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科普 | 變色,落葉植物的防寒法寶

發(fā)布日期:2022-11-03??來源:科普時報??瀏覽次數(shù):340
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核心提示:當(dāng)經(jīng)過我們身邊的秋風(fēng),一陣冷似一陣,我們會自覺地添加衣裳,這是一種本能。那么,沒有腳不會移動、沒有御寒服的植物們,面對秋風(fēng)和接下來的“一場秋雨一場寒”,該如何應(yīng)對?變色,是大部分落葉植物首先采取的御寒法寶。反過來說,當(dāng)樹葉開始變紅、變橙或者變黃時,都可以看作是寒冷即將來臨的預(yù)告,即所謂的“一葉知秋”。詩人杜牧的名句:“停車坐愛楓林晚,

當(dāng)經(jīng)過我們身邊的秋風(fēng),一陣冷似一陣,我們會自覺地添加衣裳,這是一種本能。

那么,沒有腳不會移動、沒有御寒服的植物們,面對秋風(fēng)和接下來的“一場秋雨一場寒”,該如何應(yīng)對?變色,是大部分落葉植物首先采取的御寒法寶。

反過來說,當(dāng)樹葉開始變紅、變橙或者變黃時,都可以看作是寒冷即將來臨的預(yù)告,即所謂的“一葉知秋”。

詩人杜牧的名句:“停車坐愛楓林晚,霜葉紅于二月花。”不僅僅是對楓葉紅艷外貌的贊美,更是對其傲霜精神的肯定。

說起秋天的紅葉,總也繞不開其代表“紅楓”。

我國古代詩人的理解各有千秋。宋代詩人楊萬里在《紅葉》一詩中,這樣描述紅楓:“小楓一夜偷天酒,卻情孤松掩醉客。”在詩人的眼里,楓葉,因為偷偷喝了“天酒”而酩酊大醉,“臉頰”因此變得緋紅;清朝詩人趙翼則在詩《野步》中描述:“最是秋風(fēng)管閑事,紅他楓葉白人頭?!?br/>

現(xiàn)在我們知道,染紅楓葉的,既不是“酒”,也不是“血”,而是秋天本身——秋天的光照、越來越大的日夜溫差,以及秋天的環(huán)境溫度等。這樣看來,還是詩人趙翼的理解最接近科學(xué)。當(dāng)然,秋天不僅僅只染紅楓,還會為許許多多植物,涂抹出與其他季節(jié)里完全不同的“妝容”,也“渲染”出了一個植物大類——“秋色葉樹種”。

每種樹葉里,都含有天然色素:葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素等等,但這些色素在葉子中含量的比例差別很大,葉片中哪種色素的比例占主導(dǎo)地位,葉子就呈現(xiàn)出那種顏色。

春夏時分,大部分植物葉子中,葉綠素的含量占絕對優(yōu)勢,而葉黃素、胡蘿卜素的含量遠遠低于葉綠素,因而,它們的“光輝”被葉綠素掩蓋,葉片只會顯現(xiàn)出主導(dǎo)色素的綠色。

到了秋天,氣溫不斷下降,晝夜溫差加大,光照一日日變?nèi)?,這些對合成時需要較強光照和較高溫度的葉綠素來說,是致命的。此時,不僅合成葉綠素受阻,葉綠素還很不穩(wěn)定,見光容易分解,分解的葉綠素又得不到補充。所以,當(dāng)葉子中葉綠素的比例,降到低于葉子中的葉黃素和胡蘿卜素的比例后,葉片就顯現(xiàn)出后者的黃色和橙色。葉黃素和胡蘿卜素相對比較“沉穩(wěn)”,不那么容易受外界尤其是季節(jié)的影響。

可以這樣說:秋天的綠葉轉(zhuǎn)黃,只不過是植物葉子里色素的“輪流坐莊”。可是,紅色素卻沒有在整個春夏里排隊等候,它是葉子在其衰老期里制造出來的。當(dāng)葉子意識到自己快要離開枝頭時,在高溫、低溫和干旱等季節(jié)的誘導(dǎo)下,竭盡全力制造出了紅色素。

樹葉中幾乎所有的紅色素,都是花青素的產(chǎn)物?;ㄇ嗨厥且恍〗M黃酮醇分子,它們產(chǎn)生于細胞質(zhì)中,并被運往細胞的空胞液泡?;ㄇ嗨亻_始是無色的,但在加入了糖分子和其他一些化學(xué)成分后,就產(chǎn)生了紅色、栗色、紫色和藍色。這個過程十分復(fù)雜,非常地消耗能量,所以除非有重要作用,否則植物是不可能如此勞神費力地來制造色素的。

到了深秋時節(jié),白天變短,天氣變寒,葉子在白天制造的淀粉由于輸送作用的減弱,到了晚上也不能完全變?yōu)槠咸烟菑娜~子輸出。而此時,葉子內(nèi)的水分逐漸減少,于是葡萄糖就滯留在葉子里,濃度越來越高。正是葡萄糖的增多和季節(jié)因素,“催生”了花青素。

花青素是一種“變色龍”,它在酸性液中呈紅色,堿性液中呈藍色。進入秋天,楓樹等紅葉樹種的葉片細胞液會逐漸呈現(xiàn)酸性,在糖分子的作用下,花青素便讓整個樹葉顯現(xiàn)出“姹紫嫣紅”。(文/圖:祁云枝,本文有部分刪改)

責(zé)任編輯:胡惠雯

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