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.
Осень — очень красивое время года. Все вокруг окрашено в сотни оттенков: от светлых золотистых, до насыщенных багряных. Под ногами шуршат опавшие листья, в которых так приятно валяться детям. Школьники собирают гербарии для творческих работ. Взрослые устраивают фотосессии на фоне разноцветной листвы.
А знаете ли вы, почему опадают листья осенью?
Летом даже довольно сильному ветру с трудом удается сорвать с дерева лишь несколько листочков. Но как только приходит осень, все меняется. Осенью листья опадают даже в безветренную погоду.
Причины осеннего листопада
Существует целый комплекс причин, обуславливающих сброс листьев деревьями:
Избавление от ненужного балласта.
Все мы хоть раз в жизни слышали о том, что листья называют легкими растений. В летний период в листьях под воздействием света протекает процесс фотосинтеза, когда благодаря зеленому пигменту, хлорофиллу, углекислый газ, вода и минеральные соли превращаются в кислород и органические вещества. Из-за этого к осени в листьях скапливается много побочных продуктов фотосинтеза и ненужных веществ. К тому же под воздействием низких температур прекращается выработка хлорофилла и листья перестают выполнять свою функцию, а затем, став ненужными, опадают.
Защита от повреждений.
Если бы листья оставались на дереве в зимнее время, то в сезон снегопадов, на них бы задерживался снег, под тяжестью которого ветви могли бы сломаться. Благодаря листопаду этого не происходит, и деревья остаются целыми.
Экономия влаги.
Листья имеют большую площадь поверхности, с которой происходит испарение влаги. В холодное же время года почва промерзает, поэтому корням становится сложно обеспечивать растения водой. Если бы листья при этом продолжали испарять влагу, деревья и кустарники бы просто погибли от ее недостатка. Таким образом, сбрасывая листья, растения защищают себя от высыхания.
Осенний листопад — это процесс, который не зависит напрямую изменений в окружающей среде. Он заложен природой в единый биологический цикл деревьев. На это ушло не одно столетие. Именно поэтому даже в том случае, если мы перенесем растение в благоприятные условия, к примеру, в оранжерею, оно не перестанет сбрасывать листья.
Как листья отделяются от дерева
В летний период листья очень прочно соединяются с ветвями, на которых растут. Но постепенно в месте прикрепления листа у основания черешка происходит образование пробкового слоя, который отделяет черешок от ветки. Именно поэтому листья осенью гораздо легче оторвать от веток, чем летом или весной. По окончании образования разделительного слоя листья теряют свою связь с деревом. Дальше все просто. Часть листьев облетает под воздействием ветра и прочих внешних факторов, остальные же падают сами благодаря работе силы тяжести.
Что происходит после опадения листьев
Избавившиеся от листьев растения погружаются в состояние анабиоза, которое можно сравнить с очень глубоким сном. Деревья и кустарники перестают расти и просто отдыхают в ожидании прихода весны, экономно расходуя накопленные летом запасы питательных веществ.
Но даже опавшие листья продолжают приносить пользу. Во-первых, они не дают земле и корням промерзнуть в зимние холода. А во-вторых, листья постепенно превращаются в перегной, который обогащает почву ценными для растений веществами.
Теперь вы знаете, причины, благодаря которым каждую осень мы имеем возможность лицезреть такое удивительно красивое и завораживающее природное явление, как листопад.
Вы знаете, почему опадают листья? Причем у одних растений это происходит периодически, а у других связано с окончанием жизненного цикла. Из нашей статьи вы узнаете о причинах и значении этого природного явления.
Когда и почему опадают листья с деревьев?
Традиционно принято считать, что это явление происходит только осенью. Так ли это? На самом деле листопад только в некоторых случаях является реакцией растений на климатические изменения. Это понижение температуры воздуха, засуха, уменьшение продолжительности светового дня.
А почему опадают листья в другое время года? Причинами этого явления могут быть заболевания, вызванные действием химических веществ, вредных насекомых, недостаточным количеством удобрений в почве.
Листопад происходит у всех растений без исключения. Даже вечнозеленые сосны и ели меняют хвою. Только происходит это постепенно в течение продолжительного периода.
Золотая осень
С наступлением холодного времени года большинство деревьев сбрасывают листву. Это явление, прежде всего, является защитой от излишней потери влаги. В растение она проникает из почвы. Зимой вода замерзает. Поэтому процесс ее поступления внутрь растительного организма становится невозможным.
В таких условиях процесс испарения воды с поверхности листьев не прекращается. Хотя интенсивность его снижается. Вот почему осенью листья опадают, защищая растения от высыхания.
В это время года природа особенно яркая. Это связано с тем, что листья изменяют свой зеленый наряд на более пестрый. Он может быть желтым, красным, пурпурным, оранжевым. Изменение цвета объясняется взаимопревращением пластид. В этих постоянных клеточных структурах находятся красящие вещества, которые называются пигменты. Пластиды хлоропласты содержат хлорофилл. Этот пигмент придает зеленый цвет листьев и стеблей молодых растений.
Осенью хлоропласты превращаются в пластиды другого типа. Они называются хромопласты, содержащие антоцианы и каротиноиды. Эти вещества обуславливают яркое осеннее одеяние растений.
Наверняка вы обращали внимание, что цвет листвы зависит от вида. Так, листья клена и тополя приобретают желтый цвет, кизила - фиолетовый, дуба - красно-коричневый. У некоторых растений процесс взаимопревращения пластид выражен не ярко. Поэтому их опадающая листва практически не меняет свет.
Зимой и летом...
Почему желтеют и опадают листья цветковых растений, а у представителей отдела голосеменных этого не происходит? В частности, речь идет о классе хвойные. Дело в том, что у них есть целый ряд приспособлений для сохранения влаги.
Прежде всего, это форма и размер листьев, которые называются хвоинки. Они имеют маленькую площадь, что сокращает интенсивность транспирации. Устьица, через которые происходит газообмен и испарение воды, углублены в толщу листа. Кроме того, на зиму запечатываются воском. Это обеспечивает практически полное прекращение потери влаги.
В течение благоприятного периода в хвое накапливается достаточное количество углеводов и воды, чтобы пережить зиму. А масла обеспечивают защиту от низких температур.
Почему мы не замечаем, как хвойные меняют листву? Потому что происходит это постепенно. При этом растение не растет голым несколько месяцев. А молодые хвоинки вырастают сразу.
Механизм явления
Что является для растений сигналом к началу листопада? Это сокращение продолжительности светового дня. Снижение температуры воздуха и дождливая погода лишь сопутствуют основной причине.
Листья меняют цвет, что вызывает процесс перекрывания сосудов. У основания черешка формируется слой клеток. Он препятствует нисходящему току воды с растворенными в ней сахарами. В результате образуются пигменты антоцианы, изменяющие цвет листовой пластинки. С течением времени основание черешка в месте прикрепления к побегу пересыхает. Начинается листопад.
Значение листопада
Есть еще одна причина, объясняющая, почему опадают листья. С одной стороны, если этого бы не происходило, растения бы просто засыхали. Но в листьях тоже находится вода. Если она замерзнет, это неминуемо повлечет гибель растений.
Второй причиной сбрасывания листьев является защита от механических повреждений в зимний период от массы прилипшего снега. Стволы деревьев с мощной кроной просто бы ломались под его давлением.
Вместе с листьями растения избавляются от массы вредных веществ, которые накопились в них за вегетационный период. Поэтому это явление наблюдается у всех растений без исключения. Даже в тропическом поясе, где не бывает осени и зимы, наблюдается листопад. Только происходит он на протяжении всего года. Поэтому практически не заметен.
Итак, в нашей статье мы разобрались, почему опадают листья. Этот процесс является защитной реакцией растений от излишней потери влаги, механических повреждений от налипания снега и оледенения, а также механизмом очищения от вредных веществ.
Анастасия Ливанова
Проект «Почему опадают листья с деревьев осенью?»
Введение
Осень - очень красивое время года. Все вокруг окрашено в сотни оттенков: от светлых золотистых, до насыщенных багряных. Под ногами шуршат опавшие листья, в которых так приятно валяться детям. Школьники собирают гербарии для творческих работ. Взрослые устраивают фотосессии на фоне разноцветной листвы.
Цели:
1. Узнать почему листья осенью опадают легче?
Задачи:
1. Выяснить значение листа в жизни растения.
2. Понаблюдать за изменениями листьев осенью.
3. Установить причины листопада.
4. Изготовить гербарий из осенних листьев.
Причины листопада
Существует целый комплекс причин, обуславливающих сброс листьев деревьями:
Избавление от ненужного балласта.
Все мы хоть раз в жизни слышали о том, что листья называют легкими растений. В летний период в листьях под воздействием света протекает процесс фотосинтеза, когда благодаря зеленому пигменту, хлорофиллу, углекислый газ, вода и минеральные соли превращаются в кислород и органические вещества. Из-за этого к осени в листьях скапливается много побочных продуктов фотосинтеза и ненужных веществ. К тому же под воздействием низких температур прекращается выработка хлорофилла и листья перестают выполнять свою функцию, а затем, став ненужными, опадают.
Осенний листопад - это процесс, который не зависит напрямую изменений в окружающей среде. Он заложен природой в единый биологический цикл деревьев. На это ушло не одно столетие. Именно поэтому даже в том случае, если мы перенесем растение в благоприятные условия, к примеру, в оранжерею, оно не перестанет сбрасывать листья.
Как листья отделяются от дерева?
В летний период листья очень прочно соединяются с ветвями, на которых растут. Но постепенно в месте прикрепления листа у основания черешка происходит образование пробкового слоя, который отделяет черешок от ветки. Именно поэтому листья осенью гораздо легче оторвать от веток, чем летом или весной. По окончании образования разделительного слоя листья теряют свою связь с деревом. Дальше все просто. Часть листьев облетает под воздействием ветра и прочих внешних факторов, остальные же падают сами благодаря работе силы тяжести.
Что происходит после опадения листьев?
Избавившиеся от листьев растения погружаются в состояние анабиоза, которое можно сравнить с очень глубоким сном. Деревья и кустарники перестают расти и просто отдыхают в ожидании прихода весны, экономно расходуя накопленные летом запасы питательных веществ.
Но даже опавшие листья продолжают приносить пользу. Во-первых, они не дают земле и корням промерзнуть в зимние холода. А во-вторых, листья постепенно превращаются в перегной, который обогащает почву ценными для растений веществами.
Для чего нужен листопад?
Для чего растения избавляются от органов, которые обеспечивают им ежедневное питание? Ведь именно в зеленых листьях происходит фотосинтез - превращение углекислого газа в питательные вещества под воздействием солнца.
Причины листопада могут быть различными:
Ежегодное изменение погоды, наступление холодов или засухи;
Внутренний цикл развития дерева, сопровождающийся ростом, обновлением или одеревенением веток;
Поражение вирусными заболеваниями, вредителями;
Плохая экология;
Повреждение корней или недостаток в почве питательных веществ.
Если причина листопада кроется в плохих внешних условиях, дерево может приостановить рост и даже погибнуть. Но опадание листьев, вызванное естественными природными факторами, полезно и необходимо растениям.
План реализации:
1)собрать группу из детского сада на прогулку по лесу или парку.
2) провести опрос на знание видов растений.
3) охарактеризовать их.
4)Индивидуальная работа с детьми по развитию
движений, физических качеств.
5)Подвижные игры: 2-3 игры большой подвижности, 2-3 игры малой и средней подвижности, игры на выбор детей, дидактические игры.
6)собрать гербарий из листьев которые наблюдали.
Методические работы:
a. подготовка списка видов растений в нашей местности
b. разработка подвижных игр на природе
c. сбор листьев разных цветов и оттенков для гербария
Практическая часть:
С помощью разных подвижных и развивающих моторику игр, дети учатся различать листья и природные предметы на ощупь, на зрительную запоминание.
Предложим несколько вариантов игр для детей:
1. Аппликация
2. Дорисуй-ка
3. Гербарий
1. Сбор предлагаемых материалов для изготовления аппликации:
Цветная бумага (картон)
Ножницы
Сушеные листья
2. Сбор материалов для реализации игры «Дорисуй-ка»:
Белая бумага (твердая)
Карандаш простой
Цветные карандаши
Сушеные листья
Фломастеры
3. Сбор предлагаемых материалов для создания «Гербария»:
Сухие листья
Ножницы
Природные материалы для украшения
Вывод:
Подводя итоги работы, можно сделать вывод, что цель, которую поставлена – достигнута. Мы изучили, почему осенью листья с деревьев так легко опадают, и сравнили обоснованные и научно доказанные выводы с результатами исследования по данной теме.
Гипотезы , которые выдвинуты в начале работы, не подтвердились. Листья опадают с деревьев не потому, что им холодно и они постарели.
Настоящие причины листопада в следующем:
1)Недостаток солнечного света
Хлорофилл разрушается, в листе не производится новый строительный материал, связи между клетками в черешке разрушаются. Образуется пробковый слой. Лист держится только на тонких трубочках.
2) Недостаток влаги
Листья дерева в своей совокупности имеют очень большую площадь, и со всей этой площади интенсивно испаряется вода. Летом дерево способно возместить потери влаги, извлекая воду из почвы. Но с похолоданием извлечение холодной воды из почвы сильно уменьшается. Это мешает правильной работе листа и жизнедеятельности дерева. Если бы дерево не сбросило листву, ему бы грозила засуха.
3) Избыток минеральных веществ
Лист утяжеляется и едва держится за ветку, ветер легко срывает его.
Во время листопада дерево избавляется от избытка минеральных солей, которые могли бы его отравить.
Приложения
А давайте все вместе посмотрим на деревья! Их здесь очень много, и они все такие разные.
Как называется это дерево? (Воспитатель показывает детям на дерево.)
А это дерево, наверное, знают все, как оно называется?
Да, правильно. А кто пробовал березовый сок, правда он напоминает сладкую водичку…
Дети, а вы хотите поиграть в игру?
Я буду называть дерево, а вы будете к нему подбегать. (Если дети правильно выбирают деревья, тогда они запомнили их названия, а если нет, тогда воспитатель повторно рассказывает, где какое дерево.)
Дети играют.
Молодцы, никто ни разу не ошибся, теперь я знаю, что вы все хорошо выучили названия деревьев.
А сейчас давайте возьмем корзинки и насобираем листочки, которые попадали с деревьев, позднее мы сделаем из них очень красивую аппликацию.
Дети, а с чего состоят наши деревья?
Ствол, ветви, корень, листья (цветы, стебли)
А теперь давайте посмотрим, какие же птички сидят на наших деревьях?
Чёрные вороны, воробьи, синицы.
А кто расскажет мне, как выглядит ворона?
Она черная, большая, большие глаза, клюв.
А кто расскажет, как выглядит воробей, синичка?
Загадки про листья:
Летом вырастают,
Осенью опадают.
Ответ: Листья
Летают, кружатся,
На землю ложатся,
С земли не встают
И тут пропадут.
Ответ: Листья
Рыжий Егорка
Упал на озерко,
Сам не утонул
И воды не всколыхнул.
Ответ: Осенний лист
Осень в гости к нам пришла
И с собою принесла.
Что? Скажите наугад!
Ну, конечно.
Ответ: Листопад
Сидит – зеленеет,
Падает – желтеет,
Лежит – чернеет.
Ответ: Лист
Он с весны висел на ветке,
Был зеленый - пожелтел,
Только дунул слабый ветер,
Он уже и полетел.
Ответ: Лист
Она под осень умирает,
И вновь весною оживает,
Коровам без нее беда,
Она их главная еда.
Растут - зеленеют,
Упадут - пожелтеют,
Полежат - почернеют.
Ответ: Листья
Падают с ветки золотые монетки.
Ответ: Листья
С ветки в речку упадет,
И не тонет,
А плывет.
Мы привыкли к тому, что осенью листва желтеет и деревья сбрасывают до весны их. Любуемся жёлтой листвой, восхищаемся романтизмом осени, но не знаем, отчего же всё-таки происходит пожелтение листьев. А этому, оказывается, есть научное объяснение.
Долгие годы учёные изучали листья и то, как они меняют свой цвет осенью. Молекулы , отвечающие за яркие оттенки жёлтого 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 зелёный 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.
В это время оранжевые и жёлтые пигменты, называемые каротиноиды (которые также можно встретить в моркови) и ксантофиллы светят через листья, у которых не осталось зелёного цвета. "Жёлтый цвет присутствует в листьях всё лето, но его не видно пока не исчезнет зелёный" говорит Пол Шаберг
"Желтый цвет присутствует в листьях всё лето, но его не видно, пока не исчезнет зелёный" говорит Пол Шаберг (Paul Schaberg), физиолог растений из Лесной службы США. Но у учёных 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 опадёт?
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 определённых условиях. До того, как дереву избавиться от своих листьев, оно пытается впитать как можно больше питательных веществ из листьев, и в этот момент в роль вступает антоцианин.
У учёных есть несколько ответов на вопрос, почему некоторые деревья вырабатывают это вещество, и листья меняют свой цвет.
Самая распространённая 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.
Учёные 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".
