Перед тем как погрузиться в зимний сон природа дарит нам удивительное разнообразие красок, как будто давая возможность насладиться своим пышным увяданием. И как приятно, испытывая легкую грусть, пройтись в парке по шуршащей золотой и багряной листве. Осень – пора листопада. Любой ребенок скажет, что осенью листья желтеют и опадают с деревьев. И будет абсолютно прав. Так почему же осенью деревья меняют свой зеленый наряд и сбрасывают листья?
Природой все устроено мудро и у нее на все свой черед. После весеннего пробуждения и летнего расцвета природе нужен отдых. Поэтому осенью деревья готовятся к зимнему сну. С уменьшением светового дня постепенно прекращается процесс фотосинтеза. Другими словами, растение получает все меньше питательных веществ, и его жизнедеятельность постепенно замирает. А с разрушением зеленого пигмента хлорофилла (без которого фотосинтез невозможен) на листьях становятся видны и другие пигменты – желтый ксантофилл, оранжевый каротин и красный антоциан. Именно они придают осенним листьям такую окраску. Правда, не все деревья окрашиваются в багряные тона. Багрянец присущ в основном кленам и осинам, а липы, дубы, березы лишены красных оттенков, они отливают золотом. Причем активное образование антоциана происходит именно поздней осенью, когда значительно снижена температура воздуха и хлорофилл в листьях почти полностью разрушен. А с ольхи и сирени, например, листва так и упадет зеленой, независимо от погоды. В их листьях, кроме хлорофилла, других красящих пигментов нет.
Но, казалось бы, зачем дереву тратить силы на синтез нового пигмента в листьях, которые все равно опадут. Оказывается, антоцианы помогают листьям подольше продержаться на дереве, а дереву, в свою очередь, запасти на зиму больше питательных веществ. Ведь листья к осени накапливают в себе большое количество питательных веществ и минеральных солей.
Но, помимо полезных веществ, в листьях накапливается и много вредных метаболитов (продуктов жизнедеятельности растения) и лишних минеральных солей, которые только вредят здоровью дерева. Поэтому полезные вещества дерево себе забирает, а от вредных веществ и лишних солей избавляется, сбрасывая листву.
Еще одна причина, по которой дерево сбрасывает листья, состоит в том, что через поверхность листа испаряется много влаги, необходимой дереву. Весной и летом это не так страшно, ведь идут дожди. А зимой корни дерева не смогут её восполнить, так как извлечь влагу из промерзшей почвы очень затруднительно. Поэтому, сбрасывая листву, дерево спасает себя от засыхания в зимнюю стужу, а, следовательно, от гибели.
Наверное, все обращали внимание на то, что после сильных снегопадов ветки деревьев сильно склоняются к земле под тяжестью снега. А некоторые ветки из-за этого даже ломаются. А если бы зимой на деревьях оставались еще и листья, то снега на ветвях оставалось бы гораздо больше из-за большой поверхности листа. Поэтому, сбрасывая листья, деревья защищают себя еще и от механических повреждений, которые могут произойти под напором большой массы снега.
Как видим, осенний листопад – вполне естественное и жизненно необходимое природное явление. Если бы деревья не сбрасывали осенью листья, они бы зимой попросту погибли.
Кстати, в опавших листьях остается много углеводов и минеральных веществ, которые очень полезны для почвы. Поэтому они являются хорошим удобрением, благодаря которому лесные почвы обогащаются перегноем и приобретают ряд ценных свойств.
Следует добавить, что процесс расставания с листьями происходит у деревьев совершенно безболезненно. Подготовка к листопаду начинается еще в конце лета. Для этого у основания листа образуется специальный пробковый слой. Его клетки имеют гладкие стенки и легко отделяются друг от друга. К началу листопада связь между клетками этого отделяющего слоя нарушается, и лист висит на дереве только благодаря тоненьким сосудистым пучкам, которые соединяют его с веткой. И уже при небольшом порыве ветра эта непрочная связь обрывается и лист, медленно кружась, падает на землю. Часто можно наблюдать, как, не выдерживая своей тяжести, листья опадают даже в тихую безветренную погоду. А на месте рубца от оторвавшегося листа на дереве образуется новый защитный пробковый слой.
Вот так объясняет это наука. А некоторые утверждают, что листья желтеют от старости, а краснеют от увиденного.
Многие годы ученые работали над тем, чтобы понять, почему начинается листопад осенью. И хотя все детали этого процесса полностью неизвестны, накопленных знаний достаточно, чтобы понять основные механизмы этого процесса. На изменение цвета листвы осенью оказывают влияние три основных фактора: пигменты в клетках листьев, длина ночи и погода. Но это далеко не простое объяснение процесса пожелтения и опадания листвы.
Зима – это необходимость, с которой сталкиваются все растения ежегодно в определенных климатических зонах. Поэтому многолетние растения, к которым относятся и деревья, должны иметь механизмы, обеспечивающие защиту и выживание в морозных температурах и других неблагоприятных зимних условиях.
Стебли, ветви и почки снабжены средствами защиты для того, чтобы выжить в экстремально холодных условиях и проснуться с новыми признаками весны. Но нежная ткань листьев зимой просто замерзла бы. Деревья вынуждены или пожертвовать ценными веществами, чтобы защитить листву, или расстаться с ней.
Вечнозеленые деревья, такие как елки, ели, сосны, пихты и т.д., могут пережить зиму, не закаляясь. Их листва, напоминающая иглы или чешую, покрыта толстым слоем, похожим на воск, а вещества в составе внутриклеточной жидкости содержат «антифризы», что делает их устойчивыми к морозам. Таким образом, «листья» вечнозеленых растений спокойно переживают самые холодные зимы, например, в Арктике. Вечнозеленые иглы живут несколько лет, но в конце концов и они опадают из-за старения.
Листва широколистных деревьев, наоборот, – очень нежная и ранимая. Листья у них широкие, тонкие и не имеют защитных покрытий. Жидкость внутри них являет собой водянистый сок, который моментально замерзает на морозе. Это значит, что эти клетки неспособны пережить зимние холода. Поэтому их необходимо сбросить, чтобы обеспечить дальнейшее выживание деревьев. Это причина, почему листопад предшествует каждой зиме.
Иглы и листья, опавшие с деревьев, зря не пропадают. Они разлагаются и пополняют состав почвы необходимыми веществами, входя в состав губчатого слоя гумуса.
Этот лесной ковер впитывает и удерживает дождевую влагу, необходимую растениям для роста и развития. Опавшие листья становятся пищей для многочисленных микроорганизмов, обитающих в лесной экосистеме. Вполне возможно, что без питательных веществ, ежегодно поставляемых опавшими листьями, леса бы просто не выжили, точно также, как не выжили бы и деревья, не сбрасывая листья.
От чего зависит цвет листвы осенью
Ранней осенью, в ответ на сокращение длины дня и уменьшение интенсивности солнечного света, листва начинает готовиться к опаданию. Ни температура, ни дожди, ни количество поступающих питательных веществ в растение не влияют так сильно на изменение цвета листьев и появление листопада, как увеличение длины темного времени суток. По мере того, как дни становятся короче, а ночи удлиняются и становятся прохладнее, биохимические процессы в листве начинают окрашивать листья в желтый и красный цвета.
Питающие листья сосуды постепенно перекрываются, а в основании каждого листа образуется слой клеток. Эти перекрытые сосуды останавливают обратный выход сахаров из листьев, что приводит к образованию антоцианов. После того, как этот слой клеток оказывается полностью сформирован, лист готов к опаданию.
В раскраске осенних листьев участвуют три разновидности пигментов:
- Хлорофилл, который придает листьям зеленый цвет. Он необходим для фотосинтеза – химической реакции, которая позволяет растениям использовать солнечный свет для производства сахаров, нужных для питания. Деревья умеренных широт запасают эти сахара в тканях на период зимней спячки.
- Каротиноиды – придают листве желтый, оранжевый и коричневый цвета. Примером яркого действия этих красителей являются цвета кукурузы, моркови и нарциссов. А также брюква, лютики и бананы.
- Антоцианы – придают цвет клюкве, красным яблокам, винограду, чернике, вишне, клубнике и сливам. Эти пигменты растворяются в воде и появляются в водной части листьев.
Как хлорофилл, так и каротиноиды присутствуют в хлоропластах листьев на протяжении всего сезона роста. Большая же часть антоцианов вырабатывается осенью, в ответ на яркий свет и избыток сахаров в клетках листьев.
В теплое время года, то есть в сезон роста, хлорофилл непрерывно вырабатывается и распадается. При этом листья выглядят зелеными. По мере увеличения длины ночи осенью, выработка хлорофилла замедляется, затем полностью прекращается. При этом весь хлорофилл в листьях уничтожается. Из-за этого каротиноиды и антоцианины, присутствующие в листве становятся видимыми.
Как изменяется цвет разных деревьев
Какой именно цвет появится на листьях после того, как в листве проявятся каротиноиды и антоцианины, во многом зависит от растения. Например:
- Дубовая листва становится красной, коричневой или красно-коричневой.
- Гикори (семейство ореховых) приобретают золотисто-бронзовый цвет.
- Осины и тополя – золотистые и желтые.
- Кизил – фиолетово-красный.
- Буки приобретают цвет легкого загара.
Расцветка осенних кленов различается от вида к виду. Красный клен становится ярко-алым, сахарный – оранжево-красным, а черный – ярко желтым. Полосатый клен оказывается почти бесцветным. Листва на некоторых деревьях (таких, как вязы) просто усыхает и опадает, почти не изменяя своего цвета.
Начало изменения цвета листвы также зависит от вида дерева. Например, такие деревья, как оксидендрумы в южных американских лесах, приобретают яркие малиновые цвета поздним летом, в то время как остальные деревья еще зеленеют. Дубы сильно запаздывают с изменением окраски, и стоят зелеными в то время, как почти все другие деревья изменили окраску и сбросили листву.
Время начала изменения цвета листвы генетически запрограммировано. Подтверждение этому является то, что те же самые виды окрашиваются в одинаковые цвета на определенной географической широте как в прохладных местностях высокогорья, так и в теплых низинных долинах.
Как погода влияет на цвет осенней листвы
Количество и яркость раскраски в каждом осеннем сезоне зависят также от погодных условий, которые влияют на трансформации хлорофилла в листьях. Главными факторами являются температура и влажность.
Продолжительные теплые, солнечные дни и прохладные, но не морозные ночи, приводят к появлениям наиболее ярких осенних расцветок. Во время таких дней в тканях листвы вырабатывается очень много сахаров. Однако с наступлением холодов сосуды, питающие клетки листьев, постепенно перекрываются, – и сахара перестают к ним поступать.
Эти условия – большое количество сахаров и света подстегивают выработку ярких антоцианиновых пигментов, которые окрашивают листу в красные, фиолетовые и малиновые оттенки. Поскольку каротиноиды в листве присутствуют всегда, желтые и золотистые тона являются постоянными из года в год.
Влага в почве также влияет на осенние цвета. Как и погода, она сильно изменяется от года к году. Бесчисленное число комбинаций, которые возможны при сочетании этих сильноизменчивых факторов, приводят к тому, что нет двух осенних сезонов, во время которых листья будут похожие друг на друга. Позднее наступление весны или сильная летняя жара могут вызвать задержку появления осенней окраски на несколько недель. Теплый осенний период также может снизить интенсивность осенней палитры.
Листопад принадлежит к числу наиболее характерных явлений осенней природы. Он ярче всего выражает сезонную периодичность в развитии растительного мира наших широт. Каждый год повторяется он, радуя вначале наш глаз бесчисленным количеством тонов и красок, в которые наряжается лес, а затем наводя невольную грусть унылым видом обнажившихся деревьев и меланхолическим шорохом опавшей листвы. Осень издавна считается скучной порой, мертвым сезоном в природе. Поэты сравнивают ее со старостью, грустят об ее приближении. Для натуралиста осень — интереснейшее время в году, пора интенсивных исследований и наблюдений, когда ярче всего выявляются многочисленные приспособления животного и растительного мира к условиям неблагоприятного сезона. В это время многое удается подметить в природе, объяснить многое непонятное. Многие проявления весенней природы без соответствующих осенних наблюдений будут казаться нам загадочными. Весна и осень неразрывно связаны между собою — это отдельные стадии единого жизненного цикла природы наших умеренных широт.
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Еще совсем маленькой, увидев первый раз осенний листопад, я подумала, что это ветер своей силой срывает уже «созревшие» листья с деревьев и сбрасывает их на землю. Почему листья для меня осенью были «созревшие» - потому, что я думала, что они, как и плоды на деревьях, с наступлением осени созревали.
Когда я пошла в школу на уроках «Окружающий мир» я начала понимать, что сбрасывание листьев деревьями осенью - это их подготовка к зиме. Но я все равно считала, что это не совсем правильно, потому что деревья и кустарники всю весну и лето выращивают свои листья, затрачивают энергию, а потом все это богатство у них отнимают. «А что если деревья останутся с листьями зимой?» - думала я в то время.
Прошло время. Я начала изучать в школе «Биологию», и только тогда из учебника и из рассказов учителя мне стало понято, что такое листопад и зачем он происходит. Тех сведений о листопаде, которые я получила на уроках, мне оказалось недостаточно, и я захотела узнать более подробно о значении листопада для деревьев, используя для этого дополнительную литературу.
Итак, взяв за основу сведения из учебника «Биология 6 класс», дополнив их информацией интернет - журнала (http://awesomeworld.ru/), информацией с сайта http://ru.wikipedia.org/wiki/листопад, из книги Граубина Георгия Рудольфовича «Почему осенью листопад?» и из книги Кожевникова А. В. «Листопад» (глава «Весна и осень в жизни растений»), я провела свое исследование.
Объект моего исследования - листопад.
Гипотеза - листопад - это биологическое приспособительное явление в жизни листопадных растений
Цель работы: изучить биологическое значение, причины и механизм листопада
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
рассмотреть причины листопада;
определить механизм опадания листьев;
сделать выводы о биологическом значении листопада для растений и окружающей природы.
Используемые методы исследования:
Чтение учебной, научно-популярной и справочной литературы по пробле-ме исследования.
Поиск информации в глобальных компьютерных сетях.
Что такое листопад
Листопадом называют естественный процесс отделения листьев от ветвей деревьев или кустарников, который был вызван сезонным изменением климатических условий (похолоданием, засухой), внутренним ритмом развития растений, поражением их вредными насекомыми, болезнями, химикатами или плохо удобренным грунтом. Процесс этот происходит абсолютно у всех растений, в том числе и тех, которые считаются вечнозелёными: их листья опадают постепенно, одновременно замещаясь новыми. Листва может опадать за раз в определённый период года, как у листопадных деревьев, а может, как у вечнозелёных - постепенно, в течение длительного времени. Стоит заметить, что в тропических лесах растения стоят без листьев обычно лишь несколько дней, тогда как в умеренных широтах этот период может длиться от восьми до девяти месяцев.
Листопа́д — биологический процесс сбрасывания листвы растениями. 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 (хотя оно, естественно, снижается, так как зависит от температуры воздуха). 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 г 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. Кроме этого, листопад очищает организм растений от вредных веществ. Учёные установили, что листья осенью содержат намного больше минеральных веществ, чем весной и летом. Это объясняет то обстоятельство, что в тропической зоне с однородным в течение всего года климатом листопад всё же существует. Там он происходит не в короткие сроки, а распределяется на весь год и поэтому менее заметен. Сроки сезонного листопада в разных широтах разные. В средней полосе России процесс активного сбрасывания листьев растениями начинается во второй половине сентября и завершается в основном к середине октября.
Причины листопада
Каковы причины листопада? Что заставляет наши лиственные деревья и кустарники ежегодно сбрасывать свою листву с тем, чтобы вновь одеться ею по окончании суровой зимы? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо прежде всего выяснить, представляет ли собой листопад биологическое явление, обусловленное жизнедеятельностью растения, или же он вызван падением температуры и наступлением осеннего ненастья. Если мы летом или — еще лучше — с весны пересадим в горшок с землей какое-нибудь молодое деревцо, например, дубок или клен, и поставим его в комнату или в оранжерею, осенью он неизбежно сбросит свои листья, несмотря на самый лучший уход. В комнату или за стекло оранжереи не проникает осеннее ненастье, здесь не бывает заморозков, тем не менее, листопад и здесь будет проявляться с достаточной правильностью. Это указывает нам на то, что осеннее сбрасывание листьев не является прямым следствием наступивших неблагоприятных условий. Оно вместе с зимним периодом покоя входит в самый цикл развития растения.
Листопад является приспособлением растений к условиям зимы — не только холодного, но и сухого времени года. Если бы наши лиственные деревья остались на зиму в своем зеленом уборе, они неизбежно погибли бы в результате недостатка влаги, так как испарение воды их листьями не прекращалось бы, а поступление воды в растение почти полностью могло остановиться. Во многих тропических и субтропических странах, где температура в течение круглого года достаточно высока, но влажность подвержена сильным колебаниям, ежегодно при наступлении засухи деревья сбрасывают листву. Taк обнажаются на несколько месяцев деревья африканских саванн, травы которых также выжигаются солнцем, пока обильные дожди снова не возродят к жизни растительность саванн.
Говоря здесь о значении листопада в жизни наших деревьев, нельзя не обратить внимание на то, что, сбрасывая листву, они тем самым предохраняют себя от механических повреждений под тяжестью снега. Часто зимой можно наблюдать, как даже в безлистном состоянии ломаются крупные ветви деревьев под напором снега; широкая листовая поверхность, на которой оседало бы много снега, сделала бы это явление катастрофическим. Вышеуказанным далеко не ограничивается биологическое значение листопада. В жизни деревьев он играет еще и другую роль. Он способствует удалению отбросов, различных минеральных солей, большое количестве которых скапливается в листьях под осень и становится вредным для растения. Если взять листья какого-нибудь дерева и исследовать, сколько они содержат золы весной, в середине лета и осенью, перед листопадом, то в результате выявится резкое повышение золы с возрастом листьев. Каким образом в течение лета происходит накопление в листьях такого значительного количества минеральных веществ? Дело в том, что лист в течение всей своей жизни усиленно испаряет воду. На смену этой испаренной влаги в него непрерывно поступает новая, которая засасывается корнями из почвы. Однако, как мы знаем, растение получает из почвы не чистую воду, а растворы различных солей. Эти соли, проходя вместе с водой через все растение, попадают и в листья. Часть их идет на питание растения, часть же, остающаяся не использованной, откладывается в клетках листа. В результате этого к осени листья становятся как бы минерализованными, обильно пропитанными солями, отложения которых в некоторых случаях удается даже рассмотреть под микроскопом. Большое количество минеральных солей, отлагающихся к осени в листьях, нарушает нормальную их работу и становится вредным для растения; поэтому сбрасывание старых листьев является необходимым условием для его нормальной жизнедеятельности. Так как отложение минеральных солей в листьях — результат испарения, то понятно, что чем больше, влаги способны испарить листья, тем сильнее они минерализуются к осени. Необходимость избавиться от накопившихся в листьях вредных отбросов обусловливает листопад у деревьев во влажном тропическом климате. Вначале полагали, что в тропических местностях, где климат в течение круглого года остается более или менее однородным, листопада вовсе не существует. Однако более тщательные наблюдения, произведенные на острове Яве в знаменитом тропическом ботаническом саду в Бьютензорге и в Индии, показали, что и в тропиках листопад представляет собой обычнейшее явление. Правда, опадение листьев у различных деревьев происходит здесь не одновременно, причем даже различные экземпляры одного и того же вида имеют листопад в различное. время. В результате период покоя во влажном тропическом климате нередко продолжается у какого-нибудь дерева или части дерева всего лишь несколько дней. Растение сбрасывает ставшие для него не нужным балластом старые листья и немедленно облачается в новый зеленый наряд. Эти факты указывают, что листопад зависит не только от внешних, но и от внутренних причин, т. е. становится необходимым в результате жизнедеятельности самого растения.
Вот так описаны причины листопада в книге Граубина Георгия Рудольфович «Почему осенью листопад?»: «Хотя наши лиственные деревья живут десятки, нередко и сотни лет, листья у них "работают" всего один сезон. И за это время все равно быстро изнашиваются. Ведь "работа" у листьев очень напряженная. В зеленом листе вся нижняя поверхность, покрытая прозрачной кожицей, усеяна мелкими отверстиями - устьицами. Под влиянием окружающей температуры и влажности воздуха они то открываются, то закрываются. Как форточки в домах. Вода, которую всасывает из почвы корень, поднимается по стволу к веткам и листьям. Когда форточки-устьица открыты - из листьев испаряется влага, и новые порции воды подтягиваются через ствол в крону. Солнце нагревает листья, а испарение - охлаждает их, не дает перегреться. Приложите листик к щеке - он холодит. Сорванный с дерева зеленый листик быстро засыхает. А на дереве листья сочные, свежие - клетки живого листа всегда наполнены водой. Деревьям нужно очень много воды. За лето большая береза, например, испаряет около 7 тонн воды. Зимой столько влаги из почвы не получишь. Зима для деревьев не только холодное, но и, главное, сухое время года. Теряя листья, деревья защищаются от "зимней засухи". Нет у дерева листьев - нет и такого обильного испарения воды. Кроме того, нужен листопад деревьям и в лечебных целях. Вместе с водой дерево втягивает из почвы различные минеральные соли, но использует их не полностью. Излишки накапливаются в листьях, как зола в топках печей. Если бы листья не опадали, дерево могло бы само себя отравить. В городах воздух сильно загрязняют дымящие трубы фабрик и заводов. Мельчайшие частички сажи оседают на листья, забивают устьица. Испарение замедляется. Поэтому в городах некоторым деревьям приходится менять листву дважды за год. А известен случай, когда тополь сменил ее пять раз! Есть и третья причина для листопада: защитить тонкие хрупкие ветки дерева от тяжести выпавшего снега. Однажды я видел такое печальное зрелище. Снег выпал, а деревья еще не сбросили листву. И все березы, стоявшие вдоль дороги, согнулись в дугу. Их так придавило снегом, что вершины опустились до земли. Прошло много лет. Я опять увидел эти березы - многие стволы так и остались похожими на коромысла. Значит, деревья эти не совсем здоровы, движение соков в них нарушено. Ведь именно по стволу поднимаются к листьям питательные соки. Листопад приспосабливает деревья к зиме…» .
Как опадают листья
Поскольку мы живём в широтах, где летящие по ветру листья в осеннюю пору являются обычным и абсолютно не вызывающим удивление явлением, мало кто задумывается о том, что процесс, который привёл к этому, довольно сложен, непрост и начинается задолго до того, как мы можем увидеть осенний листопад.
В августе кустарники и деревья начинают готовиться к сбрасыванию листвы. В этот период у основания листьев появляется перегородка (пробковый слой), клетки которого нарушают связь между листовой пластиной и стеблем, постепенно отделяют их друг от друга. Отрывается лист не сразу: некоторое время его удерживают водоносные сосуды, но стоит налететь несильному ветерку, как летящие по ветру листья за короткий период устилают земную поверхность ярким ковром.
Видимым признаком того, что в жизни растений скоро будут значительные перемены, является пожелтение или покраснение листьев. Происходит это потому, что растениям придают зелёный цвет маленькие хлорофилловые зёрна, в которых раскладывается углекислота. Под влиянием солнечных лучей эти зёрна постоянно распадаются и вновь создаются (без света этот процесс происходить не может). Кроме хлорофилла, в листве существуют пигменты оранжевого и жёлтого цветов (основные среди них - ксантофилл и каротин). В летний период они, замаскированные цветом хлорофилла хоть и присутствуют, но абсолютно не видны. А вот когда на листе появляется отделяющий слой, образование хлорофилла сначала замедляется, а потом и вовсе останавливается. В результате листовая пластина теряет зелёный цвет, тогда как жёлтые пигменты никуда не пропадают и отчётливо проявляются. Это является причиной того, что в дождливую и пасмурную осень листья зелёными остаются намного дольше, а когда непогоду сменяют ясные солнечные дни (бабье лето), листья за очень короткий промежуток времени приобретают яркие золотистые цвета. Листья некоторых деревьев становятся багряного цвета, например, клён, осина, бересклет, дикий виноград. Происходит это из-за наличия в растениях растворённого в клеточном соке антоциана. Когда температура воздуха снижается, его количество возрастает и лист приобретает бурый оттенок, чему способствует также тот факт, что в это же время поступление питательных веществ в листовую пластину начинает задерживаться или вовсе прекращается.
Заключение
Листопад - это приспособление лиственных листопадных растений к наступлению неблагоприятных условий, как в умеренных широтах, так и в жарком климате. Листопад позволяет растениям, во-первых, замедлить испарение и экономить влагу, количество которой значительно снижается. Во - вторых, листопад вместе с опавшей листвой выводит из организма растения ненужные вещества, накопившиеся за вегетативный период. В - третьих, сбрасывая листья, растения защищает свои ветви от механических повреждений в зимний период от массы прилипшего снега. А еще опавшая листва защищает корни растения от сильных морозов и обогащает почву органическими веществами, повышая её плодородие.
Явление природы листопад — очень мудрое решение, оно позволяет растениям набраться сил для следующего сезона.
Список используемых источников и литературы
1. Граубин Г. Р. Почему осенью листопад? - АСТ. 2015 - 48 с.
2. Кожевников А. В. Листопад // Весна и осень в жизни растений. — М.: Изд-во МОИП, 1950. — 239 с.
3. Интернет - журнал: http://awesomeworld.ru/
4. http://ru.wikipedia.org/wiki/листопад
МКОУ «Михайловская СОШ»
Почему осенью - листопад?
Выполнил:Мельникова Ксения,
МКОУ «Михайловская СОШ».
Руководитель: Плюснина
Елена Николаевна,
МКОУ «Михайловская СОШ»
С. Михайловское Олонецкий район Республика Карелия
Введение 3 стр.
1.Объект и методы исследования 4стр.
2.Литературный обзор 4 стр.
3.Результаты работы 5 стр.
3.1. Дневник наблюдений 5 стр.
3.2. Эксперимент 6 стр.
4.Заключение и выводы 6 стр.
Список литературы 7 стр.
Приложение 8 стр.
Введение.
Осень. До морозов ещё далеко, а деревья уже готовятся сбрасывать листву. Почему? Мне захотелось об этом узнать. Я решила провести исследование по теме « Почему осенью - листопад?».
Гипотезы:
Листья за лето «изнашиваются»
Сбрасывают листву, чтобы спасти ветки от тяжести снега на них
Цель работы : изучение листопада.
Задачи:
ü выяснить причины листопада;
ü узнать, как происходит листопад и почему листья меняют свой цвет,
ü провести эксперимент и наблюдения в природе.
1.Объект и методы исследования.
Место исследования : Олонецкий р., с. Михайловское
Предмет исследования : деревья
Объект исследования : листья
Методы : наблюдение, описание, сбор информации, анализ, эксперимент
2.Литературный обзор.
Оказывается, в листьях происходят удивительные превращения.
Сначала листья начинают желтеть. Кто в них добавляет жёлтую краску?
Удивительно, но жёлтый цвет находится в листьях всегда, только летом жёлтый цвет не виден. Он забивается более сильным - зелёным. Зелёный цвет придаёт листьям хлорофилловые зёрнышки. Зёрнышки, как заводики, делают строительный материал для новых веток и почек, корешков из газа, воды, минеральных солей. Но зелёным заводикам нужна энергия, которую даёт солнышко. С утра до вечера летом ловят они свет. Это летние превращения.
Наступает осень. Дни короче, ночи длиннее. Света растения получают меньше. Зелёные зёрнышки - заводики из-за этого разрушаются, остаются жёлтые зёрнышки. Лист желтеет. Это осенние превращения.
Но ведь листья осенью не только жёлтые, а и красные, багровые, фиолетовые! Почему?
Это зависит от того, какого цвета зёрнышки находится в листе.
Листья каких деревьев опадают зелёными? Ольхи и сирени.
В листьях этих деревьев нет других зёрнышек, кроме зелёных хлорофилловых.
Зачем деревья сбрасывают листву?
1 причина листопада:
Летом листья сочные, потому что всегда наполнены водой. Зимой столько влаги не получишь! Нет у дерева листьев - не надо столько воды из холодной земли корнями добывать.
2 причина листопада:
Излишки минеральных солей использовались не полностью деревом за лето и накопились в листиках, как зола в печке. Если бы листья не опадали, то дерево отравило бы себя этими веществами.
3 причина листопада:
Это защита тонких веток от тяжести выпавшего снега.
3.Результаты работы.
3.1. Дневник наблюдений.
Выбор темы для исследования, объекта. Обоснование. | Тема: «Почему осенью листопад?» |
|
11 cентября | Постановка цели, задач. Выбор методов. | |
Фотосъёмка деревьев. Наблюдение. Постановка эксперимента. | Деревья готовятся к листопаду. Листья берёз и осин стали жёлтые. Листья с трудом отрываются от веток. |
|
Наблюдение за деревьями. Сбор информации. Фоосъёмка | Листья рябины и клёна покраснели. Почему цвет листьев разный? |
|
Строение листьев (наблюдение через микроскоп) Сбор информации. | В листьях есть хлорофилловые зёрна, поэтому они зелёные. Почему цвет листьев разный? |
|
Сбор информации. Наблюдение через микроскоп. Фотосъёмка. | В листьях жёлтый цвет присутствует всегда, но забивается более сильным цветом – зелёным. |
|
Почему цвет одних деревьев не изменяется? Вопрос на засыпку. Сбор информации. | В них кроме хлорофилловых зёрнышек нет других веществ. Это сирень и ольха. |
|
Продолжение эксперимента. Листья легко отрываются от веток при прикосновении, при дуновении ветра. Наблюдение за листопадом. Фотосъёмка. | Опавшие листья укрывают корни деревьев, защищая от холода. |
|
Наблюдение за строением листьев. Фотосъёмка. Листья загрязнены. Они в саже от дыма кочегарки. | В основании черешка появился пробковый слой, который отделяет черешок от ветки. При лёгком порыве ветра лист срывается. |
|
Зачем деревья сбрасываю листву? Постановка проблемы. | Сажа оседает на листьях деревьев, |
|
Сбор информации. Первая причина листопада. | Деревьям нужно много воды. Зимой столько влаги не получишь. Без листьев - дерево экономит влагу. |
|
Сбор информации. Вторая причина листопада. | Защита деревьев от отравления излишками минеральных солей. |
|
Сбор информации. Третья причина листопада. | Защита деревьев от тяжести выпавшего на ветки снега. |
|
Создание презентации. | ||
Подведение итогов исследования. Выбор новой темы. |
3.2. Эксперимент.
В начале осени я с трудом сорвала листики с деревьев. Черешки листиков были прочно скреплены с ветками. В октябре мне стоило лишь дотронуться до них, как листики сразу стали падать с ветки. Что произошло?
В кабинете биологии я наблюдала за изменениями в листьях через микроскоп (рис. 3).
Оказывается, осенью между черешком листика и веткой образовался пробковый слой, такая перегородка, которая стала отделять лист от ветки (рис.2). Подует ветер, листику не за что держаться, и он полетит. Начинается листопад (рис. 1).
4.Заключение и выводы.
В результате работы я узнала о строении листьев, используя микроскоп.
Мои выводы:
Листья деревьев изменяют свой цвет, потому что они получают меньше солнечного света, который нужен им для работы зелёных хлорофилловых зёрнышек.
Листопад- это защита деревьев в трудное для их жизни зимнее время и от отравления ядовитыми веществами.
Я считаю, что нужно беречь деревья от загрязнения частичками сажи кочегарок и заводов! Она оседает на листьях, мешая чудесным превращениям.
Надеюсь, что моё исследование пригодится мне и другим при изучении окружающего мира, природоведения и биологии.
Список литературы
1. Георгий Граубин «Почему осенью листопад?»
2. Детская энциклопедия «Почемучка»
3. Энциклопедия «Биология для школьников»
4. Материалы Интернет –сайта
Приложение
Рисунок 1: Листопад Рисунок 2: Черешок
Рисунок 3: Работа с микроскопом.