Каждую осень кроны меняют зелёный цвет на жёлтый, оранжевый, красный и багряный. Кажется, будто холод «перекрашивает» листья, но мороз не является главным переключателем. Цвет меняется потому, что дерево перестраивает работу листа перед его опаданием, а соотношение разных пигментов постепенно становится другим.
Почему летом почти всё выглядит зелёным
Главный летний пигмент листа — хлорофилл. Он участвует в фотосинтезе и особенно хорошо поглощает красную и синюю части видимого света. Зелёные длины волн отражаются сильнее, поэтому мы и видим лист зелёным.
При этом в листе уже присутствуют жёлтые и оранжевые каротиноиды. Просто летом они скрыты более высоким содержанием хлорофилла. Эти пигменты нужны растению не только для цвета: они участвуют в работе фотосинтетического аппарата и защите от избытка света.
Что меняется с сокращением дня
Осенью продолжительность светового дня уменьшается, меняется температура, и лист постепенно входит в стадию старения. Растение начинает разбирать часть сложных молекул и возвращать ценные вещества в ветви и ствол, чтобы использовать их позже.
Хлорофилл разрушается особенно заметно. Когда зелёного пигмента становится меньше, начинают проявляться каротиноиды, которые всё это время уже находились в тканях. Именно поэтому листья берёзы, осины и многих других пород приобретают жёлтые и золотистые оттенки.
Красный цвет работает иначе
Красные и пурпурные оттенки часто связаны с антоцианами. В отличие от каротиноидов, которые уже присутствуют в зелёном листе, антоцианы у многих растений активно синтезируются именно осенью.
Эти водорастворимые пигменты накапливаются в клеточном соке. Их количество, сочетание с остаточным хлорофиллом и каротиноидами, кислотность тканей и другие факторы определяют, станет лист ярко-красным, оранжевым, пурпурным или бурым.
Зачем дереву тратить силы на красный пигмент
Вопрос о биологической роли красной осенней окраски изучается давно. Одна из наиболее обсуждаемых идей состоит в том, что антоцианы помогают защищать стареющий лист от избытка света в прохладную погоду.
Такая светозащита может позволить растению дольше и эффективнее возвращать из листа азот и другие вещества перед опаданием. Но единственного универсального объяснения для всех видов пока нет: значение осенней окраски может различаться у разных растений.
Почему один год ярче другого
Интенсивность окраски зависит не только от вида дерева. Имеют значение освещённость, температура, влажность, состояние листьев и ход погоды в течение сезона. Даже на одном дереве хорошо освещённые листья могут окрашиваться иначе, чем те, что находятся в тени.
Особенно заметно это у пород, способных образовывать много антоцианов. Солнечные дни и прохладные ночи могут способствовать яркой красной окраске, тогда как длительная пасмурная и тёплая погода нередко делает её менее насыщенной.
Мороз не запускает осень
Первые жёлтые листья часто появляются ещё до заморозков. Поэтому распространённое объяснение «листья поменяли цвет из-за мороза» слишком упрощает процесс. Главные изменения связаны с сезонной программой старения листа, уменьшением дня и перестройкой обмена веществ.
Сильный ранний мороз даже способен сократить яркий период, повреждая ткани до того, как окраска полностью сформируется. То есть холод влияет на процесс, но не является его единственной причиной.
Почему часть листьев становится коричневой
Коричневые оттенки появляются, когда ткани стареют и отмирают, а смесь оставшихся пигментов и продуктов их распада меняет внешний вид листа. У некоторых дубов, буков и других пород именно бронзово-коричневая гамма становится основной.
В результате осенний лес — это не одна химическая реакция, а одновременная работа нескольких пигментных систем. Зелёный цвет уходит вместе с хлорофиллом, жёлтый проявляется благодаря каротиноидам, а красный у многих растений создаётся новыми антоцианами. Поэтому каждая порода и даже отдельные листья на одном дереве могут встречать осень по-разному.