Проект «Почему опадают листья с деревьев осенью? Почему осенью желтеют листья

Осенний листопад

Осенний листопад – необычайно яркое и удивительное явление природы, которое поражает красотой. Глядя на облетающие золотые листья, которые стелятся мягкими коврами, непременно возникает вопрос: как устроен этот процесс и почему , собственно, осенью опадают листья?

Многие виды деревьев освобождаются от листьев для выживания в неблагоприятных погодных условиях. В тропиках и субтропиках листва осыпается в начале сухого сезона, в регионах с умеренным климатом деревья теряют листья осенью, когда приближается холодная погода. Деревья, которые сбрасывают листья в определённое время года, известны как лиственные деревья. Деревья, листва которых не опадает, называются вечнозелёными деревьями.

Большинству видов лиственных деревьев присущи широкие листья, которые осыпаются в холодную или засушливую погоду. Вечнозелёные деревья, в отличие от лиственных, растут во влажном, тёплом климате, либо имеют устойчивые к погоде иглы.

: Вечнозелёные деревья сохраняют листья в течение года, поскольку их листва покрыта воском, который защищает от холода, а в их клетках содержатся антифризные химические вещества, которые не дают дереву замерзнуть при низких температурах окружающей среды. Лиственные деревья же, наоборот, очень восприимчивы к холоду.

Вечнозеленые деревья сохраняют листву в течение года

Причины листопада:

• продолжительность светового дня;
• повреждение листьев;
• засушливый климат;
• холодный климат;
• опыление деревьев.

Продолжительность светового дня

Осенью постепенно сокращается продолжительность светового дня. По мере снижения воздействия дневного света в листьях уменьшается производство хлорофилла – зелёного пигмента, с помощью которого растение поглощает солнечный свет и затем превращает его в питательные вещества; и замедляется процесс фотосинтеза (который осуществляется при участии хлорофилла), пока не остановится. В результате этого прекращается выработок сахарозы, которую растения используют в качестве пищи, и, следовательно, ограничивается поступление в дерево элементов питания. Чтобы уменьшить потребность в питательных веществах и противостоять холоду или засухе деревья сбрасывают листву.

: Замечено, что лесные деревья быстрее сбрасывают листву, чем городские. Это связано с тем, что в городе больше освещения, включая искусственное (фонари, свет окон, машин и пр.).

Повреждение листьев

К концу лета листья повреждаются насекомыми, болезнями или общим износом и готовы к обновлению. С приходом осени деревья сталкиваются с низкой температурой окружающей среды, холодными ветрами и другими условиями, которые также повреждают листья. По этим причинам листва опадает. Кроме того, помимо питательных веществ в листьях собираются вредные вещества (метаболиты, излишние минеральные соли). Поэтому, избавляясь от листьев, растение очищается.

Засушливый климат

При жаркой погоде листья испаряют много влаги. Корни дерева, снабжая листья, теряют большое количество воды. Листва хвойных, т. н. вечнозелёных деревьев, не подвергается опаданию, поскольку их иглы, занимая небольшую площадь поверхности, требуют меньше влаги по сравнению с лиственными деревьями. Таким образом, лиственные деревья сбрасывают листву в засушливый период, чтобы уменьшить потребность во влаге и избежать высыхания.

Холодный климат

Осенью деревья, ощущая сокращение дневного света и снижение температуры воздуха, начинают готовиться к холодам. Чтобы сохранить достаточное количество водных и энергетических ресурсов для зимнего периода, растения накапливают питательные вещества и избавляются от листьев. Этот процесс происходит циклически и не несёт вреда для растения. Так начинается осенний листопад.

Накопление питательных веществ

Деревья собирают ценные питательные вещества (нутриенты) из листьев и накапливают их в корнях для дальнейшего применения. Хлорофилл (пигмент, окрашивающий листья в зелёный цвет) первым разлагается на элементы питания. Кстати, в связи с этим листья осенью меняют цвет с зелёного на оранжевый, багровый, золотой.

Отделение листьев от дерева

Листья отсекаются от дерева с помощью отделительного слоя, который образуется в месте, где стебель листа соединяется с веткой, и представляет собой скопление клеток. По мере того, как осенние дни сокращаются, этот слой забивает сосуды на стебле листа, которые перемещают в лист воду, а в дерево – нутриенты. После того, как стебель забивается, слой становится сухим и чешуйчатым и, в результате разложения, отделяет лист от дерева. На месте отпавших листьев весной появляются новые стебли и отрастают листья.

Деревья, избавившись от листьев, входят в состояние анабиоза, которое сравнивается с глубоким сном. В это время растение использует запасы питательных веществ, отложенные летом.

Польза опавших листьев

Опавшие листья не теряют экологического значения. При разложении их полезные вещества стекаются в почву и кормят будущие поколения растительной и животной жизни. Благодаря этому дерево получает необходимые нутриенты для выращивания новых листьев. Кроме того, слой сброшенных листьев, укрывающий почву, согревает дерево и защищает от промерзания в холодную пору.

Вполне вероятно, что опавшая листва представляет собой главный фактор выживания не только деревьев, но и лесов в целом.

Опыление деревьев

Сбрасывание листьев деревьями также повышает эффективность опыления цветущих растений. Когда на ветках отсутствуют листья, ветряная пыльца распространяется на большие территории и, соответственно, охватывает больше деревьев.

Ответ на вопрос почему осенью опадают листья очевидный: опадание листьев помогает деревьям сохранять энергию и воду , т. е. выполняет энергосберегающую функцию и поддерживает водный баланс в организме растения. Сбрасывание листьев – способ адаптации деревьев к погодным условиям.

Кроме того, опадание листьев на деревьях не зависит исключительно от климатических изменений, это естественный процесс, заложенный природой в биологический цикл (комнатные растения также сбрасывают листья), который помогает им обновляться.

Прошло щедрое лето, наступила осень. Календарное ее начало - 1 сентября, астрономическое - в день равноденствия, 23 сентября, а в природе она, как и весна, приходит в разные сроки. Рекомендуем вам вместе с детьми прочитать, почему желтеют и опадают листья осенью с деревьев . Информация будет полезной как для маленьких любопышек, так и для взрослых 😉

Березы желтеют первыми

Первыми вестниками осени считаются желтые листья на березах. Смешанные леса северного и умеренного пояса становятся неузнаваемыми. Однотонная зеленая летняя окраска сменяется ярким многоцветьем. Листья грабов, кленов и берез теперь светло-желтые, дуба - буровато-желтые, вишни, рябины, барбариса - пунцовые, осины - оранжевые, а бересклета- фиолетовые.

Очаровательно каждое дерево само по себе, а сочетание их сказочно прекрасно. Окрашиваются не только деревья, но и кустарники, травы. В лесу яркий их наряд меньше бросается в глаза, но в безлесных местах мохнатые пестрые ковры восхищают многоцветьем.

Причины осеннего разноцветья

Известно, что зеленая окраска листа зависит от зеленого пигмента - хлорофилла. Но хлорофилл не единственный пигмент в клетках листьев. В листьях и желтые, оранжевые пигменты - ксантофилл, каротин. К осени хлорофилл разрушается; другие, до того замаскированные им пигменты выступают во всей своей красе, развиваются пигменты антоцианы, окрашивающие листья в красноватые и лиловые тона.

Листопад, листопад, листья желтые летят…

Недолговечен чудесный наряд деревьев. Начинается листопад; процесс этот совершенно необходимый. И вот почему. Листья испаряют влагу, а зимою вода из корней не поступает в кроны деревьев. Останься листва на дереве, оно бы засохло. Кроме того, листья, отяжеленные снегом, сгибали бы и ломали ветви, что иногда и бывает при ранних осенних снегопадах. За лето в листьях накопляется много ненужных растению минеральных солей. При листопаде растение избавляется от них. Наконец, опавшие листья - это удобрение.

Но почему листья так крепко держались на ветвях деревьев летом и так легко опадают осенью ?

Еще до изменения цвета листьев их питательные вещества перемещаются в ветки, ствол, корни. Одновременно появляется в основании черешка листа слой особых тонкостенных клеток, своего рода перегородка между веточкой и черешком листа. У клеток этого слоя гладкие стенки, и связь между ними легко нарушается. Лист к началу листопада держится на ветках лишь благодаря сосудистым пучкам. Эта связь непрочна. Достаточно выпасть обильной росе, повеять ветерку, и лист отрывается.

После листопада к деревьям приходит глубокий покой. У различных растений он разной продолжительности. У тополя, сирени, черемухи кончается к декабрю, у дуба, березы, липы продолжается до февраля. Веточки, срезанные с дерева во время покоя, обычно не распускаются в воде.

Осень — капризная золотая красавица!

Чудесна золотая осень! Она печальна и красива и в пору увядания. «Унылая пора, очей очарованье!»

Вот осенний луг. Он стал шире, просторнее. Кое-где доцветают желтая пижма, голубые соцветия цикория, дикие анютины глазки. И в октябре можно собрать скромный букет.

А как хороша осенняя роса! Осенью много паутины, иногда она образует целые стены между кустарниками и высокими травами. Паутина за каплями росы не просматривается, и капли точно висят в воздухе.

Удивительны осенние белые хрустящие утренники. Тихо. Все засыпано инеем, точно блестящей сахарной пудрой. Все в природе дышит свежестью, чистотой, бодростью.

У осени свой неповторимый аромат. В лесу пахнет грибами, а в саду даже после уборки яблок долго держится их запах.

Сколько прекрасного в обнаженном лесу! Под ногами шуршат листья. Они не знают покоя - дрожат, кружатся по земле, а подхваченные ветром несутся в его потоке.

Капризна поздняя осень. Все реже дарит она яркие теплые дни. Все чаще тихо плачет мелкими каплями дождя. Порой бесшумный дождь вдруг сменяется бурей. Рассерженный ветер ворошит свинцовые тучи, рвет последние листья с деревьев, клонит к земле травы. Но он не страшен. Деревья охотно отдают ненужные им листья, а травы давно высылали свои семена. Не боятся ветра с холодом и животные: они подготовились к зиме.

А зима уже ведет разведку. Пришел черед зазимкам. Неожиданно выпадает снег. Раз покроет землю, два… С каждым разом он обильнее. И лежит все дольше. Наконец мороз остановил реки. Кончилась осень. Пожаловала зима!

Падение листьев с деревьев характеризует приближение или наступление осени, что конечно же повторяется ежегодно. Наверное, очень многие из вас понимают что, если деревья осенью не сбрасывали бы листья, то они просто напросто погибли бы. А как они из-за этого могут погибнуть, мы поговорим чуть позже.

Почему осенью с деревьев листья опадают?

Я думаю некоторые из вас слышали и второе название листьев – легкие растений. Летом в листьях, методом воздействия света протекает процесс фотосинтеза, когда благодаря зеленому пигменту (хлорофилл), минеральные соли и углекислый газ начинают превращаться в органические вещества и кислород.

А в связи с этим к осеннему периоду в листьях начинают скапливаться много побочных продуктов фотосинтеза и не нужных веществ. Но помимо этого при низкой температуре хлорофилл не будет вырабатываться, в связи с чем листья проста напросто перестанут выполнять свои функции, а после, став уже не нужными, они начнут опадать.

Давайте также попробуем разобраться является ли падение листьев биологическим явлением, который обусловлен жизнедеятельностью растения или же причиной все же является падение температуры и наступления осеннего ненастья.

Если мы в летнем периоде, а еще лучше с весны посадим в горшок с землей какое – небудь молодое деревце, к примеру, дубок или клен и поставим в комнату или в оранжерею, то в осенью с этих растений листья все равно опадут, даже не смотря на то, что вы за ним прекрасно ухаживали.

Как вы знаете в комнату или в ту же оранжерею осеннее ненастье просто так не сможет проникнуть, а следовательно здесь не бывает и заморозков, но листья в положенное время все равно будут опадать.

Отсюда следует, что листопад – это не следствие наступивших неблагоприятных условий.

Но мы можем также пойти и по другому пути, чтобы понять, что падение листьев является биологическим процессом.

В конце летнего периода в каком – нибудь дереве, через основание листового черешка делаем срез, а именно в месте, где черешок прикреплен к стеблю, в связи с чем образуется там так называемая «листовая подушечка».

Но а если посмотреть через микроскоп, то можно заметить, что на срезе образовался особый отделяющий (пробковый) слой. У клеток данного слоя гладкие стенки, но помимо этого они еще могут легко обосабливаться друг к другу.

К периоду листопада связь между ними может нарушиться, а сам лист на дереве может держаться благодаря сосудистым пучкам, имеющих форму мельчайших «водопроводных труб», соединяющий лист с остальной частью растения.

Сосудистые пучки можно буде разглядеть и невооруженным глазом на листовых рубцах, расположенные в виде 3-5 (в некоторых случаях и более) больших точек.

Они выполняют функцию по проведению воды и минеральных солей от корней к листьям и питательных веществ (углеводов), которые вырабатываются листьями при ассимиляции.

Но наступает такой период, когда черешок листа и материнское растение теряют и последнюю связь.

Для этого хватает даже и небольшого порыва ветра, но в некоторых случаях листья опадают и при тихой погоде, что конечно же связано с резким колебанием температуры (при замерзании или оттаивании).

Но также это может произойти под воздействием силы тяжести листовой пластинки, которая может стать тяжелее из-за осевшей росы

Почему нужно, чтобы листья с деревьев осенью опадали?

Первая причина . По всей площади листьев деревьев испаряется вода. В летнем периоде, путем извлечения воды из почвы, дерево может восполнить количество потерянной влаги.

Но с похолоданием извлекать воду и почвы становится все сложнее, а в зимнем периоде извлекать воду из промерзшей земли и вовсе затруднительно. Деревья, на которых оставался бы лиственный покров еще и зимой, от недостатка влаги просто напросто высохли бы.

Вторая причина . Наверное, очень многие обращали внимание на то, как после сильного снегопада, а именно под тяжестью снега происходит сильное склонение ветвей деревьев к земле. В некоторых случаях они могут и ломаться.

А теперь представьте, если бы в зимнем периоде еще на деревьях оставались бы листья, во сколько раз могло бы увеличиться количество снега на ветвях, так как листовая поверхность более велика по сравнению с поверхностью ветвей.

Таким образом, благодаря тому, что с деревьев осенью листья опадают, появляется дополнительная защита от механических повреждений, причиной которого может стать напор снега.

Третья причина . При осеннем листопаде деревья могут избавляться от избытка минеральных солей, которые накапливаются в течение всего летнего периода. Как мы говорили выше, в листьях происходит усиленное испарение воды, которая летом может восполниться путем засасывания корнями ее из почвы.

Но в воде получаемой корнями из почвы, большое количество различных солей. То есть можно сказать, что корни получают вместе с водой и солевые растворы.

Часть таких солей деревьями используются в качестве питания, а остальные будут откладываются в клетках листьев.

Чем больше листья будут испарять влагу, тем сильнее они будут минерализовываться к осени. То есть благодаря большому количеству накопленными листьями солей, они осенью минерализуются.

При избытке минеральных солей нормальная работа листьев будет нарушена. А в связи с этим можно сказать с уверенностью, что сброс старых листьев – необходимое условие, для нормальной жизнедеятельности деревьев и кустарников.

Осенью зелёная листва большинства растений меняет окраску. Появляются не только красные, жёлтые, оранжевые и бронзовые цвета, но и буровато-серые оттенки. Порой на листе можно увидеть одновременно летние и осенние краски. Меняют окраску кроны даже некоторые хвойные. Конкретные погодные условия в значительной степени тоже влияют на этот сезонный процесс.

Осенняя окраска опавших листьев

Что происходит с окраской листвы?

Зелёный цвет листьев связан с наличием зелёного светочувствительного пигмента хлорофилла . Без него растения не смогут получать питание из воды и углекислого газа. Запасы хлорофилла постоянно пополняются, пока есть свет и тепло. Активно идёт процесс фотосинтеза , при котором образуются такие органические вещества, как крахмал и глюкоза. При сезонном похолодании накопление хлорофилла уменьшается, процесс фотосинтеза затормаживается, концентрация пигмента в листьях резко снижается. Его клетки уже не способны получать и преобразовывать энергию солнца, пигмент разрушается. Именно в этот период можно увидеть листья с причудливой окраской: с зелёными прожилками, штрихами и пятнами на жёлтом или красном фоне.

Осенью часть листвы амурского винограда некоторое время остаётся зелёной

Осенью активнее другие пигменты, которые находятся внутри клеточного сока листа. Каротиноиды используют те спектры света, которые хлорофилл не воспринимает. Они придают листьям жёлтую (пигмент ксантофилл ) и оранжевую (пигмент каротин ) окраску. За красные тона отвечают стойкие пигменты антоцианы . Летом все они вытесняются хлорофиллом, осенью он им не конкурент. При недостатке пигментов появляются серовато-коричневые тона.

Амурский виноград невероятно красив осенью

Дождливая и пасмурная погода на некоторое время притормаживает процесс разрушения хлорофилла. Отдельные солнечные дни не могут вернуть лето или приостановить угасание жизнедеятельности. Мало того, они лишь его ускоряют. Наглядный пример — , когда зелёные листья за короткое время становятся багряными и золотыми, оправдывая наши ожидания торжества Золотой осени.

Золотая осень сменяется листопадом

Даже при осеннем понижении температуры воздуха некоторые растения остаются зелёными. Их называют вечнозелёными . В нашем климате это хвойные (кроме лиственницы) и немногие лиственные деревья и кустарники (некоторые виды рододендрона, магония падуболистная, самшит, бересклет Форчуна и др.). В тёплых странах вечнозелёных растений намного больше.

Интересно себя ведёт магония падуболистная, которую на зиму я иногда укрываю ящиком, не пропускающим свет. Тогда к весне она сбрасывает все листья, её ярко-жёлтые цветки украшают абсолютно голые ветви. При утеплении лутрасилом или без всякого укрытия это растение сохраняет свою листву. Осенью она меняет окраску на красновато-бурую, а летом снова становится тёмно-зелёной.

Некоторые хвойные (например, отдельные виды ) осенью меняют окраску хвои на золотистую или бронзовую. К началу лета зелёный цвет восстанавливается.

Листопад

Короткий период нарядной золотой осени сменяется листопадом. Осенние холода — это тот цикл жизни растений, когда хлорофилл практически не образуется. К листьям больше не поступают питательные вещества. Они становятся бесполезным балластом, от которого деревья и кусты стремятся избавиться. Попутно происходит освобождение от тех вредных веществ, которые листья успели накопить за лето.

Пожелтевший лист на земле — символ осени

Во время листопада лиственница теряет пожелтевшую хвою. У других хвойных смена хвоинок происходит реже: через год, раз в три — пять лет, реже через большее количество лет.

Листопад упрощает растению жизнь в неблагоприятных условиях. Теперь ему больше не нужно заботиться о питании листвы.

И то, как они меняют свой цвет осенью. Молекулы , отвечающие за яркие оттенки желтого и оранжевого, уже не являются загадкой, а почему листья приобретают красный цвет пока остается тайной.

Реагируя на смену температуры воздуха и меньшее количество дневного света, листья перестают вырабатывать хлорофилл (который придает зеленый цвет), поглощающий синий и частично красный свет, излучаемые Солнцем.

Так как хлорофилл чувствителен к холоду, некоторые изменения в погоде , такие как ранние заморозки, "отключат" его выработку быстрее обычного.

Почему желтеют и опадают листья

В это время оранжевые и желтые пигменты, называемые каротиноиды (которые также можно встретить в моркови) и ксантофиллы светят через листья, у которых не осталось зеленого цвета.

"Желтый цвет присутствует в листьях все лето, но его не видно пока не исчезнет зеленый" говорит Пол Шаберг (Paul Schaberg), физиолог растений из Лесной службы США.

Но у ученых пока мало информации о красном цвете, который появляется у некоторых листьев осенью.

Известно, что красный цвет происходит от антоцианидов , которые, в отличие от каротиноидов, вырабатываются только осенью. Антоцианиды также придают цвет клубнике, красным яблокам и сливам.

Деревья вырабатывают антоцианиды, когда чувствуют смену в окружающей среде - заморозки, ультрафиолетовое излучение, засуху и/или грибок .

Но красные листья также являются признаком болезни дерева. Если вы заметили, что листья дерева раньше обычного (в конце августа) стали красного цвета, вероятнее всего дерево страдает от грибка, или оно было где-то повреждено человеком.

Почему дерево тратит свою энергию, чтобы выработать новые антоцианиды в листе, когда этот лист вот-вот опадет?

Пол Шаберг считает, что если антоцианиды помогают листьям оставаться на дереве дольше, они могут помочь дереву впитать больше полезных веществ до того, как листья опадут. Дерево может использовать впитанные ресурсы, чтобы расцвести в следующем сезоне.

Антоцианины

Тема антоцианинов немного сложнее для изучения, нежели остальные компоненты деревьев. Несмотря на то, что все деревья содержат хлорофилл, каротин и ксантофиллы, не все вырабатывают антоцианины. Даже те деревья, которые имеют антоцианины, вырабатывают их только при определенных условиях.

До того, как дерево избавиться от своих листьев, оно пытается впитать как можно больше питательных веществ из них [листьев], и в этот момент в роль вступает антоцианин.

У ученых есть несколько ответов на вопрос, почему некоторые деревья вырабатывают это вещество, и листья меняют свой цвет.

Самая распространенная теория говорит о том, что антоцианины защищают листья от переизбытка солнечного света, при этом позволяя дереву впитывать полезные вещества, хранящиеся в листьях.

На дереве эти пигменты играют роль солнцезащитного крема , блокируя опасное излучение и охраняя листья от переизбытка света. Они также защищают клетки от быстрого замерзания. Их пользу можно сравнить с пользой антиоксидантов.

Большое количество солнечного света, сухая погода, морозная погода, низкий уровень питательных веществ и другие стрессовые факторы повышают концентрацию сахара в древесном соке . Это запускает механизм выработки большого количества антоцианинов, в последней попытке накопить энергию, чтобы пережить зиму.

Ученые полагают, что изучение антоцианидов поможет понять уровень болезни каждого дерева. Это, в свою очередь, в будущем даст более понятную картину о проблемах окружающей среды.

Как говорил персонаж книги и мультфильма Лоракс: "Цвет деревьев однажды сможет сообщить нам, что чувствует на данный момент дерево".

Почему листья сохнут и опадают

С приходом зимы, часть земного шара получает меньше солнечного света , и воздух становится холоднее. Когда такие изменения происходят, деревья готовятся к зиме.

Деревья, которые отбрасывают свои листья, закупоривают места крепления листьев . Это не позволяет жидкостям с полезными веществами доходить до листьев, из-за чего листья меняют свой цвет и опадают.

Листопад символизирует не только смену сезона, этот процесс также помогает дереву пережить холода , сухой зимний воздух.

Зимой деревья недополучают жидкости, чтобы "содержать" листья . Если бы они не закупоривали места, где листья начинают расти, деревья бы просто погибли.

Когда весна приносит теплый воздух и воду, деревья начинаю выращивать новые листья.

Почему хвойные деревья не сбрасывают листья?