图 1. 一年中的大部分时间,叶子中叶绿素的绿色会抑制类胡萝卜素的色素,从而产生橙色和黄色。

秋季正式开始于 9 月 22 日。这意味着南瓜、足球和成堆的新鲜、松脆的树叶。为什么树木每年都会丢弃自己的重要部分?这似乎特别奇怪,因为它发生在世界部分地区开始变冷时。

对于植物来说,失去叶子是完全有道理的。

树木由太阳驱动。每片叶子都充满了一种五颜六色的物质,或一种色素,称为叶绿素。叶绿素帮助植物制造能量。它从光和二氧化碳中产生能量。二氧化碳是一种存在于空气中的气体。这个过程称为光合作用。

更少的阳光意味着更少的能量,所以叶子会掉落

在世界上有四季分明的地区,冬天意味着每天的阳光越来越少。冬天也带来寒冷的天气。寒冷可以冻结叶子内的液体。这两件事可以阻止树产生能量。

一棵完全成熟的橡树可能有超过 60,000 片叶子。每个人都需要维生素和矿物质,称为营养素。在冬天落下这些叶子可以让树木保存这些营养。如果它必须在整个冬天继续为所有这些叶子提供营养,这棵树就会死亡。叶子里面也有液体。如果叶子留在上面,它们就会结冰。

蜡针比树叶更容易存活

Mason Heberling 说,常绿树有不同的生存方式。Heberling 是一位植物专家。松树和其他常绿植物的“叶子”又短又厚。这些叶子可以在冬天的寒冷中存活下来。我们称这些叶子为“针”。松树不必每年掉落和重新长出这些针叶。

图 2. 松树不必每年都掉针并重新长出针叶。这是因为针头被蜡覆盖并且里面有化学物质。这些可以防止叶子结冰。

松针是不同的形状。它们也被蜡覆盖。蜡保持针内的热量。针头内含有化学物质,可以防止树木冻结。

种针和落叶是抵御冬天寒冷的两种方法。每种方法都已经存在了数亿年。很明显,它们是成功的生存方式。多叶的树木确实有一种它们需要的表亲所没有的品质:秋天的颜色。

绿色在秋天失去了力量

还记得叶子是如何充满叶绿素的吗?它们还含有称为类胡萝卜素的色素。类胡萝卜素产生橙色和黄色。一年中的大部分时间,来自叶绿素的绿色比类胡萝卜素更强。到了秋天,叶绿素开始分解,为过冬做好准备。然后,所有那些明亮、美丽的红色、黄色和橙色开始显现。

有些树木每年秋天也开始产生一种叫做花青素的色素。这使它们的叶子呈鲜红色。科学家们不知道为什么有些树会这样。他们认为这有助于在生命的最后几周保护叶子免受阳光照射。颜料的作用就像防晒霜。

今年秋天,请留意地面上一堆鲜红色、琥珀色和橘红色的树叶。当你看到它们时,想想它们存在的所有生物学技巧。然后,愉快地跳进去。

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