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.

: большинство многолетних растений - кустарников и деревьев - сбрасывают свои листья перед наступлением этих неблагоприятных погодных условий. Листопад – это естественное отделение листьев от стебля (осевой части ), которое происходит, как правило, один раз в году.

Одни растения сбрасывают листья каждый год: в жарких и засушливых областях это, например, баобаб и бомбаксы, в умеренном - это известные нам деревья и кустарники, например береза, липа, смородина и так далее. Растения с многолетними листьями сбрасывают их не все сразу, а постепенно, как, например, брусника или хвойные деревья. Растения, которые сбрасывают всю каждый год, называются листопадными, а растения с многолетними листьями называются .

Листопадные растения будут ежегодно сбрасывать листву, даже если их перенести в другие климатические условия, например, туда, где нет холодных зим.

Как происходит отмирание листьев?

С приближением времени листопада листья стареют. По мере их старения снижается интенсивность дыхания, хлоропласты деградируют, из листа в стебель оттекают пластические вещества (аминокислоты, углеводы), накапливаются некоторые соли (например, оксолата кальция). Около основания листа формируется отделительный слой, который состоит из легко расслаивающейся материи - паренхимы. По паренхиме листья отделяются от стебля. Начинается листопад.

Зачем листопад нужен?

В зимнее время растениям не хватает воды. В вода находится в замерзшем состоянии – в состоянии льда, и она не может проникнуть в корни деревьев и кустарников. В то же время с поверхности листьев процесс испарения идет непрерывно. В данном случае, значение листопада - растений от пересыхания.

Вечнозеленые растения приспосабливаются к нехватке воды другим способом – поверхность их листа настолько мала (например, хвойные породы), что они испаряют очень мало влаги.

Еще одна причина сбрасывания листьев - защита от механических повреждений, которые могут возникнуть в результате налипания снега на лист.

Кроме того, листопад служит механизмом очищения организма растения от вредных веществ. К осени в листьях накапливается огромное количество солей и вредных минеральных веществ. Именно поэтому опавшую листву нельзя сжигать – она очень токсична. Таким образом, листопад - это необходимое явление в . Он представляет собой естественную защиту растений от неблагоприятных погодных условий.

Листья выполняют множество функций. Они служат для растения дыхательной, выводящей, обменной системой, вырабатывают органические вещества. Листья также играют огромную роль и в жизни других существ планеты Земля.

Инструкция

Листья вырабатывают органические вещества, что является одной из самых важных их функций. В процессе жизнедеятельности в лист попадает кислород и углекислый газ. Первый растение использует для дыхания, а второй - для создания органических веществ. Так, например, плодовые растения вырабатывают фруктозу, которая потом делает фрукты сладкими. С помощью солнечного света в хлоропластах образуется кислород, который затем поступает в атмосферу. Образование кислорода - важнейшее условие для жизни на земле, без него на планете не выжили бы ни растения, ни животные, ни человек. Поэтому так важно препятствовать уничтожению огромных массивов леса.

Листья испаряют воду. Вода поступает к растению через корни и выделяется затем через листья. Так, с поверхности листа удаляются излишки воды и другие вещества, а также действует своеобразная система вентиляции растения. Этот процесс можно сравнить с потоотделением человека: в жаркую погоду тело выделяет пот, чтобы охладиться и не перегреваться на солнце. То же самое происходит и с листьями - они выделяют влагу, чтобы не засохнуть от жары. Процесс испарения воды не постоянный и регулируется самим растением. Когда воды у растения мало или когда погода стоит нежаркая, растение закрывает специальные канальцы - устьицы - в листе и не пропускает воду.

Благодаря работе устьиц осуществляется и еще одна важная функция работы листа - газообмен. На листовой пластине содержатся специальные клетки - хлоропласты с зеленым веществом хлорофиллом. Растения не только выделяют в воздух кислород, но и поглощают его для дыхания. Причем, поглощение кислорода происходит круглые сутки, а вот выработка - только днем, при солнечном свете. То же самое происходит и с углекислым газом: растение не только поглощает его для выработки органических соединений, но и выделяет газ в атмосферу после дыхательного процесса. Но, конечно же, объемы выделения газов у растений совсем не такие, как у человека и других животных. Растения вырабатывают и выделяют в атмосферу гораздо больше кислорода, чем потребляют для собственной жизнедеятельности.

Листопад принадлежит к числу наиболее характерных явлений осенней природы. Он ярче всего выражает сезонную периодичность в развитии растительного мира наших широт. Каждый год повторяется он, радуя вначале наш глаз бесчисленным количеством тонов и красок, в которые наряжается лес, а затем наводя невольную грусть унылым видом обнажившихся деревьев и меланхолическим шорохом опавшей листвы. Осень издавна считается скучной порой, мертвым сезоном в природе. Поэты сравнивают ее со старостью, грустят об ее приближении. Для натуралиста осень — интереснейшее время в году, пора интенсивных исследований и наблюдений, когда ярче всего выявляются многочисленные приспособления животного и растительного мира к условиям неблагоприятного сезона. В это время многое удается подметить в природе, объяснить многое непонятное. Многие проявления весенней природы без соответствующих осенних наблюдений будут казаться нам загадочными. Весна и осень неразрывно связаны между собою — это отдельные стадии единого жизненного цикла природы наших умеренных широт.

Многие годы ученые работали над тем, чтобы понять, почему начинается листопад осенью. И хотя все детали этого процесса полностью неизвестны, накопленных знаний достаточно, чтобы понять основные механизмы этого процесса. На изменение цвета листвы осенью оказывают влияние три основных фактора: пигменты в клетках листьев, длина ночи и погода. Но это далеко не простое объяснение процесса пожелтения и опадания листвы.

Зима – это необходимость, с которой сталкиваются все растения ежегодно в определенных климатических зонах. Поэтому многолетние растения, к которым относятся и деревья, должны иметь механизмы, обеспечивающие защиту и выживание в морозных температурах и других неблагоприятных зимних условиях.

Стебли, ветви и почки снабжены средствами защиты для того, чтобы выжить в экстремально холодных условиях и проснуться с новыми признаками весны. Но нежная ткань листьев зимой просто замерзла бы. Деревья вынуждены или пожертвовать ценными веществами, чтобы защитить листву, или расстаться с ней.

Вечнозеленые деревья, такие как елки, ели, сосны, пихты и т.д., могут пережить зиму, не закаляясь. Их листва, напоминающая иглы или чешую, покрыта толстым слоем, похожим на воск, а вещества в составе внутриклеточной жидкости содержат «антифризы», что делает их устойчивыми к морозам. Таким образом, «листья» вечнозеленых растений спокойно переживают самые холодные зимы, например, в Арктике. Вечнозеленые иглы живут несколько лет, но в конце концов и они опадают из-за старения.

Листва широколистных деревьев, наоборот, – очень нежная и ранимая. Листья у них широкие, тонкие и не имеют защитных покрытий. Жидкость внутри них являет собой водянистый сок, который моментально замерзает на морозе. Это значит, что эти клетки неспособны пережить зимние холода. Поэтому их необходимо сбросить, чтобы обеспечить дальнейшее выживание деревьев. Это причина, почему листопад предшествует каждой зиме.

Иглы и листья, опавшие с деревьев, зря не пропадают. Они разлагаются и пополняют состав почвы необходимыми веществами, входя в состав губчатого слоя гумуса.

Этот лесной ковер впитывает и удерживает дождевую влагу, необходимую растениям для роста и развития. Опавшие листья становятся пищей для многочисленных микроорганизмов, обитающих в лесной экосистеме. Вполне возможно, что без питательных веществ, ежегодно поставляемых опавшими листьями, леса бы просто не выжили, точно также, как не выжили бы и деревья, не сбрасывая листья.

От чего зависит цвет листвы осенью

Ранней осенью, в ответ на сокращение длины дня и уменьшение интенсивности солнечного света, листва начинает готовиться к опаданию. Ни температура, ни дожди, ни количество поступающих питательных веществ в растение не влияют так сильно на изменение цвета листьев и появление листопада, как увеличение длины темного времени суток. По мере того, как дни становятся короче, а ночи удлиняются и становятся прохладнее, биохимические процессы в листве начинают окрашивать листья в желтый и красный цвета.

Питающие листья сосуды постепенно перекрываются, а в основании каждого листа образуется слой клеток. Эти перекрытые сосуды останавливают обратный выход сахаров из листьев, что приводит к образованию антоцианов. После того, как этот слой клеток оказывается полностью сформирован, лист готов к опаданию.

В раскраске осенних листьев участвуют три разновидности пигментов:

• Хлорофилл, который придает листьям зеленый цвет. Он необходим для фотосинтеза – химической реакции, которая позволяет растениям использовать солнечный свет для производства сахаров, нужных для питания. Деревья умеренных широт запасают эти сахара в тканях на период зимней спячки.
• Каротиноиды – придают листве желтый, оранжевый и коричневый цвета. Примером яркого действия этих красителей являются цвета кукурузы, моркови и нарциссов. А также брюква, лютики и бананы.
• Антоцианы – придают цвет клюкве, красным яблокам, винограду, чернике, вишне, клубнике и сливам. Эти пигменты растворяются в воде и появляются в водной части листьев.

Как хлорофилл, так и каротиноиды присутствуют в хлоропластах листьев на протяжении всего сезона роста. Большая же часть антоцианов вырабатывается осенью, в ответ на яркий свет и избыток сахаров в клетках листьев.

В теплое время года, то есть в сезон роста, хлорофилл непрерывно вырабатывается и распадается. При этом листья выглядят зелеными. По мере увеличения длины ночи осенью, выработка хлорофилла замедляется, затем полностью прекращается. При этом весь хлорофилл в листьях уничтожается. Из-за этого каротиноиды и антоцианины, присутствующие в листве становятся видимыми.

Как изменяется цвет разных деревьев

Какой именно цвет появится на листьях после того, как в листве проявятся каротиноиды и антоцианины, во многом зависит от растения. Например:

• Дубовая листва становится красной, коричневой или красно-коричневой.
• Гикори (семейство ореховых) приобретают золотисто-бронзовый цвет.
• Осины и тополя – золотистые и желтые.
• Кизил – фиолетово-красный.
• Буки приобретают цвет легкого загара.

Расцветка осенних кленов различается от вида к виду. Красный клен становится ярко-алым, сахарный – оранжево-красным, а черный – ярко желтым. Полосатый клен оказывается почти бесцветным. Листва на некоторых деревьях (таких, как вязы) просто усыхает и опадает, почти не изменяя своего цвета.

Начало изменения цвета листвы также зависит от вида дерева. Например, такие деревья, как оксидендрумы в южных американских лесах, приобретают яркие малиновые цвета поздним летом, в то время как остальные деревья еще зеленеют. Дубы сильно запаздывают с изменением окраски, и стоят зелеными в то время, как почти все другие деревья изменили окраску и сбросили листву.

Время начала изменения цвета листвы генетически запрограммировано. Подтверждение этому является то, что те же самые виды окрашиваются в одинаковые цвета на определенной географической широте как в прохладных местностях высокогорья, так и в теплых низинных долинах.

Как погода влияет на цвет осенней листвы

Количество и яркость раскраски в каждом осеннем сезоне зависят также от погодных условий, которые влияют на трансформации хлорофилла в листьях. Главными факторами являются температура и влажность.

Продолжительные теплые, солнечные дни и прохладные, но не морозные ночи, приводят к появлениям наиболее ярких осенних расцветок. Во время таких дней в тканях листвы вырабатывается очень много сахаров. Однако с наступлением холодов сосуды, питающие клетки листьев, постепенно перекрываются, – и сахара перестают к ним поступать.

Эти условия – большое количество сахаров и света подстегивают выработку ярких антоцианиновых пигментов, которые окрашивают листу в красные, фиолетовые и малиновые оттенки. Поскольку каротиноиды в листве присутствуют всегда, желтые и золотистые тона являются постоянными из года в год.

Влага в почве также влияет на осенние цвета. Как и погода, она сильно изменяется от года к году. Бесчисленное число комбинаций, которые возможны при сочетании этих сильноизменчивых факторов, приводят к тому, что нет двух осенних сезонов, во время которых листья будут похожие друг на друга. Позднее наступление весны или сильная летняя жара могут вызвать задержку появления осенней окраски на несколько недель. Теплый осенний период также может снизить интенсивность осенней палитры.

Когда дни становятся короче, а солнце уже не так щедро делится с землей своим теплом, наступает одно из самых красивых времён года - осень. Она, словно загадочная волшебница, меняет мир вокруг и наполняет его сочными и необычными красками. Заметнее всего эти чудеса происходят с растениями и кустарниками. Они одни из первых откликаются на перемены погоды и наступление осени. Впереди у них целых три месяца, чтобы подготовиться к зиме и расстаться со своими главными украшениями - листьями. Однако, сначала, деревья непременно порадуют всех вокруг переливами цвета и безумством красок, а опавшая листва бережно укроет своим покрывалом землю и защитит ее самых мелких жителей от сильных морозов.

Осенние изменения с деревьями и кустарниками, причины этих явлений

Осенью происходят одни из самых главных перемен в жизни деревьев и кустарников: изменение цвета листвы и листопад. Каждое из этих явлений помогает подготовиться им к зиме и пережить столь суровое время года.

Для лиственных деревьев и кустарников одной из главных проблем в зимнее время года является недостаток влаги, поэтому осенью все полезные вещества начинают накапливаться в корнях и сердцевине, а листья опадают. Листопад помогает не только увеличить запасы влаги, но и сэкономить их. Дело в том, что листья очень сильно испаряют жидкость, что очень расточительно зимой. Хвойные деревья в свою очередь могут позволить себе покрасоваться иголками и в холодное время года, так как испарение жидкости с них происходит очень медленно.

Еще одной причиной листопада является большой риск для веток быть сломанными под напором снежной шапки. Если бы пушистый снег ложился не только на сами ветки, но и на их листья, они не выдержали такой тяжелой ноши.

Кроме того, в листьях со временем накапливается много вредных веществ, избавиться от которых получается только при листопаде.

Одной из недавно раскрытых загадок является тот факт, что лиственные деревья, помещенные в теплую среду, а, значит, не нуждающиеся в подготовке к холодам, также сбрасывают листья. Это говорит о том, что листопад связан не столько со сменой времен года и подготовкой к зиме, сколько является важной частью жизненного цикла деревьев и кустарников.

Почему осенью листья меняют цвет?

С наступлением осени деревья и кустарники решаются сменить изумрудный цвет своих листьев на более яркие и необычные цвета. При этом, у каждого дерева свой набор пигментов-«красок». Эти изменения происходят из-за того, что в листьях содержится особое вещество, хлорофилл, который превращает свет в питательные вещества и придает листве зеленый цвет. Когда дерево или кустарник начинают запасать влагу, и она уже не поступает к изумрудным листьям, а солнечный день становится значительно короче, хлорофилл начинает распадаться на другие пигменты, которые и придают осеннему миру багряные и золотистые тона.

Яркость осенних красок зависит от погодных условий. Если на улице стоит солнечная и относительно теплая погода, то осенние листья будут яркими и пестрыми, а если часто идет дождь, то коричневыми или тускло-желтыми.

Как осенью меняют цвет листья разных деревьев и кустарников

Буйству красок и их неземной красотой осень обязана тому, что у листвы всех деревьев разные сочетания цветов и оттенков. Наиболее часто встречается багряный цвет листьев. Багряным окрасом могут похвастаться клен и осина. Эти деревья очень красивы осенью.

Листья березы становятся светло-жёлтыми, а дуба, ясеня, липы, граба и орешника - буровато-желтыми.

Орешник (лещина)

Тополь быстро сбрасывает свою листву, она лишь начинает набирать желтизну и вот уже опала.

Кустарники также радуют разнообразием и яркостью красок. Их листва становится желтой, фиолетовой или красной. Виноградные листья (виноград - кустарник) приобретают неповторимый темно-пурпурный цвет.

Пунцово-красным оттенком выделяются на общем фоне листья барбариса и вишни.

Барбарис

От желтого до красного цвета могут быть осенью листья рябины.

Алеют вместе с ягодами листья калины.

Бересклет одевается в фиолетовые одежды.

Красный и пурпурные оттенки листвы определяет пигмент антоцианин . Интересным является тот факт, что он полностью отсутствует в составе листьев и может образовываться только под воздействием холода. Это означает, что чем морознее дни, тем более багряным будет окружающий лиственный мир.

Однако, есть растения, которые не только осенью, но и зимой сохраняют свою листву и остаются зелеными. Благодаря таким деревьям и кустарникам оживает зимний пейзаж, а многие животные и птицы находят в них свой дом. В северных краях к таким деревьям относят деревья: сосну, ель и кедр. Южнее количество таких растений еще больше. Среди них выделяют деревья и и кустарники: можжевельник, мирт, тую, барбарис, кипарис, самшит, горный лавр, абелию.

Вечнозеленое дерево - ель

Некоторые лиственные кустарники тоже не расстаются со своей изумрудной одежкой. К ним относят клюкву и бруснику. На Дальнем Востоке есть интересное растение багульник, листья которого не меняют осенью окраску, а сворачиваются осенью в трубочку и отпадают.

Почему листья опадают, а хвоинки нет?

Листья играют большую роль в жизни деревьев и кустарников. Они помогают создавать и запасать питательные вещества, а также накапливают минеральные компоненты. Однако, зимой, когда возникает острая нехватка света, а, значит, питания, листья только увеличивают расход полезных компонентов и вызывают чрезмерное испарение влаги.

Хвойные растения, которые чаще всего растут на территориях с довольно суровым климатом очень нуждаются в питании, поэтому не сбрасывают свои иголки, выполняющие роль листьев. Хвоя прекрасно приспособлена к холодам. В иголках сосредоточено очень много пигмента хлорофилла, который и преобразует из света питательные вещества. Кроме того, они имеют небольшую площадь, что значительно уменьшает испарение с их поверхности столь необходимой зимой влаги. От холодов иголки защищены особым восковым покрытием, а благодаря веществу, в них содержащемуся, они не промерзают даже в сильные морозы. Воздух, который захватывают иголки создает вокруг дерева своеобразный изоляционный слой.

Единственным хвойным растением, которое расстается на зиму со своими иголками является лиственница. Она появилась в глубокой древности, когда лето было очень жарким, а зимы невероятно морозными. Эта особенность климата привела к тому, что лиственница стала сбрасывать свои иголки и не нужно было защищать их от холодов.

Листопад, как сезонное явление, наступает у каждого растения в свой определенный срок. Это зависит от породы дерева, его возраста и особенностей климата.

Раньше всего расстаются со своими листьями тополь и дуб, затем наступает время рябины. Яблоня одной из последних сбрасывает листья, и, даже, в зимнее время, на ней могут еще оставаться несколько листочков.

Листопад у тополя начинается в конце сентября, а к середине октября он полностью заканчивается. Молодые деревья дольше сохраняют свою листву и позже желтеют.

Дуб начинает терять свои листья в начале сентября и через месяц полностью лишается своей кроны. Если заморозки начинаются раньше, то листопад происходит значительно быстрее. Вместе с листьями дуба начинают осыпаться и желуди.

Рябина начинает свой листопад в начале октября и до 1 ноября продолжает радовать своими розовыми листьями. Считается, что после того, как рябина расстается с последними листьями, начинаются промозглые зябкие дни.

Листья на яблоне начинают золотиться к 20 сентября. К концу этого месяца начинается листопад. Последние листья осыпаются с яблони во второй половине октября.

Вечнозеленые растения и кустарники не теряют свою листву даже с наступлением холодов, как это делают обычные лиственные породы. Постоянный лиственный покров позволяет им пережить любые погодные условия и сохранить максимальный запас питательных веществ. Конечно, такие деревья и кустарники обновляют свои листья, но процесс этот происходит постепенно и практически незаметно.

Вечнозеленые растения не сбрасывают сразу все свои листья по нескольким причинам. Во-первых, тогда им не приходится тратить большие запасы питательных веществ и энергии для выращивания молодых листьев весной, а во-вторых, их постоянное наличие обеспечивает беспрерывное питание ствола и корней. Чаще всего вечнозеленые деревья и кустарники произрастают на территориях с мягким и теплым климатом, где и зимой стоит теплая погода, однако, встречаются они и в суровых климатических условиях. Наиболее распространены такие растения во влажных тропических лесах.

Такие вечнозеленые растения, как кипарисы, ели, эвкалипты, некоторые виды вечнозеленых дубов, родендрон можно найти на широкой территории от суровой Сибири до лесов Южной Америки.

Одним из наиболее красивых вечнозеленых растений является голубая веерная пальма, которая произрастает в Калифорнии.

Необычным видом и высотой более 3 метров отличается средиземноморский кустарник олеандр.

Еще одним вечнозеленым кустарником является гардения жасминовая. Ее родиной является Китай.

Осень - одно из самых красивых и ярких времен года. Всполохи пурпурных и золотистых листьев, готовящихся разноцветным ковром покрыть землю, хвойные деревья, пронизывающие своими тонкими иголками первый снег и вечнозеленые растения, всегда радующие глаз, делают осенний мир еще более восхитительным и незабываемым. Природа постепенно готовится к зиме и даже не подозревает, насколько завораживают взгляд эти приготовления.