Чому листя восени має різний колір

Неможливо відірвати очі від осінніх гаїв і перелісків, коли більш-менш однотонна зелень крон замінюється на справжнє буйство кольорів. Золоте, лілове, помаранчеве, червоне, фіолетове і бордове листя з'являється на різних деревах і у різний час, інформує Ukr.Media.

У деяких північних країнах з рясною лісовою рослинністю (Канада, США, Скандинавія, Східна Азія) навіть існує особливий різновид туризму, званий "спогляданням листя", який приносить досить великий внесок в економіку. Восени мандрівників-естетів возять по найбільш барвистих куточках країни, демонструючи пейзажі, де величезні території вкриті золотом і багрянцем.

А часом навіть в одній кроні одночасно поєднується кілька кольорів. Чому так відбувається? Невже природі просто хочеться нас "порадувати" перед настанням холодів?

Зрозуміло, ні. Хоча таке різнобарв'я, безумовно, дуже приємне для будь-якого погляду, еволюційно процес цей виник через зовсім інші причини. "Винний" у цьому життєвий цикл рослин, а "відповідають" за барвисте перетворення листя особливі пігменти. Давайте про все послідовно.

Рослинні пігменти — що це і навіщо вони потрібні

Біологічні пігменти — по-різному забарвлені речовини, що входять до складу тканин організмів.

Рослинні пігменти виконують безліч функцій. У першу чергу, вони визначають забарвлення рослин, важливе для їх пристосування до зовнішнього середовища. Так чи інакше пофарбовані віночки квітів залучають для запилення тих чи інших комах, яскраві плоди стають помітнішими для птахів та інших "поїдачів", які таким чином допомагають поширювати насіння, деякі пігменти допомагають захищатися від ультрафіолетового випромінювання сонця, інші — попереджають оточуючих про отруйність організму і т. д.

Одним з найважливіших рослинних пігментів є хлорофіл. Він надає зелене забарвлення більшості рослин. Хлорофіл — не просто "фарба", він бере безпосередню участь у найважливішому для рослин процесі фотосинтезу, тобто перетворенні енергії видимого світла на енергію хімічних зв'язків органічних речовин (біосинтез). Говорячи простою мовою, саме завдяки процесу фотосинтезу рослини ростуть і плодоносять.

Крім хлорофілу, у рослинах наявні і інші пігменти. Основні їх групи:

Каротиноїди (каротин, лікопін, лютеїн, віолоксантин, зеаксантин, неоксантин та ін.)

Це найбільш поширений клас біологічних пігментів. Вони надають рослинним частинам жовто-червоно-помаранчеве забарвлення і є додатковими пігментами фотосинтезу. Бета-каротин є попередником вітаміну А (ретинол) і є потужним антиоксидантом.

Флавоноїди (антоціани, флавони, халкони, аурони, катехіни та ін.)

У вищих рослин вони відіграють важливу роль у метаболізмі (у тому числі, і у фотосинтезі) та додатково обумовлюють бордово-пурпурно-синє і рожево-лілове забарвлення квітів та листя (іноді і жовто-помаранчеве). Більша частина їх є потужними антиоксидантами.

Порфірини

Це азотовмісні пігменти, які беруть участь у фотохімічних процесах і обміні речовин. Крім хлорофілу, до цієї групи належить дуже схожий з ним за будовою і утворений з нього феофітин. Наочно процес перетворення одного такого пігменту на інший ви можете спостерігати, коли готуєте яскраво-зелені овочі у кислому середовищі — ті стають непоказними темно-оливковими.

У листі різних "літніх" рослин одночасно наявна більшість різних перерахованих вище пігментів (крім антоціанів) у різних співвідношеннях — залежно від виду і віку рослини, її життєвої фази, навіть місця зростання і поточної погоди (у першу чергу, температури і освітлення). Але саме хлорофіл у теплу пору року кількісно переважає у листі над усіма іншими пігментами, затьмарюючи і перекриваючи їх кольори.

Що відбувається з листям восени

Отже, протягом весни і літа дерева ростуть, хлорофіл "працює", листя зеленішає. Що ж відбувається восени?

А восени рослини готуються до періоду спокою — світловий день різко зменшується, температура значно падає, навіть вода у ґрунті замерзає. Деревам і чагарникам доводиться скидати листя — якби вони цього не робили, листя продовжувало б активне випаровування на тлі припинення всмоктування води корінням, і рослини просто засохли б (з цієї ж причини так само дерева можуть скидати листя під час сильної посухи у спекотний сезон).

Але перед осіннім листопадом листя змінює колір з зеленого на всілякі відтінки золотого та червоного — навіщо і чому?

Річ у тім, що пігмент хлорофіл дуже чутливий до світла і кисню повітря та легко руйнується. Якщо влітку за наявності яскравого сонячного світла і тривалого світлового дня він так само легко відновлюється, то восени для цього умов немає. Більше того — вода і поживні соки взагалі припиняють потрапляти до листя, тому що біля їх основ формується корковий клітинний шар (підготовка до листопаду). Спочатку процес йде повільно, а тоді прискорюється.

У результаті хлорофіл руйнується і поступово зникає з палітри пігментів (втрачаючи, у першу чергу, магній) і "на перший" план виходять раніше приховані каротини і ксантофіли, відповідальні за жовте, помаранчеве і червоне забарвлення різної інтенсивності. Паралельно з цим у листі відбувається утворення нових пігментів — антоціанів, відповідальних за фіолетово-рожево-синьо-лілові відтінки (а ось навіщо саме це відбувається, вчені поки самі не дуже розібралися; існує версія, що для фотозахисту на тлі втрати магнію). До останнього хлорофіл "тримається" у жилках листя — часто воно залишається зеленим, навіть коли розташовані між ними тканини вже давно зовсім змінили колір.

Як ми вже згадували, усі ці процеси безпосередньо залежать від температури і великої кількості світла. У сонячні і сухі осінні дні за температури близько 0° C листя буде більш насичених кольорів. А якщо часто йде дощ і весь час тепло та похмуро, або різко стає холодно, то листя буде тьмяним і непоказним — жовто-коричневим.

У деяких дерев під час пізньої осені листя замість різнокольорового стає одноколірним — бурим і темно-коричневим, як наприклад, у дуба або каштана. Цей процес обумовлений руйнуванням практично усіх кольорових пігментів, коли стають помітними клітинні стінки з целюлози і лігніну. Залишається найстійкіший пігмент танін з групи флавоноїдів, більш знайомий нам за фарбуванням чаю і вина.

Чому ж листя різного кольору може бути наявним одночасно на одній гілці?

Ви вже знаєте, що восени листя кожного виду рослини забарвлюється по-різному — дивлячись скільки і яких саме інших рослинних пігментів "ховалося" влітку "під хлорофілом". Саме це відсоткове співвідношення укупі з різною швидкістю протікання процесів руйнування хлорофілу, формування антоціанів і звільнення інших пігментів у кожному окремому листочку і дає їм свій неповторний колір.

А ще опале кольорове листя (здорове!) — відмінне органічне добриво, яке, розпадаючись, "повертає" у ґрунт безліч корисних речовин, що скупчилися за час "життя" листя на дереві. А це — рослинний білок, магній, калій, залізо, кальцій, азот, фосфор, сірка... Ви здивуєтеся, але навіть вітамінів у почервонілому листі плодово-ягідних культур часто більше, ніж у тих самих ягодах і плодах! А щільні частини листової пластинки (черешки і жилки), що повільно розкладаються, будуть ще й додатково структурувати ґрунт, покращуючи його якість.

Поки золота осінь у деяких регіонах ще у розпалі, саме час вийти з друзями на природу, помилуватися різнобарв'ям фарб на деревах і чагарниках, влаштувати осінню фотосесію, а то й позбирати опале яскраве листя на користь саду та городу!