Пожалуй, каждому из нас нравится разноцветный оттенок листвы осенью. Наблюдать такое явление, как смену цвета листвы, очень красиво. Осенние красочные явления не раз воспевались в стихах поэтами. Но при этом редко кто задавался вопросом – почему осенью листья на деревьях желтеют и опадают для детей картинки такой поры всегда удивительны и непонятны.
Для чего необходима деревьям листва?
Этот вопрос очень важен, ведь он способен объяснить нам много непонятных вещей. Листва деревьев исполняет важнейшую функцию – вырабатывает соки, питающие дерево. Научное название этого состава – сахароза. Она и считается тем питательным элементом, за счет которого происходит вызревание плодов. Сок образуется с помощью хлорофилла, содержащегося непосредственно в листве. Он напоминает зеленого цвета элемент, клейкий на ощупь, придающий листве зеленого цвета насыщенность.
Особенность хлорофилла в том, что он способен формироваться исключительно при солнечном освещении. Процесс представлен поглощением углерода из воздушных масс и воды, извлекаемой из почвенного состава при помощи корневой системы. Такой процесс поглощающего характера можно величать обменом, ведь при его прохождении образуется и фотосинтез, ведь листва начинает поставлять чистейший кислород. На основании этого деревья принято считать зелеными легкими планеты.
Чем вызвано пожелтение листвы
Листья желтеют? Осень считается тем временем года, когда природа делает передышку. Относится это и к деревьям. Казалось бы, еще вчера они радовали нас своей зеленью, а сегодня уже начинают готовиться к зимнему сезону, за время которого они будут накапливать силы для будущей весенне-летней поры.
С наступлением осени начинает сокращаться продолжительность светового дня. По этой причине фотосинтез не получает необходимого количества времени для полноценного формирования. Это влияет на количество питательных элементов, которые достаются в конечном итоге дереву. Одним словом, все названные выше процессы замедляют свой темп.
Как следствие, наступает разрушение хлорофилла, зелень листы постепенно тускнеет, сменяясь на пигменты иных оттенков.
Причина: почему осенью листья опадают
Листья опадают? Падение листвы – процесс естественный. Ученые доказали, что способность деревьев освобождаться от листвы позволяет им выживать. Ветки становятся легче, им проще переносить тяжесть снегового покрова.
Будет ошибочно полагать, что дерево испытывает страдания, теряя листья. Совсем наоборот – процесс считается даже безболезненным.
Процесс сброса листьев происходит не мгновенно, начинается еще в летние дни, постепенно. Более того, листва уже заблаговременно подготовлена к этому явлению. В их основании находится пробковый слой, отличающийся гладкими стенками, без проблем отделяющимися друг от друга. В тот момент, когда начинается разрушение этих слоев, можно уверенно заявлять о наступлении листопада. Связка листвы с ветками заметно ослабевает, листочки удерживаются только за счет тоненьких сосудиков. От малейшего ветерка листочки начинают трепетать, ненадежная связка постепенно обрывается.
Хочется заметить, что листопад представляет собой удивительное зрелище. Кружась в медленном хороводе, листья опадают на землю, усыпая ее разноцветными коврами. И с каждым днем, приближающим окончание осеннего сезона, можно наблюдать такое явление, когда листва просто осыпается, даже без помощи ветерка. В местах отрыва начинают образовываться новые пробковые слои, готовые с наступлением весны служить базовой основой для образования новой листвы.
Приветствую вас, мои дорогие исследователи!
Сегодня на обсуждении новый проект, материал по которому сможет пригодиться вам для очередного выступления на уроке «Окружающий мир». Почему листья желтеют осенью? Этот вопрос часто интересен для детей, особенно когда они идут по парковой дорожке, ногой разгребая опавшую листву. А вот действительно, почему?
План урока:
Какой художник красит листья?
Летом зелёная крона деревьев живёт благодаря процессу под названием фотосинтез. Слышали про такой?
Думаю, даже для дошкольников не секрет, что листочки поглощают углерод и перерабатывают его с помощью энергии солнца в органические вещества, которыми питаются, выделяя обратно кислород. Это волшебство внутри листа дерева происходит только при комфортных условиях: для него важно тепло и солнечные лучики. Что отвечает за краски?
Как в листьях живут соседи-пигменты?
Вижу в глазах вопрос: «Почему же, если все пигменты живут вместе, нет жёлтых и оранжевых листьев летом, а зелёных осенью?»
Всё дело в том, что активный хлорофилл своим большим количеством в тёплое время маскирует другие красители, их просто не видно. С наступлением осени, когда солнышка и дневного света мало, зелёный художник начинает вырабатываться всё меньше, не восполняясь уже в таких количествах как летом. Вот тогда начинают просвечивать другие оттенки.
Потому-то очень часто в самом начале осени листочки на дереве окрашиваются не все сразу, а расписываются причудливым узором, когда на жёлтом или оранжевом фоне ещё сохраняются зелёные прожилки.
С каждым днём ближе к зиме имеющийся хлорофилл разрушается, новый не пополняется из-за отсутствия условий для фотосинтеза. Прожилки листочков, по которым поступают питательные вещества, закрываются плотной пробкой из клеток, снижая количество сока у растения.
Вот она: золотая осень в самом разгаре, зелёных листьев на дереве уже не найти! Причём, чем быстрее наступает холод, тем скорее дерево «отключает» фотосинтез. Под ногами появляется пестрый ковер, самое время собрать разноцветный осенний гербарий или сматерить пару-тройку поделок из осенних даров .
Зачем деревья сбрасывают листья?
Листья жёлтые над городом кружатся,
С тихим шорохом к нам под ноги ложатся…
Вот уж действительно, стояли бы круглую зиму, радовали нас своей яркой красотой. Ан нет! Листья начинают опадать к нам под ноги, предвещая смену сезона. Почему?
С приходом холодов почва начинает промерзать, деревьям уже недостаточно влаги и минеральных веществ. Жизненные процессы постепенно затухают, все растения впадают в спячку. А как спать, если каждый листочек нужно кормить? Приходиться экономить на питании, избавляясь от лишних потребителей, поэтому-то деревья сбрасывают листву перед зимой.
На месте крепления черешка листочка образуется специальный пробковый слой, который закрывает приток питательных веществ от дерева. Листья с каждым днём всё слабее держатся и постепенно опадают. Как при смене окраски, покидают дерево они не все сразу. Какой-то задержится подольше, развеваясь на ветру, некоторые падают в числе первых, выстилая золотые дорожки.
Поэтому листопад – это условие продолжения жизни дерева, необходимый для того, чтобы с приходом весны мы вновь смогли радоваться молодым зелёным листочкам.
Вот так коротко мы с вами сегодня нашли ответ на поставленный вопрос. Чтобы доклад закончился интересно, предлагаю ребус на осеннюю тему. Ловите! А я с вами прощаюсь до новых встреч на проектах.
«На ручей, рябой и пестрый,
Стихотворение — «Перед дождём»
Евгения Климкович.
А вы когда-нибудь задумывались над тем, почему осень - золотая? Почему вообще происходит пожелтение листьев? Попробуем разобраться в этом вопросе и рассказать вам.
За цвет любых растений отвечают пигменты. Например, красный цвет яблока обусловлен антоцианом, зеленый кактуса - хлорофиллом, оранжевый моркови - каротином. Желтый же цвет дает ксантофилл. Антоциан, каротин и ксантофилл - это каротиноиды. Они как раз и придают цвет листьям.
Но как так получается? С чего вообще осенью они появляются в листьях? Ведь летом-то мы наблюдаем зеленые кроны деревьев.
Оказывается, вся проблема в хлорофилле. Количество каротиноидов не увеличивается, зато хлорофилла - уменьшается. С наступлением прохлады деревья переходят в режим энергосбережения.
Летом, когда солнца много, зеленые листья, наполненные хлорофиллом, поглощают свет и преобразовывают его в полезные для растения химические процессы. Происходит фотосинтез. Как вы понимаете, осенью световой день становится значительно меньше. А в листьях-то есть хлорофилл, и они очень хотят солнца. А его мало. В такие моменты крона «садится на шею» садится на шею дереву и начинает вытягивать из него все полезные вещества. Тогда дерево решает: всё, шевелюра, ты мне не по карману! Не дам-ка я тебе магний. Из-за этого листья и опадают. А ствол дерева спокойно переживает холода, а затем снова обзаводится кроной.
Но перед этим, из-за сокращения количества хлорофилла в них, они пожелтеют. Ведь каротиноиды будут преобладать.
Кстати, интересно, что те листья, которые опали и стали коричневыми, уже не содержат вообще никакого пигмента.
Однако почему, например, елка не желтеет и не сбрасывает листву? На самом деле, хвойные сбрасывают иголки, но совсем не в таких количествах. Кроме того, все дело еще в особенностях строение игл. Каждая игла облачена в защитную восковую оболочку. Хлорофилла там тоже более чем достаточно. Но площадь иголок меньше площади листьев, поэтому елки вполне спокойно переживают холода.
В отличие от животных, что получают необходимые для жизни вещества и энергию из поедаемой ими пищи, обычные растения потребляют три раздельных потока вещества/энергии, а именно:
- минеральные вещества и вода - поступают через корневую систему;
- углекислый газ, необходимый для синтеза биомассы - поступает из окружающего воздуха через листья;
- энергия - усваивается листьями из потока падающего на них солнечного света.
Усвоение световой энергии возможно лишь за счёт её взаимодействия с окрашенными веществами (растительными пигментами) в процессе фотосинтеза. Основными фотосинтезирующими пигментами растений являются хлорофиллы - именно они придают растениям зелёный цвет. Для фотосинтеза разных групп веществ (углеводы, белки) хлорофилл поглощает синюю и красную составляющие солнечного спектра, игнорируя зелёную как "ненужную" (реальный процесс ещё более сложен и интересен - что заметно по фотографиям живых растений в ближнем инфракрасном спектре).
Остальные группы пигментов (жёлтые ксантофиллы, оранжевые каротины, а также красные, фиолетовые и синие антоцианы) присутствуют в листе растения в малых количествах. Увидеть их можно в этиолированных (выращенных без света и поэтому не имеющих хлорофилла) растениях или их частях - например, в прорастающих в темноте побегах картофеля. Отвечающие за поглощение частей светового спектра хромофорные группы молекул хлорофилла весьма "нежны": незначительное химическое/физическое воздействие может их достаточно легко разрушить - этот процесс хорошо заметен при приготовлении пищи, когда зелень ошпаривают, жарят или бросают в варящийся суп.
Что происходит с листвой осенью?
Приготавливаясь к периоду зимнего покоя, растение по возможности "выкачивает" из биомассы листьев все потенциально полезные вещества и прекращает синтез хлорофиллов. Остаточное их количество в листе становится столь мало, что уже не может замаскировать присутствие прочих, более стабильных красящих пигментов и собственный цвет клеточных стенок (он разнообразен, но типично имеет бурый оттенок). Поэтому увядающий лист приобретает тот цветовой оттенок, который ему обеспечивают оставшиеся в листовой пластинке красители, причём пропорционально их количеству/концентрации - и именно из-за этого осенний лес окрашивается в столь разнообразные и яркие тона.
Как растение "узнаёт" о наступлении осени?
В живом растении одновременно функционирует множество "внутренних часов" - процессов, завязанных на воздействие внешних факторов (циклические колебания температуры, света и так далее). Применительно к листу, наиболее важным фактором здесь оказывается относительная (как доля от всего суточного цикла) и абсолютная (в часах) продолжительность светового дня - именно так запускается процесс подготовки растения к зимнему периоду покоя. Помимо изменения биохимических процессов, у листопадных деревьев в основании листа инициируется рост клеток пробкового слоя, который постепенно прерывает связь между листом и деревом - и лист опадает.
