Фото Getty Images
Хотя химия осенних цветов хорошо изучена, среди ученых ведутся оживленные споры о том, почему деревья в целом эволюционировали, чтобы приобрести такие яркие цвета осенью.
Проезжая на север через графство Герцогиня, штат Нью — Йорк, в середине октября, я вижу вокруг себя ослепительное золото и раскаленные листья. Вспышки цвета разворачиваются как фейерверк, когда солнечный свет играет на кронах деревьев. Это предвестник предстоящих холодных месяцев.
Дальше на север, в штате Мэн, цвета намного тусклее.
«Этой осенью растения очень рано меняют цвет и очень быстро стареют, потому что страдают от засухи», – говорит Аманда Галлинат, эколог из Колледжа Колби в Уотервилле, штат Мэн, которая изучает сезонные изменения в природе. Глядя в окно, она видит, что много листьев уже стало и мы не знаем точно, почему деревья проходят через эту трансформацию.
Биологам хорошо известны биохимические процессы, посредством которых с наступлением осени из листьев исчезает зеленый хлорофилл, обнажая другие пигменты, создающие яркие цвета. Но что именно заставило лиственные деревья эволюционировать таким образом, чтобы приобрести именно эти цвета, остается загадкой.
Фото Getty Images
Фактически, в течение нескольких десятилетий ведутся активные академические дебаты об этом явлении.
Прежде всего, важно понять, что именно происходит в листьях во время изменения цвета.
Листья, которые желтеют, на самом деле всегда были желтыми – этот цвет происходит от биохимических пигментов, известных как каротиноиды. Они становятся видимыми, когда зеленый хлорофилл разлагается и питательные вещества реабсорбируются растением перед зимовкой.
Оставляет то, что эва начала производить пигменты, отвечающие за осенние цвета, относительно поздно – после того, как они научились реабсорбировать хлорофилл.
Дополнительная сложность заключается в том, что некоторые виды деревьев дают несколько разных осенних цветов, и даже на одном дереве можно увидеть сразу несколько оттенков. Одно можно сказать наверняка: когда листья изменят цвет, они упадут в течение нескольких дней или недель.
Одна из ведущих теорий предполагает, что красные листья, возможно, эволюционировали с вредителями в качестве защитного сигнала, который отпугивает насекомых.
Еще одна распространенная гипотеза – теория фотозащиты. Она утверждает, что пигменты действуют как натуральный солнцезащитный крем для листьев в уязвимый период. Антоцианы являются мощными антиоксидантами, которые, как полагают, защищают листья от повреждения солнечным светом в процессе расскажет вам об их отдельной и полезной роли.
Большинство видов деревьев с красными осенними листьями произрастают в восточной части Северной Америки и Восточной Азии. По некоторым оценкам, по крайней мере 89 видов являются красными в Северной Америке и 152 в Восточной Азии. Для сравнения, в Северной Европе их всего 24.
Фото Getty Images
Можно предположить, что появление красных листьев связанос температурой, но некоторые исследования показывают, что уровень солнечной радиации в Северной Америке и Восточной Азии выше, чем в Европе.
Исследование Реннера предполагает, что сочетание большей солнечной радиации, резких колебаний температуры и более короткого вегетационного периода объясняет, почему осенние цвета в Восточной Северной Америке настолько яркие.
Это дает деревьям больше времени для поглощения питательных веществ из листьев, прежде чем они упадут, Это говорит о том, что антоцианы также могут помочь листьям противостоять холоду и морозу.
Вместо этого теория коэволюции насекомых предполагает, что деревья эволюционировали, чтобы изменить цвет листьев в качестве предупреждающего сигнала для прореживающих листья насекомых, таких как тля.
Тли – вредные существа, и их вторжение может серьезно повредить дерево, поэтому идея о том, что цвет может отпугнуть их, выглядит правдоподобной. Но многие ученые ставят эту гипотезу под сомнение.
Главная слабость аргумента заключается в том, как тли видят цвета. Они, как саранча или гусеницы, не имеют рецепторов, которые позволяют им воспринимать красный цвет так, как это делают люди. Для них он выглядит скучным, серым или даже черным.
Фото Getty Images
Некоторые предполагают, что тли избегают красных листьев просто потому, что они кажутся мертвыми или использовать оба механизма».
Есть и другие предположения. Некоторые исследователи считают, что красные антоцианы образуются не для защиты от света, а для расщепления углеводов в листе.
Есть еще один фактор, который нельзя игнорировать – это мы, народ. На протяжении тысячелетий мы формировали мир вокруг нас: возможно, вырубая менее яркие деревья или сажая более красочные осенние листья, мы бессознательно создавали собственное давление отбора.
Вероятно, это относительно новое явление в эволюции цвета листьев, но есть также свидетельства того, что некоторые растения адаптируются к окружающей среде человека – например, более теплые городские температуры, которые делают их листья краснее. Возможно, то же самое происходит с деревьями.
Наука еще не ответила на этот вопрос, но все согласны в одном: изменение климата влияет на время и
