【秘密】植物叶子背后的一些奇特的小秘密!( 三 )
过去很多教科书在解释叶子秋天变色的原因时都简单地说,在秋天。叶绿素消失后,其他色素才显现出来。实际上,花青素是在叶绿素开始分解后才出现的,并非原来就有的。
叶绿素是怎样工作的?
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叶子不断地捕捉和吸收光能,将其转化为动植物生存和建立人类文明所不可缺少的糖分,而这个伟大的能量转换工作是由叶子中的叶绿体来完成的——大约16亿年前,一种不会利用太阳能量的细胞吞噬了一种能够进行光合作用的、被叫做藻青菌的细菌,于是它就成了世界上所有叶绿体的祖先。那么,叶绿体中的叶绿素是怎样工作的呢?
叶子利用叶面上的微孔从空气中吸收二氧化碳,利用根部吸收水分,叶子中的叶绿素通过光合作用,将阳光中的能量与二氧化碳和水结合在一起,形成植物生长需要的营养物质糖分,而这一宏大工程的副产品就是地球上所有生命不可缺少的氧气。
如果没有叶绿体,植物也许就不得不像我们以及其他生物—样,满世界地去寻找吃的。而拥有了叶绿体的神奇能量转换能力,植物叶子只要伸展开它们绿色的“手掌”去摄取阳光,就可以获得生命能量。如果说这个世界上真的存在魔法,那么施魔法者就是叶子中的叶绿素。
叶绿素之所以能赋予叶子绿色,是因为叶绿素吸收大部分红光和蓝光,并反射绿光,于是叶子呈现出绿色。而当秋天来临,日照时间和空气湿度都逐渐减少、变小时,在叶柄和树的木质部慢慢形成一层细胞,它妨碍了水和养料的输送,光合作用减弱了,没有了叶绿素的叶子在短时间内就变成其他颜色了。
秋叶为什么那样红?
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科学家研究发现,土壤质量在叶子颜色变化过程中起到了关键作用。氮含量和其他自然元素含量越低的秋叶越能产生花青素。
为了弄清楚花青素的作用,科学家培育了一种无法合成花青素的变异植株,然后将这种植物与能够产生花青素的植物进行比较。结果发现,叶子变红的植物,可以继续从叶片吸收养分,而无法合成花青素的变异植株的营养吸收过程在秋天到来时早早地就停止了。
研究表明,花青素就像是植物叶子的“防晒霜”。叶绿素分解后,叶子很容易受到强烈阳光的伤害,叶子变红不但可以让植物免受阳光伤害,还可以让植物继续从快要枯死的叶子中吸收养分,这些营养储备将帮助植物安然过冬。
植物产生的花青素越多,叶子就会变得越红,这也正是为什么叶子颜色的深浅每年都不一样,甚至树与树之间也不尽相同的原因。在环境条件严酷时,如遭遇干旱和疾病,这一年的叶子往往会比往年更红。
叶子变红可帮助植物更好地度过严寒天气。秋天越冷,红叶越多,这两者之间有着明显的联系。例如,气候较为温暖的美国佛罗里达州的红枫树叶远不如气候较为寒冷的威斯康星州的红枫树叶那么艳丽。
红叶的颜色深浅和持续时间,同温度、光照以及水分供应都有关系。零摄氏度以上的低温有利于花青素的形成,让枫树叶子变成鲜艳的红色,但过早到来的霜冻天气则会降低红叶的鲜艳程度。另外,多雨多阴天气会让秋叶的颜色变得更深。所以,晴朗干燥、有些凉意但不是太冷的天气是观赏秋叶美景的最好时机。
为什么有的植物不落叶?
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当叶子出现秋天的色彩时,其他的变化也随之开始。大多数北方阔叶林在秋天都会落叶。但是,橡树的叶子以及其他一些树种的褐色枯叶有可能会留在树上,直到春天到来时再次恢复生机。而在天气较为温暖的南方,一些阔叶树的叶子四季常绿,冬天也不落,并一直保持苍翠的绿色。
无论在南方还是北方,大部分常绿针叶林,包括松树、云杉、冷杉、铁杉、雪松等,它们的叶子都四季常青。针状叶或鳞片状叶四季保持着翠绿或浅绿颜色。一些树种的叶子可以存活2~4年,甚至更多年份。那么,为什么有的植物在秋天会落叶,有的植物不落叶?
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