Линия УМК В. В. Пасечника. Биология (5-9)

Биология

Окружающий мир

Почему осенью на деревьях желтеют и опадают листья?

Листья цвета лета

За изумрудную листву любого растения отвечает специальное вещество хлорофилл - пигмент, придающий листьям зелёный окрас. Он не только дарит свежий травяной цвет, но и питает растения, участвуя в процессе образования глюкозы и прочих питательных веществ.

Вырабатывается этот пигмент благодаря процессу фотосинтеза. Листья поглощают углерод, а выделяют кислород. Происходит это в комфортных условиях - при наличии тепла и солнца. Помимо кислорода при фотосинтезе вырабатывается и известный нам хлорофилл.

С наступлением холодного времени года солнечный день укорачивается: погода уже не радует теплом, света становится меньше. Хлорофилл перестаёт активно вырабатываться, и на смену ему приходят другие пигменты.

Каждый Охотник Желает Знать

Осенними красками листва обязана особым веществам-пигментам. Каротин отвечает за оранжевый цвет. Такой пигмент можно встретить не только на осенних кронах деревьев, но и в обычной морковке. Жёлтые листья появляются благодаря ксантофилу, а красные - антоциану.

Условия выработки пигментов разные. Если хлорофиллу нужно много тепла и солнца, то ксантофилу и каротину достаточно тепла и немного света. А вот чтобы получить много багряных листьев, нужна холодная погода и яркое солнце. Мороз и обилие света - это условия появления большого количества антоциана в листве.

Предлагаемая тетрадь - часть учебного комплекса к учебнику А. А. Плешакова, Н. И. Сонина «Биология. Введение в биологию. 5 класс». Специальными знаками отмечены задания, направленные на формирование метапредметных умений (планировать деятельность, выделять различные признаки, сравнивать, классифицировать, устанавливать причинно-следственные связи, преобразовывать информацию и др.) и личностных качеств учеников. Материал в тетради расположен в той же последовательности, что и в учебнике.

Листья жёлтые над городом кружатся

Осенней порой деревья сначала радуют нас яркими красками, но с приближением зимней поры начинают избавляться от листьев. Зачем и почему так происходит?

С приходом холодного времени года почва начинает промерзать. Деревья перестают получать нужное количество влаги и питательных веществ. Жизненные процессы начинают останавливаться, растения уходят в спячку. Для того чтобы не тратить силы на питание, растения вынуждены избавляться от лишнего груза - и сбрасывать листву.

У основания черешка (узкая часть листа, место крепления листовой пластинки к стеблю) образуется особый отделительный пробковый слой, блокирующий «доставку» питательных веществ от дерева. Обессиленным листьям становится всё сложнее держаться на ветках и постепенно они начинают опадать. Как и при появлении разноцветной кроны, так и при листопаде, все процессы не протекают мгновенно. Именно поэтому сначала мы видим размеренную смену красок листвы, а затем медленное избавление деревьев от своего яркого наряда.

Листопад - обязательное условие существования деревьев, помогающее им ежегодно обновлять свою листву. С приходом весны через корни деревья снова начинают получать необходимое количество воды из оттаявшей почвы и возрождают свою пышную крону.

Но и среди хвойных деревьев есть исключения, например, лиственница. Она произрастает в суровых условиях и не может испарять влагу зимой. Поэтому, как и лиственные деревья, также с приближением зимы сбрасывает свою хвою.

Давно доказано, что растения - это живые существа. Они, так же, как и животные, питаются, дышат, размножаются. В них происходят тысячи биохимических реакций, образуются полезные питательные вещества, из них выводятся продукты распада в результате метаболизма. То есть все процессы, характеризующие проявление жизни, присутствуют и в растениях, делающих нашу планету невообразимо прекрасной, чистой и разнообразной.

Биологические ритмы

Как растения дышат? Почему желтеют листья у них? Чем они питаются? Как растут? Множество вопросов возникает у тех, кто видит эти удивительные создания, столь многообразные, красивые, яркие и разноцветные.

Для всех растений характерны определенные так же, как и для других живых организмов. К ним можно отнести:

• раскрывание бутонов и их закрытие под влиянием длины и химического состава окружающей среды;
• интенсивное наращивание массы побега;
• сжатие и раскрытие устьиц на листьях;
• усиление или ослабление дыхания, фотосинтеза;
• листопад и другие.

Таким образом, ответ на вопрос о том, почему желтеют листья у растений, кроется в механизмах биологических ритмов. Именно эти процессы позволяют им приспосабливаться к условиям среды, выживать в них, осуществлять жизнедеятельность максимально эффективно, расти и развиваться, реагировать на химические и физические воздействия со стороны природы, человека, животных и так далее.

Почему желтеют листья на деревьях, например? Это также одно из проявлений биологического ритма, направленного на сохранение жизнеспособности особи в условиях пониженных температур и сокращения количества солнечного света и влаги. Цвет же листовой пластинки определяется особыми веществами в ее составе.

Почему желтеют и опадают листья? Да потому что происходит перестройка химических реакций внутри растительного организма. Каждый представитель флоры содержит в своем составе ряд пигментов - веществ, определяющих окраску органов (листьев, венчиков цветков, стеблей и так далее). Всего можно выделить четыре основные группы таких соединений:

Все перечисленные пигменты в первую очередь дают внешнюю реакцию на изменение состояния особей. Почему у растений желтеют листья, что вызывает такие проявления, рассмотрим подробнее.

Причины листопада у деревьев

Явление листопада - одно из самых красивых в природе. Именно поэтому осень - излюбленное время года многих поэтов. Ведь окружающая красота просто не может не стать источником вдохновения для творческих людей. Многоцветье кругом, желтые, зеленые, красные, оранжевые и даже буро-фиолетовые оттенки просто кружат голову, а запах опавших листьев приятно радует обоняние.

Чем же вызваны такие изменения и всегда ли это нормально? Рассмотрим причины листопада у деревьев. Их можно объединить в две группы: естественные и вынужденные. Каждая включает в себя ряд пунктов и объяснения к ним.

Естественные

К таковым причинам относятся сезонную смену погодных условий, а также изменение длины светового дня. Все лето зеленые гиганты готовятся к этим ритмическим переменам. Накапливают питательные вещества и запасают их в стеблях и стволе, активно осуществляют процессы фотосинтеза и дыхания, потребляют максимально возможное количество влаги.

С наступлением холодов, укороченных световых дней внутри листовых пластин начинаются преобразования.

1. Пигмент хлорофилл начинает действовать все меньше, окраска бледнеет. Это дает возможность проявиться другим пигментам. В результате листья желтеют, краснеют и так далее. Каким будет цвет опадающей листвы, зависит от генетических особенностей вида дерева. Причем интересен факт, что чем ярче солнце в осеннюю пору, тем быстрее разрушается хлорофилл, и листья желтеют. Во время затяжных дождей деревья дольше радуют зеленью.
2. За время летнего периода в пластинах листов накапливается множество продуктов метаболизма, солей, минеральных веществ. Это делает лист тяжелым, и он постепенно начинает отслаиваться в районе черешка от стебля.
3. У основания черешка, между ним и стволом, начинаются процессы образования специального тканевого слоя, постепенно отторгающего лист.
4. Под воздействием механических факторов (дождь, ветер, гроза и так далее), собственной тяжести все листья начинают поочередно опадать.

Вынужденные

На вопрос о том, почему желтеют листья, есть и другой ответ. Это происходит по вынужденным причинам, таким как:

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.

Иногда в самый разгар лета листья теряют зеленый цвет. Такое преждевременное окрашивание листьев, не отработавших положенный срок, – показатель явного неблагополучия дерева, которое может быть вызвано различными причинами.

О причинах и их симптомах следует знать, чтобы своевременно устранять, а еще лучше - вообще не допускать.

Окрашивание, которое начинается с нижних листьев растущих побегов и взрослых ветвей, указывает на дисбаланс почвенного питания .

Если не хватает азота, листья бывают светло-зеленые, постепенно желтеющие, мелкие, а приросты - тонкие и слабые.

Характерный симптом недостатка калия - красный ободок листьев, вскоре засыхающий (так называемый краевой ожог листьев). Калийная и азотная недостаточность часто бывают совместными, что вполне объяснимо: при недостатке калия растения не могут эффективно использовать почвенный азот.

При фосфорном голодании отмечается бронзовый или пурпурный оттенок всей листовой пластинки. Сильно голодающие листья затем чернеют и засыхают. Эти признаки не следует путать с повреждением паршой и другими грибными болезнями, имеющими сначала пятнистый характер, постепенно охватывающими всю поверхность листа.

На песчаных и супесчаных почвах возможен недостаток магния . Особенно остро его дефицит наблюдается в дождливые годы или при чрезмерных поливах, так как магний легко вымывается из корнеобитаемых слоев почвы.

Магниевое голодание проявляется желтыми и красными пятнами между жилками листа. Особенно чувствительна к дефициту этого элемента вишня, при этом в середине листовых пластинок появляются бурые пятна. Не путайте эти признаки с монилиозом - опасным грибным заболеванием косточковых культур, которое проявляется в виде ожога и быстрого засыхания целых ветвей с листьями, цветками и завязями.

При всех перечисленных симптомах бывает сильное опадение плодов (в том числе несозревших) и ранний листопад. Причем опадение листьев, как и преждевременное их окрашивание, тоже начинается с нижних частей дерева и ветвей.

Недостаток в почве элементов питания можно устранить, если внести соответствующие удобрения и правильно ухаживать за деревьями.

У преждевременного окрашивания и опадения листьев, начинающегося с верхушек деревьев, причины иные . Часто это случается на участках с близким залеганием грунтовых вод.

Корни, достигнув уровня застойного переувлажнения, загнивают изза скопления токсичных продуктов анаэробного, бескислородного распада. Такие деревья постепенно засыхают, начиная с верхних ветвей (так называемая суховершинность) (фото вверху). Исправить, а вернее, не допустить такую ситуацию можно специальными агротехническими мероприятиями (почвенный дренаж, повышение уровня участка, посадка на валах и др.).

Иногда среди лета верхние листья побегов становятся бледно-желтыми, почти белыми, как при росте в темноте. Постепенно бледнеют и осыпаются остальные листья. Это хлороз - заболевание, которое вызывает комплекс причин: щелочная реакция почвы (при передозировке извести или свежего навоза); недостаток в ней или недоступность солей железа, необходимых для образования хлорофилла; подмерзание корней или их кислородное голодание из-за переувлажнения и др.

При незначительных проявлениях хлороза помогает опрыскивание деревьев 2-процентным железным купоросом. Но при известковом хлорозе на щелочных почвах возможна общая непригодность участка для плодовых и ягодных культур.

Обычно об этом сигнализирует сорная растительность: вьюнок, одуванчик, тысячелистник и другие приобретают необычно светлую окраску. Обычно для «лечения» таких участков высаживают люцерну с последующей заделкой ее в почву, вносят только хорошо перепревший навоз или сульфат аммония и азотнокислый аммоний. Нельзя применять удобрения, дающие щелочную реакцию (азотнокислый натрий или азотнокислый кальций, а также свежий навоз).

Если меняется окраска листьев верхней части побегов, при этом они деформируются и усыхают - это следствие «работы» тлей, клещей или грибных болезней, защиту от которых необходимо предусматривать заранее.

Если листья сначала были зелеными, а среди лета все сразу (и нижние, и верхние) на дереве (фото справа) стали краснеть или желтеть, надо искать физиологические причины, связанные с нарушением нормальной жизнедеятельности тканей дерева. Такое явление может быть связано с кольцевым повреждением коры из-за ее подмерзания или заглубленной посадки.

Иногда у вполне здорового дерева виновницей бывает врезавшаяся в кору веревка или проволока от этикетки (фото слева). Садоводы часто забывают вовремя ослабить обвязку на прививках. Помните, что стволы и ветки в процессе роста утолщаются и всевозможные тугие обвязки врезаются в них, приводя к неизбежному отлому. Если такое врезание только наметилось, исправить его можно бороздованием: сделайте несколько продольных надрезов коры (до древесины) по перетяжке, а также выше и ниже нее. Это поможет летом в период активной работы камбия: края надрезов постепенно зарубцуются наплывами каллуса и вдавленное место выровняется по толщине.

Летнее окрашивание листьев в осенние тона часто связано с физиологической несовместимостью привоя и подвоя. Она заключается в плохом анатомическом срастании прививочных компонентов, недостаточном взаимопроникновении их тканей и нарушенном обмене питания между корнями и наземной частью.

Обычно несовместимость наблюдается при неродственных прививках, когда, например, для груши в качестве подвоев используют яблоню, рябину, иргу, аронию и др. Такой «союз» не бывает долговечным, в лучшем случае он продолжается 6-8 лет или немного дольше. Привой погибает или отламывается в месте прививки, а подвой может оставаться живым за счет отрастающей поросли.

Несовместимость часто проявляется замедленно, деревья могут расти и плодоносить. При этом кроме раннего окрашивания листьев отмечаются сопутствующие признаки: обильная закладка цветковых почек на фоне слабых приростов побегов; мелкие, нехарактерные для сорта плоды, их ранее созревание и повышенная осыпаемость; появление поросли от корней ниже места прививки; заметные утолщения (наплывы) над местом прививки; снижение свойственной сорту зимостойкости и др.

Деревья с явными признаками несовместимости неизлечимы. Можно лишь использовать сохранившуюся поросль для прививки

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.