树叶为什么是红色?
2016-10-30 18:32:22
十年以前,生物学家还认为秋叶变色除了是落叶树生命当中的美丽时刻外,并没有多大意义。对这一现象的标准解释是,这些鲜艳的色彩其实一直隐藏在树叶中。只有当叶绿素消失时,它们才会显现出来,好比是即将死去的叶子退去外衣,露出里面鲜艳的衣衫。
不过,事实证明,这样的理论只对了一半。
黄色和某种程度的橙色是叶子中早就存在的,是叶绿素“脱下面具”的结果。但是红色和紫红色却来自树木在准备进入冬季休眠期时所制造的化合物。
30年前的研究就表明,在树叶的生长季节末期,会产生一种叫做花青素的化合物。现在研究结果清楚地证明,这并非少有的列外。温带地区大约10%的树种到了秋天会因为在几周的时间里产生花青素而出现树叶变红的现象。问题是,为什么会这样?
美国费罗里达国际大学的植物学家戴维·李说:“植物往往不可爱,他们不像熊猫或考拉那样招人喜欢。不过它们有一个强项,那就是秋叶。大家都能看到这样的美景。秋叶充满诗意。现在我们想弄清楚这种现象的科学依据。”
自然选择的规律决定了如果一种物种--在这个问题上是多种物种--让自己呈现出某种特点或活动特性,可能存在一个充分的理由。树叶不是为了供人观赏而变红的,这种现象肯定是以某种方式对树木本身起到帮助作用。
变红的叶子会给树木的生存带来何种好处?一些科学期刊目前就这一主题展开了热烈的讨论。近几年来,不断有新的数据和实验结果出现,加入这场争论。
目前主要有两种观点。
一种观点是,树木每到秋天就会出现类似敦克尔克大撤退那样的情形,这时树木会从即将枯死的树叶中收集对自己有益的化合物并将其储存起来,留待以后使用。而秋叶之所以会变红,是因为红色素参与了这一过程。
另外一种观点是,红色是给啃噬树叶(对树木有害)的蚜虫发出信号,这种昆虫会在秋天行动,寻找产卵地点。蚜虫不喜欢红色,树叶变红发出的信息是:不要在这里产卵,这里不是你养育小蚜虫的好地方。
树叶变绿是因为叶子里面含有大量的叶绿素。秋天变黄是因为叶绿素减少,花青素增加了。
叶绿素可能是你最熟悉的。几乎所有植物叶片中都有叶绿素成分存在,叶绿素通过光合作用吸收红光和蓝光的能量并反射出绿色光(它的颜色)。并且将二氧化碳和水通过光合作用转换成氧气和碳水化合物。叶绿素是叶细胞中的主力军,所以在春季和夏季,叶子显现出来的颜色就是绿色。
随着秋季的来到,白天时间变短,气温逐渐转凉,因此叶子产生的叶绿素越来越少。当叶绿素产生的速度开始落后于叶绿素的分解速度时,叶子中的绿色色素开始减少。一些树木,如红枫树,漆树的花青素迅速增加,使他们显得尤为红色,在寒冷但阳光充足的条件下花青素产生旺盛。花青素吸收蓝光,蓝绿光和绿光。因此,花青素反射出的光,是令人难以置信的猩红色,甚至是紫色的色调。
大部分高等植物的叶片都是绿色,这种绿色来源于叶片表皮细胞中所含的叶绿体,叶绿体是由白色体在阳光照射下转化而来的,因此,没有阳光就没有绿色植物。
在各种花卉植物的叶片中,分别含有叶绿素A,叶绿素B,胡萝卜素和叶黄素。前两种是植物叶片呈现绿色的色源,其中叶绿素A呈蓝绿色,,叶绿素B呈黄绿色,由于它们在不同植物的叶绿体内含量不同,所以有的呈深绿色,有的呈浅绿色,有的呈淡绿色或草绿色。胡萝卜素是使叶片呈现橙色的色源,叶黄素是使叶片呈现黄色的色源,花青素是使叶片呈现红色的色源,在一些观叶类花卉的叶肉细胞内,常含有大量的胡萝卜素、叶黄素和花青素,或者在叶片的某一部分含量很大,因而形成了彩叶。
叶片的色彩变化,实质上就是叶片内部各种色素的含量发生了变化,气候是一个相当重要的主导因素。
准确的说,枫叶在春夏时节是绿色,到秋天会由于叶绿素减少、类胡萝卜素增多,导致枫叶呈橙黄或红色。
变红具体原因
所有的树叶中都含有绿色的叶绿素,树木利用叶绿素捕获光能并且在叶子中其他物质的帮助下把光能以糖等化学物质的形式存储起来。除叶绿素外,很多树叶中还含有胡萝卜素、黄色素、红色素等其他的一些色素。虽然这些色素不能像叶绿素一样进行光合作用,但是其中有一些能够把捕获的光能传递给叶绿素。在春天和夏天,叶绿素在叶子中的含量比其他色素要丰富得多,所以叶子呈现出叶绿素的绿色,而看不出其他色素的颜色。
当秋天到来时,白天缩短而夜晚延长,这使树木开始落叶。在落叶之前,树木不再像春天和夏天制造大量的叶绿素,并且已有的色素,比如叶绿素,也会逐渐分解。这样,随着叶绿素含量的逐渐减少,其他色素的颜色就会在叶面上渐渐显现出来,于是树叶就呈现出黄、红等颜色。
叶子的颜色主要由叶片的色素决定,随着各种色素的不同,植物的叶子颜色也就不同。 红色叶子也一样能进行光合作用,叶子本身同样含有叶绿素,只不过含有红色的花青素遮住了绿色罢了!而这种花青素还会随酸碱度来变化叶子颜色!许多海底植物,像海带、裙带、马尾藻、黑带,它们也都进行光合作用,同样含有叶绿素,虽然它们均为红色或褐色,叶子的颜色较深,这只不过是内含的藻褐素较多罢了! 红色的秋海棠还是可以行光合作用 变叶木的叶片含花青素较多 有些植物的叶子,像枫树、橄仁树的叶子,到了秋天就变成红色,这是因为叶绿素被破坏,而花青素(它是红色的)显示出来的缘故。 另外,绿色植物对绿光的吸收在所有的光中最少,所以绿色植物会把绿光反射回来,这正是植物为什麽多为绿色的原因。所以红色植物将红光反射,吸收绿光(主要吸收蓝光)。
秋天来了,一阵微风吹过,树叶悠悠地飘落下来。俗话说“一叶知秋”,那五彩缤纷的树叶就是秋天的使者,她不仅告诉我们秋天的到来,还为秋天添上了几分色彩。 你看,很多树叶已经悄悄地换上了金色的秋装,一阵秋风吹过,树叶纷纷随风飘落,它们有的像蝴蝶翩翩起舞,有的像黄莺展翅飞翔,有的像杂技演员在空中翻着跟斗,还有的像舞蹈演员在轻盈地旋转。 我顺手接住一片树叶,我发现这片树叶泛着红光,它像一把燃烧的烈火。我凝视着手中的树叶,心想:秋天,大多数的树叶都变黄了,可为什么有的树叶却会变红呢?难道是上帝赐给它的特殊礼物吗?带着这个疑问,我查找了《十万个为什么》的植物篇。 原来,树叶的颜色是由它所含的色素决定的。正常生长的树叶含有绿色的绿叶素,黄色或橙色的类胡萝卜素,红色的花青素等。夏季,在树叶里叶绿素的含量最多,所以树叶是呈绿颜色的。到了秋天,由于温度降低,树叶产生新的叶绿素的能力慢慢地消失了,但类胡萝卜素比较稳定,仍留在树叶里,所以大多数的树叶就由绿色变为黄色了。而有些树的叶子,在叶绿素减少的时候却把红色的花青素显露出来了,这样就使树叶由绿色变成了红色,使树叶显得更加漂亮了。 这不禁使我想起了“霜叶红于二月花”的诗句,原来树叶的颜色有这么多的秘密啊!
美国科学家援引最新研究结果认为,这主要是因为树木在过冬前要从树叶和土壤中汲取并储藏尽可能多的养分。
10月23日,游客在北京香山观赏红叶。进入10月下旬,北京香山又到满山红叶时,登山赏红叶的游客络绎不绝。
英国《自然》杂志网站29日报道说,美国科学家研究了生长在水涝地区和高地的树木后发现,土壤越贫瘠,树木就越需要从树叶中获取养分,树叶在秋天就越容易变红。
北卡罗来纳大学夏洛特分校的埃米莉·哈宾克进行的研究显示,由于高地土壤中养分少,那里生长的树木的叶子在秋天变成了红色;而在土壤中养分丰富的水涝地区生长的树木,其叶子在秋季仍保持黄色。
科学家已经知道,树叶中的叶绿素在秋天来临之际通常会产生分解,树叶中的养分也会重新分配到树干和树根,以帮助树木度过阳光稀少的冬季。树叶失去叶绿素之后,其中原本就存在的黄色的类胡萝卜素会显露出来,这是一些树木的叶子在秋季泛黄的原因。树叶变红主要是由花青素所导致的,这种色素通常在秋季到来时才由树叶产生。树木如此大费周折让树叶变红目的何在?科学家就此一直未有定论。
有科学家认为,花青素等色素能充当抗氧化剂,帮助树木抵御恶劣环境。也有科学家认为,这些色素可以提高树叶温度,从而帮助树木抗寒。美国蒙大拿州立大学的科学家威廉·奥克曾在几年前提出,花青素可能起到类似防晒剂的保护作用,能够在秋季避免树叶因受阳光损害而过早凋落,从而使树木能够从树叶中汲取更多养分。
哈宾克的新研究结果支持了奥克早先提出的观点。奥克指出,贫瘠土壤上生长的树木对养分的需求更高,它们的树叶之所以更容易变红,为的是不让其过早凋落。
秋高气爽的时节,你去北京香山玩,会有遍野的红叶。原来叶子的颜色都是由它所含有的各种色素来决定的。正常生长的叶子中总含有大量的绿色色素,叫做叶绿素。另外还有黄色、橙色或橙红色的类胡萝卜素,红色的花青素等。叶绿素和胡萝卜素都是进行光合作用的色素。它们都集中在细胞内的叶绿体小颗粒中,实际上这就是生产粮食的小工厂。叶绿素的化学性质很活泼,也很容易被破坏。夏季叶子能长期保持绿色,那是因为不断有新产生的叶绿素代替那些褪了色的老叶绿素。类胡萝卜素是比较稳定的,对叶绿素还能起一定的保护作用。到了秋季,叶落归根子经不住低温的影响,产生新叶绿素的能力逐渐消失,绿色渐渐褪掉,而类胡萝卜素仍留在那里,于是叶子就变成黄色的了。
有些叶子变成红色,那是叶子在凋落前的半个月里产生了大量的红色花青素的结果。
秋天,山上的树叶子往往比平地上的树叶红得早。这是因为山上的昼夜温差比较大,有利于叶子里糖分的积累,产生的花青素比较多。除了在北京香山所看到的黄栌以外,江南一带的枫树,到了秋天,树叶子也红得美丽,古人曾用“江枫如火”形容它;黄河流域一带的乌桕也是著名的红叶树,古人有“乌桕犹争夕照红”的诗句。其他还有很多红叶树,如黄连...秋高气爽的时节,你去北京香山玩,会有遍野的红叶。原来叶子的颜色都是由它所含有的各种色素来决定的。正常生长的叶子中总含有大量的绿色色素,叫做叶绿素。另外还有黄色、橙色或橙红色的类胡萝卜素,红色的花青素等。叶绿素和胡萝卜素都是进行光合作用的色素。它们都集中在细胞内的叶绿体小颗粒中,实际上这就是生产粮食的小工厂。叶绿素的化学性质很活泼,也很容易被破坏。夏季叶子能长期保持绿色,那是因为不断有新产生的叶绿素代替那些褪了色的老叶绿素。类胡萝卜素是比较稳定的,对叶绿素还能起一定的保护作用。到了秋季,叶落归根子经不住低温的影响,产生新叶绿素的能力逐渐消失,绿色渐渐褪掉,而类胡萝卜素仍留在那里,于是叶子就变成黄色的了。
有些叶子变成红色,那是叶子在凋落前的半个月里产生了大量的红色花青素的结果。
秋天,山上的树叶子往往比平地上的树叶红得早。这是因为山上的昼夜温差比较大,有利于叶子里糖分的积累,产生的花青素比较多。除了在北京香山所看到的黄栌以外,江南一带的枫树,到了秋天,树叶子也红得美丽,古人曾用“江枫如火”形容它;黄河流域一带的乌桕也是著名的红叶树,古人有“乌桕犹争夕照红”的诗句。其他还有很多红叶树,如黄连木、水杉、漆树、槭树、桷树等。
目前,人们对于花青素的分子结构及化学性质都有不少的研究,但它除了增添树叶的色彩以外,在叶子中到底起什么作用还有待进一步去了解。
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