
В окраске осенних листьев участвуют три типа пигментов:
- Хлорофилл, который придает листьям зеленый цвет. Он необходим для фотосинтеза – химической реакции, которая позволяет растениям использовать солнечный свет для производства сахаров, нужных для питания. Деревья умеренных широт запасают эти сахара в тканях на период зимней спячки.
- Каротиноиды – придают листве желтый, оранжевый и коричневый цвета. Примером яркого действия этих красителей являются цвета кукурузы, моркови и нарциссов. А также брюква, лютики и бананы.
- Антоцианы – придают цвет клюкве, красным яблокам, винограду, чернике, вишне, клубнике и сливам. Эти пигменты растворяются в воде и появляются в водной части листьев.
И хлорофилл, и каротиноиды присутствуют в хлоропластах листьев в течение всего вегетационного периода. Однако большинство антоцианов вырабатывается осенью в ответ на интенсивное освещение и избыток сахара в клетках листьев.
В теплое время года, то есть в период вегетации, хлорофилл постоянно вырабатывается и разрушается. Благодаря этому листья выглядят зелеными. С увеличением длины ночи осенью выработка хлорофилла замедляется и в конце концов полностью прекращается. Таким образом, весь хлорофилл в листьях разрушается. Это делает видимыми содержащиеся в листьях каротиноиды и антоцианы.
Как изменяется цвет разных деревьев
Какой именно цвет появляется на листьях после того, как каротиноиды и антоцианы становятся видимыми на листве, во многом зависит от растения. Например:
- Дубовая листва становится красной, коричневой или красно-коричневой.
- Гикори (семейство ореховых) приобретают золотисто-бронзовый цвет.
- Осины и тополя – золотистые и желтые.
- Кизил – фиолетово-красный.
- Буки приобретают цвет легкого загара.
Окраска осеннего клена варьируется от вида к виду. Красные клены становятся ярко-красными, сахарные клены — оранжево-красными, а черные клены — ярко-желтыми. Полосатый клен кажется почти бесцветным. У некоторых деревьев (например, вяза) листья просто вянут и опадают, не меняя цвета.
Внешний вид обесцвечивания также зависит от породы дерева. Например, такие деревья, как оксидные барабаны в южноамериканских лесах, в конце лета становятся ярко-малиновыми, в то время как другие деревья остаются зелеными. Дубы долгое время меняют цвет и остаются зелеными, в то время как почти все другие деревья уже изменили цвет и сбросили листву.
Время изменения цвета листвы генетически запрограммировано. Это подтверждается тем, что одни и те же виды на определенной широте имеют одинаковую окраску как в более холодных районах высокогорья, так и на более теплых равнинах.
