Листопад. Значение листопада для растений

В местах на Земле, где происходит ярко-выраженная смена сезонов, деревья сбрасывают листву на зиму, т. е. переносят неблагоприятный период без листвы. Данное явление называется листопадом. Листопад наблюдается не только в тех регионах, где есть ярко-выраженные зима и лето, но и там, где чередуются влажный и засушливый сезоны года (в субтропиках).

Если листопад предшествует неблагоприятным для растений климатическим условиям, значит, он служит каким-то приспособлением к выживанию в суровых условиях (холод или засуха).

Перед листопадом у многих деревьев происходит изменение окраски листьев. Из зеленых они становятся красными, желтыми, оранжевыми. Происходит это в следствие разрушения зеленого пигмента хлорофилла в хлоропластах, а сами хлоропласты перерождаются в хромопласты. При этом другие пигменты становятся заметными или синтезируются. Обычно это пигменты желто-красных оттенков.

Кроме пигментов хромопластов цвет листвы определяют пигменты в клеточном соке вакуолей клеток.

Чтобы лист опал, в коре дерева образуется специальный пробковый слой. С внешней стороны от пробки в месте соединения листа клетки ослизняются, и лист отваливается. Считается, что деревья определяют, когда надо готовится к листопаду, по длине светового дня.

У листопада можно выделить две основные функции:

• удаление из растений вредных и ненужных ему веществ,

• уменьшение испарения воды растением в неблагоприятный период года (предотвращение обезвоживания).

За вегетационный период (весну и лето) в растениях происходит множество биохимических реакций. Некоторые продукты этих реакций не нужны растению или даже вредны. К осени такие соединения переносятся в клеточный сок вакуолей клеток листьев. Далее в период листопада вместе с опавшей листвой происходит удаления из растения ненужных и вредных веществ. Таким образом, листопад у растений играет роль подобия выделительной системы, которая есть у животных для выведения из организма вредных веществ.

Опавшая листва постепенно перегнивает, органические вещества в конечном итоге разлагаются до неорганических (минеральных). В этом процессе активно участвуют организмы-сапрофиты (черви, бактерии и др.). Таким образом, с листопадом в почву возвращаются многие минеральные вещества, которые так необходимы растениям. Другими словами, листопад способствует круговороту веществ в природе.

Листья растения активно испаряют воду через устьица. Испарение играет важную роль в жизни растения. Оно обеспечивает ток воды из корней в листья, а также охлаждает растение в жаркий солнечный день. Однако для того, чтобы испарение было эффективно, растение должно поглощать корнями достаточное количество жидкой воды. Зимой такой воды очень мало, так как она превращается в кристаллы льда. Воды также недостаточно в период засухи (это касается растений жаркого климата). Если бы листопада не было, то происходило бы обезвоживание растения.

Поскольку воды для осуществления процесса фотосинтеза, который протекает в листьях, недостаточно, то и в этом смысле листва не нужна. Кроме того, зимой длина светового дня существенно меньше, и солнце стоит ниже, то есть мало энергии света для фотосинтеза.

Кроме того, в умеренной зоне зимой много снега, который задерживается на ветвях деревьев. Под его массой ветви могут обламываться. Если бы листва не опадала в период листопада, то способствовала бы еще большему накоплению снега на дереве и обламыванию ветвей.

У покрытосеменных деревьев мест обитания, где нет четкой смены сезонов года, обычно отсутствует явление листопада, когда вся листва сбрасывается за достаточно короткий период, а дерево остается "голым". Тропические леса зеленеют круглый год. Однако это не значит, что каждый лист на таком дереве живет столько же, сколько дерево. Просто одновременно пока одни листья опадают, другие вырастают. В умеренном и более холодном климате также встречаются вечнозеленые покрытосеменные деревья и кустарники. К ним, например, относятся брусника и клюква. Листья этих растений приспособлены к тому, чтобы испарять минимум воды. Они мелкие и толстые, их устьица погружены глубже, зимой большая часть листвы оказывается под снегом.

К вечнозеленым растениям относятся и многие хвойные. У них листопад не наблюдается. Их листья превращены в иголки, что также является приспособлением для снижения испарения. Конечно, и у этих растений иголки опадают и на их месте вырастают новые. Но это происходит по мере естественного старения конкретного листа. Все вместе в определенный сезон года иглы не опадают.

Явление листопада связано с деревьями. У многолетних и двулетних травянистых растений к зиме обычно отмирает вся надземная зеленая часть.