Осень ничего не красит в жёлтый: этот цвет был в листьях с весны. А вот красный — совсем другая история
Клён осенью: на одной ветке зелёные, жёлтые, оранжевые и красные листья
Каждую осень деревья устраивают одно и то же представление: зелёный лес за пару недель становится жёлтым, рыжим, багровым. Кажется, что осень раскрашивает листья. На самом деле всё наоборот: жёлтый цвет был в листе всё лето, а осень лишь смывает зелёный. А вот с красным — отдельная и куда более загадочная история.
Почему лист зелёный
Зелёный цвет листьям даёт пигмент хлорофилл. Он нужен для фотосинтеза: улавливает энергию солнечного света, и с её помощью растение делает из воды и углекислого газа сахара — свою пищу.
Летом хлорофилла в листе очень много. Он понемногу разрушается на свету, но растение всё время его восстанавливает — поэтому лист остаётся зелёным. А густая зелень заслоняет все остальные пигменты, которые тоже есть в листе.
Что происходит осенью
В конце лета дни становятся короче, погода прохладнее, и дерево начинает готовиться к зиме. Сначала оно забирает обратно из листьев всё ценное — прежде всего азот и другие питательные вещества.
У основания каждого черешка нарастает слой особых пробковых клеток. Он постепенно перекрывает «трубопроводы», по которым в лист поступают вода и минеральные вещества. Хлорофилл перестаёт обновляться и распадается. Зелень уходит — и становятся видны другие краски.
Присмотритесь к осеннему листу: часто жилки остаются зелёными, когда ткань между ними уже пожелтела или покраснела.
Летом зелёный хлорофилл заслоняет жёлтые каротиноиды. Осенью хлорофилл распадается, жёлтый проступает, а у некоторых деревьев появляются красные антоцианы
Жёлтый был всегда
Жёлтый и оранжевый цвета дают каротиноиды: жёлтые ксантофиллы и оранжевый бета-каротин. Главное: они есть в листе круглый год. Летом их просто не видно под хлорофиллом. Осенью дерево ничего нового не рисует — оно лишь «снимает» зелёный слой.
Это те же пигменты, что окрашивают морковь, кукурузу, яичный желток, бананы и нарциссы. Главными каротиноиды становятся у 15–30% видов деревьев. Жёлтыми осенью становятся листья берёзы, осины, ясеня, многих клёнов.
Берёза осенью: её листья жёлтые от каротиноидов, которые были в них всё лето
Красный — нарочно
Красные, багровые и пурпурные тона дают другие пигменты — антоцианы. И с ними всё иначе: летом их в листе нет. Дерево начинает вырабатывать их специально, в конце лета, из сахаров и на ярком свету.
Умеют это далеко не все: в умеренном климате — примерно каждый десятый вид деревьев. Ярко-красными осенью становятся клёны, дубы, вишни, кизил. Те же пигменты окрашивают клюкву, красные яблоки, вишню и сливы.
Смешиваясь с каротиноидами, антоцианы дают глубокие оранжевые, огненные и бронзовые оттенки. А бурый цвет появляется, когда зелёный и красный пигменты смешиваются или когда к концу осени все пигменты в листе разрушаются.
Какой цвет осенней листвы — от какого пигмента
Зачем дереву красные листья
Вот тут начинается загадка. Зачем дереву тратить силы на окраску листьев, которые вот-вот упадут? У учёных несколько гипотез.
Солнечные очки. Антоцианы защищают лист от яркого света в холод. Пока лист цел, дерево успевает вытянуть из него азот и другие вещества — а без «защиты» свет повредил бы листу раньше времени.
Табличка «Не входить». Биолог Уильям Гамильтон предположил, что красный цвет — сигнал насекомым, например тлям: «здесь тебе не рады». Опыты с яблонями подтверждают: у сортов, которые осенью не краснеют, до взрослого возраста доживает больше тлей. Правда, у краснолистных яблонь мельче плоды — за защиту приходится платить.
Защита от соседей. У некоторых клёнов антоцианы из опавших листьев, похоже, мешают расти молодым деревцам рядом.
Какая гипотеза верна — а может, верны все сразу, — пока не решено.
Листья клёна остролистного: у этого клёна осенняя листва чаще жёлтая, чем красная
Почему одна осень ярче другой
Антоцианов образуется тем больше, чем больше света. Самая яркая листва бывает, когда осенние дни солнечные и прохладные, а ночи холодные, но без заморозков.
А ещё многое зависит от того, где вы живёте. Самые яркие осени — в Северной Америке, Европе и Восточной Азии. В Северной Америке больше 800 видов деревьев, из них около 70 видов дуба, а в Западной Европе — около 50 видов и всего три дуба. Объясняют это ледниковыми периодами: в Америке горы тянутся с севера на юг, и деревья могли отступать вдоль них от ледника к югу, а потом возвращаться. Европейским видам так повезло не всем. Поэтому американская осень такая пёстрая.
Там же, в Америке и Канаде, любование листвой — целая индустрия туризма, у неё даже есть название: leaf peeping. А в Японии любование осенними листьями называется момидзигари.
Зачем вообще сбрасывать листья
Зимой земля промерзает, и корни не могут брать из неё воду, а листья продолжают её испарять. Лиственные деревья испаряют в 6–10 раз больше воды, чем хвойные: берёза за лето — около 80 литров на каждые 100 граммов листьев, сосна — около 9. Не сбрось дерево листву, зимой оно бы засохло. Заодно листопад защищает ветви от тяжёлого налипшего снега.
Хвойным это не нужно: хвоя испаряет мало воды и меняется понемногу. Исключение — лиственница: она, как и берёза, каждую осень желтеет и сбрасывает хвою целиком.
Листопад в цифрах
В средней полосе России листопад обычно начинается во второй половине сентября и в основном заканчивается к середине октября. И, похоже, сдвигается: по гербарным сборам за 150 лет учёные заметили, что осенняя окраска теперь наступает больше чем на месяц позже, чем в XIX веке.
Так что, когда в следующий раз будете идти по жёлтым листьям, вспомните: этот цвет прятался в них с весны.
Подробнее о том, как устроены природные явления, — в журнале lavarden.ru: https://lavarden.ru/read/kak-ustroeno/pochemu-listya-zhelteyut
