Интересные факты о листопаде

Стебли, ветви и почки имеют специальные механизмы защиты, которые позволяют им выживать в экстремально холодных условиях и вновь пробуждаться весной. Однако нежная ткань листьев зимой просто замерзла бы. Поэтому деревья обязаны либо пожертвовать ценными веществами, чтобы сохранить листву, либо отказаться от нее.

Листопад

Пробка, представляющая собой вторичную покровную ткань, образует внешнюю часть перидермы. Она формируется из клеток пробкового камбия, когда они активно делятся. У древесных растений пробка появляются на стволах, ветвях, корнях и почечных чешуйках; иногда ее также можно наблюдать на клубнях и плодах, а у травянистых двудольных — на корнях. Клетки пробки являются мертвыми, а благодаря опробковению их оболочки становятся непроницаемыми для жидкостей и газов, заполняя свои внутренние полости воздухом и смолами. Таким образом, пробка защищает растения от избыточного испарения, колебаний температуры, проникновения микроорганизмов и поедания животными.

Перед тем как листья опадут, у множества деревьев наблюдается изменение цвета листвы. Зеленые листья становятся красными, желтыми или оранжевыми. Это связано с разрушением зеленого пигмента хлорофилла в хлоропластах. При этом становятся более заметными другие пигменты, которые синтезируются в процессе распада. Обычно это пигменты желто-красных оттенков. Происходит также перерождение хлоропластов в хромопласты. Помимо пигментов хромопластов, цвет листвы также зависит от пигментов, присутствующих в клеточном соке вакуолей клеток.

Таблица зависимости окраски растений от пигментов:

Окраска	Пигмент	Примеры растений
Золотисто-желтая	Ксанфотилл	Липа, березу
Оранжево-красная	Ксантофилл, каротин, антоциан	Вяз, клён
Багрянцевая	Каротин, антоциан	Рябина, вишня
Зеленая	Хлорофилл	Плющ, вереск

Причины листопада

Листопад обусловлен несколькими ключевыми факторами:

1. Длительность дня и ночи. Сокращение светового дня и увеличение продолжительности ночи служат основными сигналами для растений, чтобы начать процесс листопада. Открытое освещение влияет на выработку хлорофилла, отвечающего за фотосинтез. Когда свет уменьшается и температура понижается, растения останавливают производство хлорофилла, что ведет к изменению цвета листьев и их последующему опадению.
2. Температура воздуха. При понижении температуры растения начинают подготовку к зимнему периоду. В этот момент активируются определенные гены, которые ответственны за накопление веществ, приводящих к опадению листьев.
3. Генетические факторы также имеют значение. Разные виды растений имеют разную предрасположенность к листопаду. Некоторые деревья и растения обладают активными генами, которые запускают процесс листопада раньше, чем у других, что может зависеть от их адаптации к конкретным климатическим условиям и временам года.
4. Недостаток влаги. Смена сезонов влияет не только на температуру поверхности земли, но и на внутренние слои почвы. Низкие температуры замораживают влагу в почве, и корни растений не могут ее впитывать.
5. Накопление вредных веществ. Листопад связан с естественным процессом старения листьев. С окончанием вегетационного периода активность фотосинтеза уменьшается, и в листьях накапливаются ненужные и токсичные вещества. Сбрасывая листья, растение очищает свой организм.
6. Защита от механических повреждений. Большое количество снега может приводить к поломке веток с оставшимися листьями. На голых ветвях снег не скапливается, что предотвращает травмы растений.

Листопад может происходить не только в холодный период года, но также может начаться из-за засухи в середине лета. Если дерево не сможет сбросить часть листвы в условиях сильной нехватки влаги, оно рискует полностью высохнуть.

Дополнительные факторы, способствующие листопаду, включают:

• Неблагоприятные экологические условия;
• Использование пестицидов;
• Паразитарные и инфекционные болезни растений;
• Травмы корневой системы;
• Специфика роста конкретного биологического вида.

Определение листопада

Листопад — это естественный процесс, при котором листья деревьев и кустарников опадают осенью, что связано с подготовкой растений к зимнему сезону и зависит от изменений в длительности дня. Исключение составляют немногие виды, например дуб, у которых листья погибают и постепенно разрушаются, в то время как у большинства деревьев сначала происходит изменение цвета листьев, которые становятся желтыми и красными, а затем опадают.

Листья могут опадать одновременно в определенный период или постепенно по одному на протяжении длительного времени. Если растение теряет все листья за какой-либо промежуток времени, они называются листопадными. Вечнозеленые растения сохраняют листву на протяжении всего года, но заменяют ее периодически.

Сезоны осени

Осень — это одно из четырех времён года, которое расположено между летом и зимой. Этот период является переходным сезоном, в течение которого заметно сокращается световой день и постепенно понижается температура воздуха.

Осень условно делится на четыре подсезона:

Первый подсезон — начало осени. Начинается с появления первых желтых оттенков в кронах берёз, лип, вязов и заканчивается, когда количество расцвеченных и зеленых листьев становится примерно равным, что часто происходит в последней декаде сентября.

Второй подсезон — золотая осень. Этот период длится примерно с конца сентября до середины октября. В это время листья на деревьях становятся все более желтыми, и начинается интенсивное опадение листвы. Леса постепенно оголяются.

Третий подсезон — глубокая осень (октябрь). После завершения листопада у берёзы, осины и вяза начинается глубокая осень, которая продолжает свое течение до первого снега, который задерживается на земле хотя бы на короткий срок.

Четвертый подсезон — предзимье (первая половина ноября). Это последний осенний подсезон, который одновременно является переходным к зиме, именно поэтому он получил такое название.

Факторы, влияющие на цвет листвы осенью

С началом осени и сокращением дня листья начинают готовиться к опаданию. Ни температура, ни дожди, ни количество поступающих растению питательных веществ не влияют на изменение цвета листвы и наступление листопада так, как это делает увеличение продолжительности темного времени суток. По мере сокращения дня и удлинения ночи, настает время, когда биохимические процессы в листьях начинают окрашивать их в желтый и красный цвета.

Сосуды, питающие листья, постепенно перекрываются, и в основании каждого листа формируется слой клеток, который блокирует обратный выход сахаров. Это приводит к образованию антоцианов, и как только этот слой клеток полностью образуется, лист готовится к опаданию.

В осеннем окрашивании листвы участвуют три главных типа пигментов:

• Хлорофилл, который дает листьям зеленый цвет. Он необходим для фотосинтеза — химического процесса, который позволяет растениям использовать солнечный свет для синтеза сахаров, необходимых для их питания. Деревья в умеренных широтах запасают эти сахара в своих тканях на зимний период.
• Каротиноиды — эти пигменты отвечают за желтые, оранжевые и коричневые оттенки. Примеры их яркого проявления можно увидеть в цветах кукурузы, моркови и нарциссов. Также к ним относятся брюква, лютики и бананы.
• Антоцианы — эти пигменты придают цвет ягодам клюквы, красным яблокам, винограду, чернике, вишне, клубнике и сливам. Антоцианы растворимы в воде и появляются в водной части листьев.

Как хлорофилл, так и каротиноиды находятся в хлоропластах листьев во время всего вегетационного сезона. В отличие от них, большинство антоцианов вырабатываются именно осенью, как реакция на яркий солнечный свет и избыток сахаров в клетках.

В теплый сезон, то есть в период активного роста, хлорофилл постоянно вырабатывается и разрушивается. Благодаря этому листья выглядят зелеными. С увеличением продолжительности ночи осенью выработка хлорофилла замедляется и вскоре останавливается. В результате происходит распад имеющегося в листьях хлорофилла. Это обнажает каротиноиды и антоцианы, которые также присутствуют в листве, но до этого были не видны.

Как меняется цвет листвы различных деревьев

Какой именно цвет появится на листьях после того, как каротиноиды и антоцианы станут доминирующими, во многом зависит от конкретного растения. Например:

• Листья дуба становятся красными, коричневыми или красно-коричневыми.
• Листья гикори (семейство ореховых) принимают золотисто-бронзовый оттенок.
• Осины и тополя окрашиваются в золотистые и желтые тона.
• Кизил приобретает фиолетово-красный цвет.
• Буки становятся легкого загара.

Цветение осенних кленов варьируется в зависимости от вида. Красный клен становится ярко-красным, сахарный — оранжево-красным, а черный — насыщенно желтым. Полосатый клен остается почти бесцветным. Листва некоторых деревьев, таких как вязы, может просто высыхать и опадать, почти не меняя своего цвета.

Время начала изменения цвета листвы также зависит от вида дерева. Например, деревья оксидендрумы в южных американских лесах начинают окрашиваться в яркие малиновые тона поздним летом, тогда как другие деревья еще остаются зелеными. Дубы, напротив, значительно задерживаются с изменением цвета и остаются зелеными, когда многие другие деревья уже изменили окраску и сбросили листву.

Время, когда начнет меняться цвет листвы, генетически предопределено. Убедиться в этом можно, наблюдая за тем, как одни и те же виды при одинаковых условиях окрашиваются в одни и те же цвета в различных географических широтах — как в прохладных высокогорьях, так и в теплых низинных долинах.

Особенности подготовки к сдаче ЕГЭ по биологии в условиях реализации ФГОС СОО

Дополнительная скидка: 10% ( только до 3 ноября )

К этой скидке может быть добавлена еще одна, исходя из вашего образовательного учреждения (размер скидки зависит от количества ваших коллег, прошедших курсы «Инфоурок»).

В настоящее время дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%) получаются 66.908 образовательным учреждениям. Чтобы узнать, какая скидка действует для сотрудников вашего учреждения, войдите в свой личный кабинет на платформе «Инфоурок».

• На данный момент обучается 130 человек из 46 регионов.
• Этот курс уже прошли 601 человек.

Курс повышения квалификации.

Особенности подготовки к проведению ВПР в рамках мониторинга качества образования обучающихся по учебному предмету Биология в условиях реализации ФГОС СОО

Дополнительная скидка: 10% ( только до 3 ноября )

К данной скидке мы можем добавить скидку вашего образовательного учреждения (она зависит от того, сколько ваших коллег прошло курсы «Инфоурок»).

В способы добавления скидок участвуют 66.908 образовательным учреждениям. Чтобы узнать, какая скидка актуальна для всех сотрудников вашего образовательного учреждения, войдите в свой личный кабинет на «Инфоурок».

• На данный момент обучается 56 человек из 27 регионов.
• Этот курс уже прошли 177 человек.

Причины листопада

• Подготовка растений к холодному или засушливому периоду;
• Особенности жизненного цикла вида, связанные с ростом и одревеснением побегов;
• Разительное изменение климатических условий;
• Инфекционные и паразитарные заболевания;
• Воздействие химических веществ;
• Негативные экологические условия;
• Травмы корневой системы;
• Недостаток питательных веществ в почве.

Если листья опадают из-за неблагоприятных факторов, растение может слабеть и даже погибнуть. Однако листопад, связанный с сезонными изменениями, играет важную роль в жизни растений. Убрав листву на зиму, деревья и кустарники предотвращают рост подземной влаги в замерзшей почве, избавляются от токсичных веществ, которые могли накопиться в зеленой части, и снижают риск физических повреждений от массы снега.

Цели листопада

Лист, являясь органом, который обеспечивает растения питательными веществами, также играет важную роль в процессе фотосинтеза. Здесь углекислый газ преобразовывается в органические вещества под воздействием солнечного света. Однако с приближением зимы древесные и кустарниковые виды должны избавиться от зеленой массы. Это делается с несколькими целью:

1. Во время зимы верхние слои почвы замерзают, и влага в них превращается в лед. Корневая система растения остаётся без воды и питательных элементов. Поэтому дереву необходимо сбросить листву, чтобы остановить испарение влаги, что помогает предотвратить высыхание.
2. Тяжелый мокрый снег и лед могут приводить к поломке даже самых крепких ветвей. Если бы деревья зимовали с листвой, на них бы скапливались огромные сугробы, и даже здоровое дерево риска бы сломалось или упало. В отличие от лиственных растений, хвойные имеют гибкие ветки, которые не подвержены механическим повреждениям под тяжестью снега.
3. В листьях накапливаются токсины и избыток питательных веществ за время вегетационного периода. Готовясь к зимней спячке, дерево отказывается от всего лишнего и вредного.

В тропиках листопад не связан с сезонами, а определяется климатическими изменениями. Деревья сбрасывают листву в дни засухи, чтобы сэкономить имеющуюся влагу.

Опавшие листья образуют плотный покров на земле. Они не пропадают без пользы, наоборот, играют важную роль в экосистеме. Листовой опад, постепенно гниющий, высвобождает питательные вещества, которые накапливались в листьях во время роста. Микроорганизмы, находящиеся в почве, перерабатывают листовую массу, что ведет к насыщению почвы полезными веществами. Образуется перегной — натуральное удобрение, богатыми водорастворимыми минералами. Биологическое значение листопада заключается в повышении почвенного плодородия и уменьшающей восприимчивости к морозам и эрозии.

Зимой в толстом слое опавших листьев находят убежище множество грызунов, насекомых и даже рептилий.

Всё в природе имеет свою логику и целесообразность. Листопад служит деревьям для адаптации к неблагоприятным климатическим условиям. Упадшая листвa же способствует увеличению плодородия почвы.

Оставьте комментарий

Для того чтобы оставить комментарий, вам необходимо авторизоваться.