Ответ кажется очевидным. Осенью листья переходят в жёлто-оранжево-красно-фиолетовые области электромагнитного спектра исключительно для того, чтобы радовать глаз человека вообще и сотрудника «КШ» в частности. Разве нет? Может, и у красивой окраски есть какой-то смысл? Разобраться с прагматикой осенней романтики нам помог заведующий кафедрой экологии и географии растений биофака МГУ профессор Владимир Онипченко.
Тот, кто даёт нам цвет
Осеннюю окраску листьев определяют две группы пигментов. Первые — каротиноиды, которые обеспечивают жёлтые, оранжевые, красные или коричневые оттенки. Летом они поглощают избытки солнечного света, оберегая таким образом нежное содержимое растительных клеток от стресса. Осенью каротиноиды проявляются из-за разрушения хлорофилла — того самого вещества, которое даёт листьям зелёный цвет и вообще является основным тружеником фотосинтетического конвейера.
Вторая группа пигментов — флавоноиды, они дают красно-фиолетовый оттенок. Эти соединения появляются в листьях лишь к осени, причём растения синтезируют их специально.
Вряд ли деревья делают это в угоду меланхоликам, взору которых созерцание осенних красок доставляет особое удовольствие, — вероятно, так происходило за миллионы лет до появления людей… Значит, деревья получают от этого какую-то пользу, иначе эволюция не закрепила бы способность менять цвет. И в чём же выгода?
Маскировка или экономия?
У науки на этот счёт есть несколько гипотез. Первая: изменение цвета обеспечивает защиту от насекомых. Листопадные растения готовы расстаться со своей листвой, но стремятся потерять как можно меньше полезных веществ. Для этого они дробят сложные молекулы на мелкие составляющие и перекачивают в ветви и корни. Происходит это не так быстро, что вот раз! — и перекачали. А пока процесс длится, на питательные низкомолекулярные соединения могут покушаться другие участники экологических сообществ. Например, сосущие насекомые. Такие как тли.
Спрятаться растениям помогает как раз красно-фиолетовая окраска: редкое насекомое способно видеть красный цвет. Тли не из их числа. Экологические эксперименты подкрепляют защитную гипотезу: при наличии выбора тли предпочитают садиться на зелёное, нежели на красное или жёлтое.
Другая гипотеза о смысле осенней красоты завязана на фотосинтезе. Мол, при более высоких температурах он идёт чуточку эффективнее. А фиолетовый или красный окрас позволяет поглотить из солнечного света больше тепла и обеспечить чуть более высокий уровень фотосинтеза в не слишком благоприятный для него период.
Однозначного ответа, какая из гипотез верна, пока что нет и не факт, что будет. В науке это нормально. Вполне вероятно, обе гипотезы справедливы (каждая из них уже имеет экспериментальное подтверждение). Более того, не исключено, что учёные найдут ещё десятки обоснований осенней красоты — и каждую аргументируют данными.
Богатые не краснеют
Не все листопадные растения заботятся о маскировке и занимаются перекачкой веществ. Ольха, например, так не делает. Она в процессе эволюции обзавелась бактериями-сожителями — актиномицетами, и научилась «строить» для них жилые кварталы в своих корнях. Актиномицеты поставляют ольхе столько минерального азота, что та может позволить себе не перекачивать крохи из листьев.
При этом зелёная окраска листьев сохраняется у ольхи вплоть до наступления морозов. Дальше фотосинтезировать становится невозможно по физическим причинам, и листья просто буреют и опадают. За несколько лишних недель или даже месяцев фотосинтеза, выяснили японские учёные, ольха в энергетическом эквиваленте успевает нафотосинтезировать в шесть раз больше, чем нужно для расплаты с актиномицетами за тот объём соединений азота, что она могла перекачать из своей листвы. Простая экономика!
Кстати, в Японии для описания листопада используют два разных слова:
Коё — опадание жёлтых и красных листьев как естественный процесс,
Момидзи — интенсивно красная окраска листьев в контексте созерцания.
Пишутся оба термина одинаково (紅葉), а прочтение зависит от контекста.
В то же время у большинства деревьев таких союзников нет, и рассчитывать они могут либо на себя, либо на среду. Если они живут в довольстве и достатке, то есть растут на богатых почвах, то просчитывать балансы с перекачкой пожитков и прятаться от насекомых не приходится. Если же условия бедные, то уповать остаётся только на себя.
Оттого и листопады самые красивые там, где небогато. В средней полосе России, например, деревьям живётся неплохо. Оборотная сторона этого богатства — не самые зрелищные осенние леса. В Северной Америке вот значительно беднее. В Скалистых горах, например, с атмосферными осадками выпадает на порядок меньше соединений азота, чем у нас на Кавказе. Правда, и леса в Скалистых горах преимущественно хвойные. А вот на границе США и Канады кленовые леса в сентябре — багряный огонь.
Гербарий: как хранить осенние листья
Этот текст не для ботаников, а для самых обычных людей, которые осенью гуляют в парках и собирают красивые листья. Впрочем, возможно, вдохновившись красотами природы, эти люди станут ботаниками или хотя бы начнут больше интересоваться наукой о растениях.
1. Принесённые домой листья положите внутрь стопки газет. Это лучше, чем книга, поскольку в ней лист сохнет медленнее и на нём может поселиться грибок.
2. Прижмите газеты с листьями каким-нибудь грузом.
3. Ждите. Гербарий считается сухим тогда, когда вы не ощущаете лёгкий холодок при нежном прикосновении кончика носа к растению.
Предыдущие пункты относились только к жёлтым и оранжевым листьям, чей цвет определяют каротиноиды. Красные и фиолетовые листья, в которых много флавоноидов, так просто не сохранить. Но мы знаем способ!
1. Берём кастрюлю с водой. Греем. Сыпем туда поваренную соль. Много. Ещё больше. Ещё сыпем — до тех пор, пока соль не перестанет растворяться.
2. Опускаем в рассол листы бумаги А4, чтобы они этой жидкостью пропитались.
4. Сушим листы на какой-нибудь впитывающей поверхности.
5. Прокладываем просоленными листами бумаги красные и фиолетовые листья.
Если листья высохли, пора оформлять коллекцию.
1. В качестве подложки лучше всего подходит бумага для черчения. Особый шик, если бумага не совсем белая, а цвета слоновой кости.
2. Толстые и крепкие части листьев пришиваем к бумаге нитками.
3. Тонкие места фиксируем маленькими клеевыми полосочками. У ботаников считается хорошим тоном, чтобы эти полосочки приклеивались строго под прямым углом относительно краёв бумаги и ни в коем случае не пересекались.
4. Внизу прикрепляем этикетку с текстом. Учёные указывают время и место сбора, вид растения и прочие научные штуки. А вы можете записать мысли, которые возникали, пока вы гуляли по парку и собирали листья. Поверьте, это не менее ценно.
5. Получившиеся листы можно сложить в папку, скрепить в альбом или даже повесить на стену.