Лёд раскрасил листву

Желтый цвет осенних листьев появился после глобального похолодания

Глобальное похолодание 35 миллионов лет назад сказалось не только на исчезновении многих видов животных. Именно ему мы обязаны желтыми осенними листьями европейских лесов, образовавшихся уже после того, как ледник отступил. Американцам и азиатам остается довольствоваться красными пейзажами.

Жителям средней полосы России очень повезло – каждую осень мы можем наслаждаться всей гаммой цветов от бледно-желтого до насыщенно-красного. А вот американским и японским поэтам и художникам приходится ежегодно вдохновляться только одним из двух цветов.

Европейская древесная флора в большинстве своём окрашивается в желтый, а вот азиатская и североамериканская – в красный. Симча Лев-Айдун из Университета Хайфа-Ораним и Йармо Холопайнен из Университета Куопио считают, что

это связано с воздействием ледниковых периодов на миграцию деревьев и обитающих на них насекомых.

Причины листопада

В условиях умеренного климата зимой многим растениям не хватает воды. Вода в замёрзшем грунте находится в состоянии льда и не может проникать в клетки корней. В то же время испарение с поверхности листьев не прекращается. Если бы деревья и кустарники, а также и некоторые травянистые растения, не сбрасывали листву, они бы засыхали.

В субтропической зоне наблюдается похожее явление. Причиной там является не зима, а ежегодная засуха.

Хвойные растения, например, ель и сосна, намного лучше переносят сухие периоды, поэтому они в умеренных зонах вечнозелёные. Количество воды, которое испаряется лиственными породами, в 6-10 раз превышает количество воды, испаряемой хвойными. Это, с одной стороны, связано с меньшей поверхностью испарения, с другой, --с различиями в строении.

Берёза в пересчёте на 100 гр листьев за лето испаряет около 80 литров воды, для сосны эта цифра составляет около 9 литров. Лиственница занимает промежуточное место между лиственными и хвойными породами.

Второй причиной сбрасывания листьев является защита от механических повреждений в зимний период от массы прилипшего снега.

Традиционный зеленый цвет связан с пиментом хлорофиллом, который в основном поглощает красный и синий цвет, отражая зеленый. Осенью готовящиеся к зиме растения производят меньше хлорофилла, что вовсе не означает гибель листа – им ещё предстоит выполнить немало функций. Тут-то и проявляются желтые или оранжевые каротиноиды, и до этого времени присутствовавшие в листе, но визуально «перекрываемые» хлорофиллом.

Красный же цвет, определяемый антоцианами, появляется впервые. Соответственно, у берёзы их практически нет, а вот клён научился использовать их по полной.

Зачем и как он это делает, до конца не ясно. Ещё в начале 20 века ученые предположили, что антоцианы защищают лист от вредного ультрафиолетового излучения, но в конце столетия было показано, что красный пигмент производится внутри листьев, а не на поверхности, да и жесткий ультрафиолет антоцианы практически не поглощают.

Согласно другой гипотезе,

агрессивные антоцианы, накапливающиеся в опадающей листве, «отравляют» почву и подавляют рост других растений-конкурентов.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "click": "on",
    "id": "2984068",
    "incutNum": 2,
    "repl": "<2>:{{incut2()}}",
    "uid": "_uid_3225837_i_2"
}

Третья, более аргументированная теория, связывает покраснение с насекомыми: красный цвет выступает в роли предупреждающего сигнала, информируя тлю и ей подобных о токсичности листвы. Истории этой «гонки вооружений» не один миллион лет – насекомые пытаются отложить яйца в теплую разлагающуюся листву осенью, а деревья, наоборот, пытаются этому всеми возможными способами помешать, ведь прожорливые личинки зимой и весной с легкостью включают в свой рацион кору и живые побеги.

Объединив эту идею со знанием географии, авторы публикации в New Phytologist и объяснили разницу в расцветке американо-азиатских и европейских осенних лесов.

Лев-Айдун и Холопайнен считают, что этим отличиям примерно 35 миллионов лет – тогда планета начала охлаждаться, а часть Евразии и Северной Америки покрылись толстым слоем льда.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "click": "on",
    "incutNum": 3,
    "picsrc": "3223488",
    "repl": "<3>:{{incut3()}}",
    "uid": "_uid_3225837_i_3"
}

Тогда листопадные растения умеренных широт, произошедшие в четвертичном периоде от тропических лесов, столкнулись с совершенно новыми условиями. Выжить можно было только в небольших южных оазисах – и смещавшиеся до этого на север деревья поползли на юг.

В случае Северной Америки и Восточной Азии простирающиеся с севера на юг горные массивы не стали серьезным препятствием. Переждав несколько миллионов лет непогоду в районе Арканзаса и Теннеси, клён и его собратья вновь вернулись на север. Европейским листопадникам пришлось тяжелее – идущие с запада на восток Альпы и более мелкие горы отрезали все пути отступления на юг.

И вместе с деревьями исчезли и паразитировавшие на них насекомые.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "click": "on",
    "incutNum": 4,
    "picsrc": "2802023",
    "repl": "<4>:{{incut4()}}",
    "uid": "_uid_3225837_i_4"
}

По мнению исследователей, очистившаяся от паразитов территория определила совершенно другие правила естественного отбора.

Вновь заселявшим Европу видам (откуда они мигрировали и почему не принесли с собой паразитов, палеоботаникам еще предстоит выяснить) уже не было необходимости бороться с насекомыми и синтезировать антоцианы. И доставшееся в наследство от тропических предков красное приобретение оказалось не востребовано.

Единственными, кто пережил суровые времена, стали карликовые кустарники, регулярно окрашивающие скандинавские просторы в красный цвет. Остальным же европейцам приходится довольствоваться желтыми «каротиноидными» пейзажами.