Как называется процесс изменения цвета листьев осенью. Почему осенью листья меняют цвет? Самые сильные оранжевые природные красители

Желтые и красные, оранжевые и коричневые – все листья имеют собственный оттенок. Давайте разоберемся, откуда такая разница в цвета.

Летом листья имеют зеленый цвет из-за большого количества хлорофилла. Этот пигмент – кормилец растения, так как именно с его помощью растение на свету синтезирует из углекислого газа и воды глюкозу, а из нее – все остальные питательные вещества. При наличии освещения хлорофилл в живом листе постоянно разрушается и вновь образуется.

Помимо хлорофилла, листья содержат и другие красители – желтый ксантофилл и оранжевый каротин (тот самый, который в моркови). Летом эти пигменты незаметны, так как замаскированы большим количеством хлорофилла. Осенью жизнедеятельность в листе затухает, и хлорофилл постепенно разрушается. Тут-то и проявляются желтые и оранжевые оттенки.

Разрушение хлорофилла интенсивнее происходит в солнечную погоду. Вот почему в пасмурную дождливую осень листья дольше сохраняют свою зеленую окраску. Но если на смену осадкам приходит бабье лето, то кроны деревьев за пару дней окрашиваются в привычные осенние цвета.

Помимо золотых, к нашим ногам падает много багряных листьев. Они такие из-за пигмента, который называется антоцианом. В отличие от хлорофилла, антоциан не связан с внутриклеточными пластическими образованиями (зернами), а растворен в клеточном соке.

При понижении температуры, а также при ярком свете концентрация антоциана в клеточном соке увеличивается. Кроме того, остановка или задержка синтеза питательных веществ в листве также стимулирует его синтез. Таким образом, красный цвет листопада просто свидетельствует о том, что жизненные процессы в листьях прекращаются в преддверии зимы.

Яркость осенних красок зависит от того, какая стоит погода. Если много ливней, листва от избытка воды и недостатка света будет тусклой, невыразительной. Если же холодные ночи чередуются с ясными солнечными днями, то и краски будут под стать погоде – сочными и яркими. Листья на южной стороне дерева тоже всегда будут более насыщенного цвета, поскольку получают больше солнечных лучей.

Какие красители окрашивают листья в разные цвета.

В течение года наша планета играет различными красками. А все благодаря растениям, на которые она богата. И, наверное, у многих возникал такой вопрос: почему листья того или иного цвета? Особенно, это интересует наших детей, которые так любят задавать вопросы. А чтобы им правильно отвечать, нужно хорошенько самим разобраться.

Какой пигмент окрашивает листья в зеленый, красный цвет?

В школьной программе на уроке биологии обязательно проходят подобную тему. Некоторые, возможно, уж подзабыли, а некоторые еще просто не знают. Но пигмент, который отвечает за зеленый цвет листьев – это хлорофилл. Давайте немного подробнее разберемся в этом аспекте.

Зеленый цвет листьев:

Хлорофилл – это вещество, которое поглощает солнечный свет и, с помощью воды и углекислого газа, вырабатывает для растений полезные органические вещества. Или, как говорится на научном языке, превращает неорганические вещества в органические.
Именно этот пигмент и является фундаментальным в процессе фотосинтеза. Благодаря ему, все живые организмы получают кислород. Да, эта информация известна любому школьнику. Но немногие задумывали, каким образом хлорофилл окрашивает листву в зеленый цвет.

Да, сам элемент имеет тоже зеленый цвет. А поскольку он преобладает в растениях, то и цвет зависит от него. И можно провести прямую зависимость между цветом листвы и количеством хлорофилла.
Но это еще не все. Если углубиться более детально в подобную тему, то можно узнать гораздо больше. Дело в том, что хлорофилл поглощает спектры таких цветов, как синий и красный. Это и есть та самая причина, почему мы видим листья зеленого цвета.

Красный цвет листьев:

Исходя из вышеперечисленных причин, можно найти ответ, почему листья бывают красного цвета. Даже, если не брать во внимание курс биологии. С логической точки зрения красный цвет тоже, в какой-то степени, зависит от хлорофилла. А точнее, от его отсутствия.
Пигмент, отвечающий за красный цвет в листке – это антоциан. Также этот элемент отвечает за синюю и фиолетовую окраску листьев, цветов и плодов.

Антоциан, как и хлорофилл, поглощает определенные цветовые спектры. В данном случае, это зеленый цвет.
Кстати, есть такие растения, которое не имеют зеленого окраса листьев или цветов. Это зависит от того, что в них отсутствует хлорофилл. А на его месте антоциан.

Чем объяснить изменение окраски листьев деревьев осенью?

Какой же красивой бывает у нас осень. Несмотря на дожди и пасмурное небо, она по-своему прекрасна. Именно осень деревья окрашены в различные цвета. Конечно, зависит от погоды и природы дерева. Но каждый обращал внимание, что даже на одном листке может быть несколько оттенков или цветов.

Раньше считалось, что все пигменты присутствуют в листве постоянно. А когда количество хлорофилла снижается, тогда становится видно и другие краски. Но этот вариант не совсем правдивый. Конкретно относится к антоцианам.
Этот пигмент начинает появляться в листьях только после того, как начнет снижаться уровень хлорофилла.
Давайте рассмотрит это процесс более детально. Осенью уже солнышко не так греет, а значит, хлорофилла становиться меньше. Поскольку именно он отвечает за питательные вещества в растениях, то и их количество сокращается. Так листья начинают готовиться к холодам.
Этот процесс очень тонок и продуман. Все те полезные вещества, которые растение накопило за лето, медленно двигается в ветви и корень. Там они и будут находиться все холодное время. А весной будут использовать этот запас для того, чтобы появились новые зеленые листики.

Но цветовую раскраску листьев, кроме естественных природных процессов, также влияет и погода. Обычно в солнечную погоду больше преобладает антоциан. Если осень пасмурная и дождливая, тогда будет больше желтого цвета деревьев.
Но и это еще не все. Окрас листьев также зависит от породы самого растения. Каждый замечал, что у клена часто красноватые листья, а вот липа и береза всегда одеваются в золотистый цвет.
Непосредственно перед зимой, когда полностью разрушились все красящие пигменты, листья становятся коричневого цвета. В них уже не остается никаких питательных веществ, листья засыхают и опадают. На этом этапе становится видно клеточные стенки листьев.

Какое вещество окрашивает листву в желтый: растительные пигменты

Желтый цвет очень красивым бывает осенью, особенно в ясный и теплый день. Не зря еще осень называют золотой. Практически любое растение меняет свой окрас, начиная с желтого цвета. Да, у одних это единственный цвет, а некоторое имеют его лишь как дополнительный.

За каждый цвет отвечает конкретный пигмент. Каротин – этот пигмент дает растениям желтый цвет. Слово знакомое и его можно часто услышать в рекламе. Возможно, многие не знали его значение. Или просто даже не задумывались, что это такое.
Этот пигмент относится к группе каротиноидов. Находится во всех листьях и растениях. Находится в них постоянно. Просто хлорофилл преобладает над каротином, поэтому листья в основном зеленого цвета. А после его распада, начинают окрашиваться в другие краски.

Такой растительный пигмент используется как натуральный краситель. Его добывают химическим путем, но исключительно из натурального сырья. Он широко применяется в пищевой промышленности и других областях.
Бета–каротин , который просто затмил рекламный бизнес, также относиться к каротиноидам. Дело в том, что их начисляется около 600 подвидов. Его имеют практически все желтые, красные, оранжевые и даже зеленые овощи и фрукты. Например, зеленый лук, помидор, тыква, хурма, черника, щавель морковь. Перечислять очень долго. Также он очень важен ля человеческого организма.

Какое вещество окрашивает листву в оранжевый: растительные пигменты

Оранжевый цвет также как желтый находится в листьях постоянно, просто его затмевает хлорофилл. Тем самым, делая растения зелеными. И оранжевый цвет также начинает проявляться, когда разрушается тот самый хлорофилл.

За оранжевый цвет отвечает такой пигмент, как ксантофилл. Он тоже относится к классу каротиноидов, как и каротин. Ведь эти цвета находятся на тонкой грани между собой.
Хотелось бы отметить, что морковь окрашивает именно этот пигмент. В ней его находится больше всего. Следовательно, за оранжевый цвет всех плодов и цветом отвечает именно этот пигмент.
Ксантофиллы, как и другие каротиноиды, необходимы человеческому организму. Другим живым существам тоже. Поскольку они не могут его самостоятельно синтезировать, а могут получить лишь с едой.

Не секрет, что морковь богата на витамин А. Соответственно, все эти пигменты главные носители данного витамина. Точнее говоря – предшественники.
Также стоит отметить, что они являются антиоксидантами в нашем организме. Об этом аспекте известно каждой девушке. Ведь от этого напрямую зависит внешний вид волос, ногтей и организма в целом.

Самые сильные оранжевые природные красители

Каждая хозяйка сталкивалась на кухне с такой проблемой, когда после, например, свеклы, руки становились красного цвета. Если много тереть моркови, то может случиться такая же история. Просто цвет не такой насыщенный, поэтому не так заметен. Также, сорвав определенный цветок, можно окрасить руки в соответствующий цвет.

Природные красители широко используются в кулинарии, для покраски тканей, в медицине и косметологии.
Красящие пигменты вырабатывают бактерии, кораллы, грибы, водоросли и растения. Естественно, соответствующего цвета. Конечно, самыми доступными являются растения.
Добыть их можно самостоятельно, главное соблюдать технологию. А также необходимо знать, какие ингредиенты подходят для этих целей.

морковь
листья и цветы чистотела
цедра мандарина и апельсина
паприка
шелуха от лука
тыква

Как видно, все продукты доступны и практически все имеют оранжевые цвет. Также получить такой краситель можно путем смешивания желтого и красного цветов.

Листья, какой группы деревьев осенью краснеют?

Наверно, многие замечали, что не все деревья имеют красный цвет осенью. Но какая же красота получается у природы. Особенно, в сочетание с желтыми и оранжевыми цветами. Складывается впечатление, будто лес окутан в праздничные наряды. Но какие же деревья имеют именно красный оттенок? Давайте рассмотрит это вопрос подробнее.

Этот цвет не находится в листьях постоянно, а начинает вырабатываться лишь после распада хлорофилла
Обычно, краснеют те деревья, которые растут на бедной не обогащенной минералами почве
Интересный факт – этот цвет деревья используют для отпугивания насекомых и вредителей
Антоциан, наличие которого и окрашивает листву в красный цвет, помогает переносить заморозки и избежать переохлаждения
Чаще встречается в таких деревьях, как клен, рябина, черемуха и осина

Изменение цвета деревьев — это настоящее чудо природы за которым так приятно наблюдать. Радуйте себя приятными эмоциями осенью, ведь это незабываемые приятные ощущения.

Видео: Почему листья меняют цвет?

«Лес, точно терем расписной, лиловый, золотой, багряный»

Изменение окраски листьев – одна из первых примет осени. Много ярких красок в осеннем лесу! Березы, ясени и липы желтеют, розовеют листья бересклета, пунцово-красными становятся узорные листья рябины, оранжевыми и багряными листья осин. Чем же обусловлено это цветовое многообразие?

В листьях растений наряду с зеленым хлорофиллом содержатся другие пигменты. Для того чтобы убедиться в этом, проделаем простой опыт. Прежде всего приготовим вытяжку хлорофилла, как это было описано нами выше. Вместе с хлорофиллом в спирте находятся также желтые пигменты. Чтобы разделить их, небольшое количество спиртовой вытяжки (около двух миллилитров) нальем в пробирку, добавим две капли воды и около 4 миллилитров бензина. Вода вводится для того, чтобы легче происходило расслоение двух жидкостей. Закрыв пробирку пробкой или пальцем, следует энергично встряхнуть ее. Вскоре можно заметить, что нижний (спиртовой) слой окрасился в золотисто-желтый цвет, а верхний (бензиновый) – в изумрудно-зеленый. Зеленая окраска бензина объясняется тем, что хлорофилл лучше растворяется в бензине, нежели в спирте, поэтому при встряхивании он обычно полностью переходит в бензиновый слой.

Золотисто-желтая окраска спиртового слоя связана с присутствием ксантофилла, вещества, нерастворимого в бензине. Его формула С40Н56О2. По химической природе ксантофилл близок к каротину, присутствующему в корнях моркови, – С40Н56, поэтому их объединяют в одну группу – каротиноидов. Но каротин также имеется в листьях зеленых растений, только он, как и хлорофилл, лучше растворяется в бензине, поэтому мы не видим его: интенсивно-зеленая окраска хлорофилла «забивает» желтый цвет каротина, и мы не различаем его, как ранее ксантофилл в спиртовой вытяжке. Чтобы увидеть каротин, нужно преобразовать зеленый пигмент в соединение, нерастворимое в бензине. Этого можно достигнуть с помощью щелочи. В пробирку, где произошло отделение ксантофилла, добавим кусочек щелочи (КОН или NаОН). Пробирку закроем пробкой и тщательно взболтаем ее содержимое. После расслоения жидкостей можно увидеть, что картина распределения пигментов изменилась: нижний спиртовой слои окрасился в зеленый цвет, а верхний – бензиновый – в желто-оранжевый, характерный для каротина.

Эти опыты наглядно свидетельствуют о том, что в зеленом листе одновременно с хлорофиллом присутствуют желтые пигменты – каротиноиды. При наступлении холодов образования новых молекул хлорофилла не происходит, а старые быстро разрушаются. Каротиноиды же устойчивы к низким температурам, поэтому осенью эти пигменты становятся хорошо заметными. Они и придают листьям многих растений золотисто-желтый и оранжевый оттенок. Каково же значение каротиноидов в жизни растений? Установлено, что эти пигменты защищают хлорофилл от разрушения светом. Кроме того, поглощая энергию синих лучей солнечного спектра, они передают ее на хлорофилл. Это позволяет зеленым растениям более эффективно использовать солнечную энергию для синтеза органического вещества.

Осенний лес окрашен, однако, не только в желтые тона. С чем связана лиловая и багряная окраска листьев? Наряду с хлорофиллом и каротиноидами в листьях растений имеются пигменты, которые носят название антоцианов. Они хорошо растворимы в воде и содержатся не в цитоплазме, а в клеточном соке вакуолей. Эти пигменты очень разнообразны по окраске, которая зависит в основном от кислотности клеточного сока. В этом легко убедиться на опыте.

Прежде всего приготовьте вытяжку антоцианов. С этой целью листья бересклета или какого-то другого растения, окрашенные осенью в красные или фиолетовые тона, измельчите ножницами, поместите в колбочку, прилейте воды и нагрейте на спиртовке Вскоре раствор станет красновато-синим от присутствия антоцианов. Полученную вытяжку пигментов налейте в две пробирки. В одну добавьте слабой соляной или уксусной кислоты, а в другую – раствор аммиака. Под действием кислоты раствор станет розовым, тогда как в присутствии щелочи – в зависимости от количества и концентрации этой щелочи – зеленым, синим и желтым. Антоцианы, как и каротиноиды, более устойчивы к низким температурам, чем хлорофилл. Поэтому они и обнаруживаются в листьях осенью. Исследователи установили, что образованию антоцианов способствуют высокое содержание Сахаров в растительных тканях, сравнительно низкая температура и интенсивное освещение.

Увеличение содержания сахаров в осенних листьях происходит за счет гидролиза крахмала. Это имеет важное значение для транспортировки ценных питательных веществ из отмирающих листьев во внутренние части растений. Ведь сам крахмал нетранспортабелен в растении. Однако скорость оттока образующихся в результате его гидролиза Сахаров из листьев при низких температурах невелика. Кроме того, при падении температуры ослабляется дыхание растений и, следовательно, лишь незначительное количество Сахаров подвергается окислению. Все эти факторы благоприятствуют накоплению в растительных тканях Сахаров, которые начинают использоваться в синтезе других веществ, в частности антоцианов.

О превращении избытка сахаров в антоцианы свидетельствуют и другие факты. Если у виноградной лозы путем кольцевания (удаление части коры в виде кольца) затруднить отток продуктов фотосинтеза, то листья, расположенные выше кольца, через две-три недели приобретают красный цвет из-за накопления антоцианов. При этом их образуется так много, что зеленая окраска хлорофилла становится незаметной.

То же самое наблюдается не только при понижении температуры или кольцевании, но и при недостатке фосфора. Если, например, томаты выращивать на питательном растворе, лишенном этого элемента, то нижняя часть листьев, а также стебли приобретают синий цвет. Дело в том, что при отсутствии фосфора в растениях не может осуществляться процесс окисления Сахаров без соединения с остатком фосфорной кислоты молекула сахара остается неактивной. Поэтому в растительных тканях происходит накопление избыточных количеств Сахаров, которые используются на синтез антоцианов. Увеличение содержания этих веществ ведет к посинению стеблей и листьев растений, испытывающих нехватку фосфора.

Образование антоцианов зависит также от интенсивности света. Если осенью внимательно приглядеться к яркой окраске деревьев и кустарников, то можно заметить, что багряный цвет имеют в основном те листья, которые лучше всего освещены. Раздвиньте пылающий огненными красками куст бересклета, и вы увидите внутри желтые, бледно-желтые и даже зеленые листья. Во время дождливой и облачной осени листва дольше сохраняется на деревьях, однако она не так ярка из-за недостатка солнца. Преобладают желтые тона, обусловленные присутствием каротиноидов, а не антоцианов. Низкая температура также способствует образованию антоцианов. Если стоит теплая погода, то лес изменяет свою окраску медленно, но едва ударит морозец, как сразу запылают осины и клены. М.М. Пришвин в миниатюре «Светильники осени» писал: «В темных лесах загорелись светильники осени, иной лист на темном фоне так ярко горит, что даже больно смотреть. Липа стоит уже вся черная, но один яркий лист ее остался, висит, как фонарь, на невидимой нити и светит».

Радуга флоры

Уж коли мы заговорили о пигментах растений, следует рассказать и о причинах разнообразия окраски цветков. Зачем цветкам их яркая, сочная окраска? В конечном счете для того, чтобы привлечь к себе насекомых-опылителей. Многие растения опыляются лишь определенными видами насекомых, поэтому окраска цветков часто зависит от того, для каких именно насекомых предназначены цветовые сигналы. Дело в том, что в отношении цвета насекомые бывают довольно капризны. Скажем, пчелы, шмели, осы предпочитают розовые, фиолетовые и синие цветки, а около желтых обычно толкутся мухи. Красный же цвет многие насекомые, наделенные не слишком совершенным зрением, путают с темно-серым. Поэтому в наших широтах чисто-красные цветки довольно редки. Исключение – мак, но и его лепестки имеют примесь желтого цвета; обычно именно этот оттенок и замечают пчелы. Лучше других насекомых красный цвет различают бабочки – они-то, как правило, и опыляют красные цветки наших широт, например гвоздики. А вот среди тропических растений красный цвет более распространен, и отчасти это связано с тем, что опыляют их цветки не насекомые, а птицы: колибри или нектарницы, у которых зрение более развито.

Бывает, что у одного и того же растения окраска цветков с возрастом изменяется. Это хорошо заметно у ранневесеннего растения медуницы: розовый цвет ее молодых цветков сменяется по мере старения синим. Старые цветки медуницы пчелы уже не посещают: они, как правило, опылены и нектара не содержат. И в этом случае смена окраски служит сигналом для насекомых – не теряйте времени даром! А вот у гилии (США) – красивого растения из семейства синюховых, родственницы флоксов, произрастающей в горах штата Аризона (США), цветки первоначально имеют алый цвет, который, как уже отметили, привлекает птиц. Но когда колибри покидают горы, гилия меняет окраску вновь появляющихся цветков: они становятся бледно-красными или даже белыми.

Окраска большинства цветков определяется присутствием различных пигментов. Самые распространенные – каротиноиды, растворимые в жирах соединения: каротин, его изомеры и производные. В растворе все они имеют бледно-желтую, оранжевую или светло-красную окраску. Названия каротиноидов, содержащихся только в цветках, столь же красивы, как и придаваемая ими окраска: эшшольксантин, петалоксантин, газанияксантин, ауроксантин, хризантемаксантин, рубихром.

Наряду с каротиноидами окраску цветков определяют и антоцианы. Оттенки этих пигментов очень разнообразны – от розового до черно-фиолетового. Несмотря на такое цветовое многообразие, все антоцианы устроены по одному типу – они представляют собой гликозиды, то есть соединения сахара с неуглеводной частью, так называемым агликоном. Примером может служить красящее вещество, содержащееся в цветках василька, – антоцианин. Его агликон – цианидин – один из самых распространенных, образуется в результате отщепления двух молекул глюкозы от антоциана.

Как уже говорилось, антоциановые пигменты могут изменять свою окраску в зависимости от кислотности среды. Вспомните два вида герани, распространенной в средней полосе: герань лесную и герань луговую. У лесной лепестки розовые или лиловые, а у луговой – синие. Различие в цвете обусловлено тем, что сок герани лесной более кислый. Если приготовить водную вытяжку из лепестков герани либо лесной, либо луговой – и изменить ее кислотность, то в кислой среде раствор станет розовым, а в щелочной – синим. Такую же операцию можно проделать и над целым растением. Если цветущую фиалку поместить под стеклянный колпак рядом с блюдцем, куда налит нашатырный спирт (он при испарении выделяет аммиак), то ее лепестки станут зелеными; а если вместо нашатырного спирта в блюдце будет дымящаяся соляная кислота, они окрасятся в красный цвет.

Мы уже говорили, что одно и то же растение медуницы может иметь цветки разной окраски: розовые – молодые и синие – старые. Посинение лепестков по мере их старения можно объяснить индикаторными свойствами антоцианов. Клеточный сок растения, в котором растворен пигмент, имеет кислую реакцию, а цитоплазма – щелочную. Вакуоли с клеточным соком отделены от цитоплазмы мембраной, которая обычно непроницаема для антоцианов. Однако с возрастом в мембране возникают дефекты, и в результате пигмент начинает проникать из вакуолей в цитоплазму. А поскольку реакция здесь иная, меняется и окраска цветков.

Чтобы убедиться в справедливости этой точки зрения, возьмите ярко-красный лепесток какого-то растения, например герани, розы, и раздавите его между пальцами. При этом также произойдет смешение содержимого цитоплазмы и вакуоли, в результате лепесток в месте повреждения посинеет. Впрочем, было бы неправильно связывать окраску антоцианов лишь с их индикаторными свойствами. Исследования последних лет показали, что она определяется и некоторыми другими факторами. Цвет антоциановых пигментов может меняться, например, в зависимости от того, с какими ионами они находятся в комплексе. При взаимодействии с ионами калия комплекс приобретает пурпурную окраску, а с ионами кальция или магния – синюю. Если срезать цветущий колокольчик и поместить его в раствор, содержащий ионы алюминия, то лепестки посинеют. То же самое наблюдается, если соединить растворы антоцианина и соли алюминия.

Многим читателям, возможно, знаком роман Александра Дюма «Черный тюльпан», в котором в остросюжетной форме рассказывается о выведении сорта тюльпана необычного черного цвета. Вот как описывает его автор романа: «Тюльпан был прекрасен, чудесен, великолепен; стебель его восемнадцати дюймов вышины. Он стройно вытягивался кверху между четырьмя зелеными гладкими, ровными, как стрела, листьями. Цветок его был сплошь черным и блестел, как янтарь». Почти пять веков преследовали неудачи садоводов, пытавшихся вывести черный тюльпан. И вот, Фризский институт цветоводства в Гааге сделал официальное заявление о том, что в Голландии черный тюльпан получен в результате последовательного скрещивания двух сортов – «Царица ночи» и «Венский вальс». В работе принимали участие шесть голландских исследовательских центров. Полученный цветок идеален по своим классическим размерам.

Садоводы стремятся создать также черные розы. Выведены такие сорта, которые при неярком освещении действительно кажутся черными (на самом деле они темно-красного цвета). На Гавайских островах растут дикие черные розы. В честь бессмертного произведения Гете «Фауст» садоводы создали сорт анютиных глазок черного цвета под названием «Доктор Фауст». Анютины глазки, как известно, были любимыми цветами – великого немецкого поэта и ботаника.

Черная или почти черная окраска цветков обусловлена присутствием в околоцветнике антоцианов. Кроме каротиноидов и антоцианов, лепесткам могут придавать окраску и другие вещества, в том числе флавоны и флавонолы. А какой пигмент окрашивает в молочный цвет вишневые сады, превращает в снежно-белые сугробы кусты черемухи? Оказывается, никаких белых пигментов в их лепестках нет. Белый цвет придает им. воздух. Если рассмотреть под микроскопом лепесток черемухи или любого другого белого цветка, то можно увидеть множество прозрачных и бесцветных клеток, разделенных обширными пустыми промежутками. Именно благодаря этим заполненным воздухом межклетникам лепестки сильно отражают свет и потому кажутся белыми. А если раздавить такой лепесток между пальцами, то на месте сдавливания появится прозрачное пятно: здесь воздух будет вытеснен из межклетников.

И все же в природе есть белая краска, например, ею окрашена в нарядный белый цвет кора нашей любимой березы. Это красящее вещество так и называется – бетулин, от латинского названия березы – Betula. Заблуждаются те, кто считает, что береза – единственное растение с белой корой. Это не так. В Австралии произрастает эвкалипт затопляемый. Он назван так потому, что растет в руслах пересыхающих рек и в сезон дождей оказывается стоящим в воде. Стволы этих эвкалиптов имеют чисто-белый цвет, эффектно выделяющийся на фоне окружающих зеленых зарослей.

У треххвойной сосны Бунге также белая кора. Это редкий вид, встречающийся в природе в основном в горах Центрального Китая. Растение разводится по всей стране возле дворцов и храмов. Белоствольные сосны производят неизгладимое впечатление. Еще много интересного можно было бы рассказать об окраске растений и о растительных пигментах, которые давно привлекают внимание исследователей всего мира. Более 30 лет назад известный индийский ученый Т.Р. Сешадри, много занимавшийся изучением природных красящих веществ, писал: «Музыка красок более сложна и изменчива по своей природе, нежели музыка звуков. Возможно даже, что в действительности она еще более утонченна, чем мы предполагаем».

Зеленые животные – реальность или фантазия!

В произведениях фантастического жанра нередко можно прочитать о человекоподобных существах зеленого цвета. Зеленая окраска этих организмов, обусловленная хлорофиллом, позволяет им самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических за счет энергии света. Возможно ли такое в природе? Прежде всего следует заметить, что на Земле имеются животные, питающиеся подобным образом. Например, хорошо известная всем биологам эвглена зеленая, часто встречающаяся в застоявшихся лужах. Ботаники считают эвглену водорослью, а зоологи до сих пор по традиции относят ее к животным. В чем дело?

Эвглена свободно передвигается в воде при помощи жгутика. Такой способ передвижения характерен как для ряда простейших животных, так и для некоторых ботанических объектов, например зооспор отдельных видов водорослей. Эвглена содержит хлорофилл, поэтому при интенсивном ее размножении вода в лужах приобретает изумрудно-зеленую окраску. Наличие хлорофилла позволяет ей питаться углекислым газом подобно всем зеленым растениям. Однако, если водоросль перенести в воду, содержащую некоторые органические вещества, то она теряет зеленую окраску и начинает, подобно животным, питаться готовыми органическими веществами. Эвглену все-таки нельзя назвать типичным животным, поэтому поищем других представителей. питающихся, подобно растениям, при помощи хлорофилла.

Еще в середине XIX века немецкий зоолог Т. Зибольд обнаружил в телах пресноводной гидры и некоторых червей хлорофилл. Позднее он был найден в организмах и других животных: гидроидных полипов, медуз, кораллов, губок. коловраток, моллюсков. Выяснено, что некоторые морские брюхоногие моллюски, питающиеся сифоновыми водорослями, не переваривают хлоропласты этих растений, а длительное время содержат их в организме в функционально-активном состоянии. Хлоропласты сифоновых водорослей кодиума хрупкого и кодиума паутинистого, попадая в организм моллюсков, не перевариваются, а остаются в нем.

Попытки освободить моллюсков от хлоропластов, поместив их в темноту на полтора месяца, оказались безуспешными, равно как и выведение их из яиц. Бесхлоропластные личинки моллюсков погибали на ранней стадии развития. Внутри животной клетки хлоропласты плотно упакованы и занимают значительный объем. Благодаря им моллюски, не имеющие раковины, оказываются окрашенными в интенсивно зеленый цвет.

Почему же сифоновые водоросли «полюбились» моллюскам? Дело в том. что в отличие от других зеленых водорослей они не имеют клеточного строения. Их крупное, часто причудливое по форме тела представляет собой одну гигантскую «клетку». Слово «клетка» я взял в кавычки не случайно. Хотя клеточные стенки в теле сифоновых водорослей отсутствуют, вряд ли можно назвать их одноклеточными организмами, скорее это конгломерат не вполне разделившихся клеток. Подтверждением тому служит наличие не одного, а множества клеточных ядер. Такое строение назвали сифонным, а сами водоросли – сифоновыми. Отсутствие клеточных стенок, безусловно, облегчает процесс поглощения водоросли животными клетками.

Ну а каковы хлоропласты этого растения? В теле водоросли содержатся один или несколько хлоропластов. Если их много, они имеют дисковидную или веретеновидную форму. Одиночные обладают сетчатым строением. Ученые считают, что сетчатая структура создается в результате соединения мелких хлоропластов друг с другом.

Многие ученые наблюдали усвоение углекислого газа хлоропластами, находящимися в животных клетках. У свежесобранных моллюсков, элизии зеленой интенсивность фотосинтетического усвоения углекислого газа составляла 55–67% величины, определенной для неповрежденной водоросли кодиума хрупкого, из которого моллюсками были «приобретены» хлоропласты. Любопытно, что и содержание хлорофилла на 1 грамм сырой массы ткани у водоросли и животного было сходным. Благодаря фотосинтезу моллюски фиксировали углекислый газ на протяжении всех 93 дней опыта. Правда, скорость фотосинтеза постепенно ослабевала и к концу эксперимента составляла 20–40% от первоначальной.

В 1971 году ученые наблюдали выделение кислорода в ходе фотосинтеза хлоропластов, налюдящихся в клетках тридакны. Тридакны – типичные обитатели тропических морей. Особенно широко они распространены на коралловых рифах Индийского и Тихого океанов. Великаном среди моллюсков выглядит тридакна гигантская, достигающая иногда длины 1,4 метра и общей массы 200 килограммов. Тридакны интересны для нас своим симбиозом с одноклеточными водорослями. Обычно они так располагаются на дне, чтобы их полупрозрачная мантия, выступающая между створками раковины, была обращена вверх и сильно освещалась солнцем. В ее межклеточном пространстве в большом количестве поселяются зеленые водоросли. Несмотря на значительные размеры, моллюск питается только теми веществами, которые вырабатывают водоросли-симбионты.

В Средиземном море и у берегов Франции в Атлантике встречается червь конволюта, у которого под кожным покровом также обитают зеленые водоросли, осуществляющие синтез органических веществ из неорганических. Благодаря активности своих «квартирантов» червь не нуждается в дополнительных источниках пиши, поэтому желудочно-кишечный тракт у него атрофировался. Во время отлива множество конволют покидает свои норы для того, чтобы принять солнечные ванны. В это время водоросли под их кожей интенсивно фотосинтезируют. Некоторые виды этих червей находятся в полной зависимости от своих поселенцев. Так, если молодой червь не «заразится» водорослями, то погибнет от голода. В свою очередь водоросли, поселившиеся в теле конволюты, теряют способность к существованию вне его организма. «Заражение» происходит с помощью «свежих», не живших еще в симбиозе с червями водорослей в момент, когда личинки червя выходят из яиц. Эти водоросли, по всей вероятности, привлекаются какими-то веществами, выделяемыми яйцами червей.

В связи с рассмотрением вопроса функционирования хлоропластов в клетках животных чрезвычайно большой интерес представляют опыты американского биохимика М. Насса, в которых было показано, что хлоропласты сифоновой водоросли каулерпы, харовой водоросли нителлы, шпината и африканской фиалки захватываются клетками соединительной ткани (так называемыми фибробластами) мышей. Обычно в фибробластах, заглотавших инородное тело (этот процесс ученые называют фагоцитозом), вокруг поглощенной частицы образуется вакуоль. Постепенно чужеродное тело переваривается и рассасывается – исчезает. Когда же в клетки ввели хлоропласты, вакуоли не возникали, а фибробласты даже не пытались их переварить.

Пластиды сохраняли свою структуру и способность к фотосинтезу на протяжении трех недель. Клетки, ставшие из-за их присутствия зелеными, нормально делились. При этом хлоропласты стихийно распределялись по дочерним клеткам. Пластиды, находившиеся в фибропластах около двух дней, а затем вновь выделенные, оставались неповрежденными. Они усваивали углекислый газ с такой же скоростью, с какой фотосинтезировали свежие хлоропласты, выделенные из растений.

Предположим, что в ходе эволюции возникнут такие существа или их обнаружат на других планетах. Какими они должны быть? Ученые полагают, что в таком животном хлорофилл будет сосредоточен в коже, куда свободно проникает свет, необходимый как для синтеза зеленого пигмента, так и для образования органических веществ. «Зеленый человек» должен делать кое-что наоборот: днем, подобно сказочному королю, ходить в невидимой для всех одежде, а ночью, напротив, одеваться, чтобы согреться.

Проблема заключается в том, сможет ли такой организм получать с помощью фотосинтеза достаточно пищи. Исходя из максимально возможной интенсивности фотосинтеза растений в самых благоприятных условиях существования, можно подсчитать, сколько органического вещества сможет образовать зеленая кожа этого человека. Если принять, что 1 квадратный дециметр зеленого растения за 1 час синтезирует 20 миллиграммов Сахаров, то 170 квадратных дециметров человеческой кожи, доступной солнечным лучам, смогут образовать за это время 3,4 грамма. За 12-часовой день количество органического вещества составит 40,8 грамма. В этой массе будет концентрироваться около 153 калорий энергии. Такого количества явно недостаточно для удовлетворения энергетических потребностей человеческого организма, которые составляют 2000–4000 калорий в сутки.

Примем во внимание, что «зеленому человеку» не нужно думать о пропитании и быть слишком деятельным, поскольку пища сама поступает в его организм из хлоропластов кожи. Нетрудно прийти к заключению, что отсутствие физической нагрузки и малоподвижный образ жизни сделают его похожим на обычное растение. Иначе говоря, «зеленого человека» весьма трудно будет отличить от опунции.

Расчеты исследователей показывают: для того, чтобы образовать достаточное количество органического вещества, «зеленый человек» в ходе эволюции должен в 20 раз увеличить поверхность своей кожи. Это может произойти за счет возрастания числа складок и отростков. Для этого ему необходимо будет обзавестись подобием листьев. Если это произойдет, то он станет совсем малоподвижным и еще более похожим на растение.

Таким образом, существование крупных фотосинтезирующих животных и человека на Земле и в космосе едва ли возможно. Ученые полагают, что в любой биологической системе, хотя бы отдаленно напоминающей биосферу Земли, обязательно должны существовать растительноподобные организмы, обеспечивающие пищей и энергией как самих себя, так и животных. Во второй половине XIX столетия было установлено, что энергия солнечного света усваивается и трансформируется при помощи зеленого пигмента хлорофилла.

На основе проведенных опытов можно сказать что, зеленая окраска хлорофилла определяется наличием в нем атома металла вне зависимости от того, будет ли это магний, медь или цинк.Современная наука подтвердила правильность взглядов К.А. Тимирязева относительно исключительной важности для фотосинтеза именно красных лучей солнечного спектра. Оказалось, что коэффициент использования красного света в ходе фотосинтеза выше, чем синих лучей, которые также поглощаются хлорофиллом. Красные лучи, по представлениям К.А. Тимирязева, играют основополагающую роль в процессе мироздания и созидания жизни.

Как известно растения поглощают углекислый газ, который присоединяется к пятиуглеродному веществу под названием рибулезодифосфат, где потом он в дальнейшем участвует во многих других реакциях. Изучение особенностей фотосинтеза у разных растений, безусловно, будет способствовать расширению возможностей человека в управлении их фотосинтетической деятельностью, продуктивностью и урожаем. В целом фотосинтез это один из основополагающих процессов жизни, на котором основана большая часть современной растительной фауны на поверхности земли.

Почему осенью листья меняют цвет? Почему осень бывает разного цвета? Листья растений окрашены в зеленый цвет потому, что содержат хлорофилл - пигмент, который присутствует в растительных клетках. Пигментом называется любое вещество, поглощающее видимый свет. Хлорофилл поглощает солнечный свет и использует его энергию для синтеза питательных веществ. Осенью листья растений теряют свой яркий зеленый цвет Например, листья тополя становятся золотистыми, а у клена как бы вспыхивают красным цветом. В листьях начинаются какие-то химические превращения, то есть что-то происходит с хлорофиллом. С приходом осени растения готовятся к зиме. Питательные вещества медленно перемещаются из листьев в ветви, ствол, корень и запасаются там, на время суровых холодов. С наступлением весны растения используют запасенную энергию для выращивания новых зеленых листьев. Когда энергия запасенных питательных веществ исчерпывается, синтез хлорофилла прекращается. Оставшийся в листьях хлорофилл частично распадается, при этом образуются пигменты другого цвета. В листьях некоторых растений появляются желтые и оранжевые пигменты. Эти пигменты состоят большей частью из каротинов - веществ, которые окрашивают морковь в оранжевый цвет. Например, листья березы и орешника по мере распада хлорофилла становятся ярко-желтыми, листья некоторых других деревьев приобретают разнообразные оттенки красного цвета. Красный, темно-вишневый и пурпурный оттенки некоторых листьев обусловлены образованием пигмента антоцианина. Этот пигмент окрашивает редиску, красную капусту, розу и герань. Под воздействием осеннего холода в листьях начинаются химические реакции, превращающие хлорофилл в красно-желтые соединения. В отличие от каротинов и других желтых пигментов антоцианин вообще отсутствует в зеленых листьях. Он образуется в них только под воздействием холода. Цвет осенних листьев, как цвет волос у человека, обусловлен генетически у каждого вида растения. А вот будет ли этот цвет тусклым или ярким, зависит от погоды. Самые яркие, сочные цвета листьев бывают осенью, когда долго стоит холодная сухая и солнечная погода (при температуре от 0 до 7 градусов Цельсия усиливается образование антоцианина). Красивая расцветка листьев осенью бывает в таких местах, как штат Вермонт. А вот, например, в Великобритании, где климат дождливый и погода почти все время пасмурная, осенние листья чаще всего тускло-желтые или коричневые. Проходит осень, наступает зима. Вместе с листьями растения теряют и красочную расцветку. Листья прикрепляются к ветвям особыми черенками. С наступлением зимних холодов связь между клетками, из которых состоят черенки, распадается. После этого листья остаются связанными с веткой только тонкими сосудиками, по которым в листья поступают вода и питательные вещества. Легкое дуновение ветра или капля дождя могут разорвать эту эфемерную связь, и листья упадут на землю, добавив еще один цветной штрих к разноцветному толстому ковру из опавших листьев. Растения запасают питание к зиме, как бурундуки и белки, но накапливают его не в земле, а в ветвях, стволах и корнях Листья, в которые перестает поступать вода, высыхают, опадают с деревьев и подхваченные ветром долго кружат в воздухе, пока не улягутся на лесные тропинки, выстилая их хрустящей дорожкой. Желтая или красная окраска листьев может сохраняться несколько недель после того, как они опали. Но со временем соответствующие пигменты разрушаются. Единственное, что остается,- это танин (да- да, это именно он окрашивает чай).

Региональный конкурс исследовательских работ и творческих проектов

дошкольников и младших школьников «Я – исследователь!»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа «№ 18»

Энгельсского муниципального района

Саратовской области

Индивидуальный проект на тему:

«Почему листья

меняют осенью окраску?»

Ворфоломеева Дарья

обучающаяся 1 а класса

руководитель проекта

Етеревская Людмила

Владимировна

учитель начальных классов

МБОУ «СОШ № 18» ЭМР

Саратовской области

Саратов, 2015

Описание проекта…………………………………………………………………. с. 3 - 5

Введение……………………………………………………………………… с. 3

Этапы проекта и ожидаемые результаты…………………………………... с. 4 - 5

1 этап: выбор метода исследования, ход исследования……………… …… с. 4

2 этап: изучение литературы по данной тематике, ожидаемые результаты…с. 4

3 этап: обобщение и систематизация информации……………………………с. 4-5

4 этап: выбор продукта проектной деятельности…………………………… с. 5

Выводы (значение проекта для использования на практике)…………… … с. 5

Рефлексия проектной деятельности…………………………………………….с. 5

Информационно – методическое обеспечение…………………………………… с. 6

Приложения:………………………………………………………………………. с. 7 - 9

Почему листья меняют осенью окраску

Описание проекта

Вот на ветке лист кленовый.

Нынче он совсем как новый!

Весь румяный, золотой.

Ты куда, листок? Постой!

В.Д. Берестов

Введение

Осень – прекрасное время года. Изменение окраски листьев - одна из первых примет осени. Много ярких красок в осеннем лесу! Березы, клёны желтеют, пунцово-красными становятся узорные листья рябины, оранжевыми и багряными листья осин. В это время года я вместе с мамой люблю гулять по осеннему парку или лесу, дышать свежим воздухом, наблюдать за природой, собирать букеты из опавших листьев, любуясь желтыми, багряными, лиловыми красками.

Однажды осенью, я собирала красивые листья для уроков технологии. Рассматривая их, я задалась вопросом: почему листья изменили цвет? Почему окраска с зелёного изменилась на жёлтую и красную? Зачем вообще нужны листья дереву?

Я высказала предположение, что листья меняют цвет от нехватки света или похолодания.

Чтобы ответить на эти вопросы, проведу исследование.

Цель: найти научные доказательства причин изменения окраски листьев.

Задачи:

изучить специальную литературу;

выяснить какое значение играет лист для дерева;

изучить причину изменения цвета листьев;

ответить на вопрос: почему одни листья краснеют, а другие желтеют;

разработка и оформление информационного буклета на тему проекта

Вид проекта:

по комплектности: межпредметный

по количеству участников: индивидуальный

Этапы проекта и ожидаемые результаты

1 этап - организационный . Основной метод данного этапа - наблюдение изменений в природе. Систематическое наблюдение за изменением окраски листьев на деревьях позволило сделать вывод о том, что цвет листьев меняется у разных деревьев по – разному.

Результаты наблюдения в приложении 1.

Также я использовала метод опроса одноклассников. Я выясняла – знают ли они, почему осенью листья меняют цвет? Результаты в приложении 2.

2 этап – теоретический . Основной метод – изучение литературы и поиск информации в интернете.

Изучив статью в энциклопедии для малышей «Чудо – всюду. Мир животных и растений» Т. Д. Нуждиной, и, прочитав статьи вместе с мамой в интернете, я поняла:

какую роль играет лист в жизни дерева;

узнала части листа;

открыла причину смены окраски листьев осенью;

нашла много интересной дополнительной информации по данной теме.

3 этап – практический . Основной метод – работа с информацией.

Интерес к данной теме появился во время прогулок по осеннему лесу. В результате наблюдений и изучения литературы я узнала новые понятия и факты:

Листья всё лето работают: кормят дерево, добывают ему питание из воздуха с помощью солнечного света, защищают от солнечных ожогов ветки и ствол. Не пропадут даром листья, которые упали осенью и остались лежать под деревьями. Они будут беречь влагу и защищать корни от мороза. Потом они истлеют, удобрят землю и будут кормить дерево.

В ходе исследования я нашла интересные факты про изменение окраски листьев; подобрала народные приметы, пословицы, нашла авторскую сказку о листьях, сделала фотографии осенних деревьев, сделала поделки из опавших листьев для уроков технологи.

Полученные мной сведения легли в основу выступления, презентации и информационного буклета для одноклассников.

4 этап – итоговый . Основной метод – анализ результатов проведенной работы.

Вначале проекта, я высказала предположение, что листья меняют цвет от нехватки света или похолодания. Мои предположения не подтвердились.

Я выяснила, что осенью, по мере угасания деятельности листа в нем замедляется, а затем, совсем прекращается образование хлорофилла; разрушение же хлорофилла под влиянием солнечного света продолжается. В результате лист теряет свою зеленую окраску, и желтые - красные пигменты проявляются.

Я нашла научные доказательства причин изменения окраски листьев, то есть поставленная мною цель достигнута.

Выводы

Работа над данным проектом дала мне возможность прочитать интересный материал о природе, я приобрела новые знания – узнала, что такое хлорофилл и для чего он нужен, тренировала свою наблюдательность, училась работать самостоятельно, попробовала свои силы в работе на компьютере и творческой работе с сухими листьями. Полученные знания я применила на уроках окружающего мира и технологии. Я выступила перед одноклассниками и представила результаты своей работы.

Рефлексия

В ходе работы над проектом я научилась работать с различными источниками информации, оценивать качество своей работы, которое считаю хорошим, работать в сотрудничестве с мамой и учителем, делать выводы на основе полученных данных. Также работа над проектом помогла развить мой личный интерес к изучению природы и природных явлений.

Считаю, что поставленной цели я достигла.

Информационно – методическое обеспечение:

Т.Д. Нуждина Э нциклопедия для малышей «Чудо – всюду. Мир животных и растений», Ярославль Академия Холдинг 2003

Приложение 1

Результаты наблюдения за изменением цвета листвы

Приложение 2

Результаты опроса одноклассников

Приложение 3

Сказка

Почему листья меняют осенью цвет?

Наступила осень. Листья на деревьях стали желтеть и падать.

Как-то сидела Маринка под дубом, смотрела на пожелтевшие листья и думала:

Листья желтеют от холода. Они дрожат, съеживаются, а налетит ветер - и сорвались с веток листочки, улетели. Только на дубе листья еще держались, но и на нем их оставалось с каждым днем все меньше.

Однажды Маринка - добрая душа - не выдержала: взяла дома клей, нитки и побежала к своему любимому старому дубу. Стала последние листочки к веткам привязывать да приклеивать, чтобы ветер не оборвал. Может, 20 листьев привязала и приклеила девочка, а может, и все 30. И еще бы уберегла, да только руки совсем замерзли. Села Маринка, прижала руки ко рту, дышит в кулачки: то в один, то в другой. Тут опять прилетел ветер - и вдруг показалось Маринке, что зашептались, зашушукались листья над головой. Потом дуб вроде бы потянулся со скрипом, зевнул и сказал тихонько:

Ты ш-што тут делаешь-шь, несмысленыш-ш-ш? Что ты мне спать мешаешь-шь?

Я не хотела вас будить, - смутилась Маринка. - Я вам листочки подклеиваю, а то и последние проспите.

Эх, малыш-ш! Я свои дела-заботы закончил, пора и отдохнуть. Гляди, какие я вырастил желуди, красота! Авось, новые дубки вырастут. Но это потом, а сейчас - дни все короче, света все меньше, значит, пора деревьям спать. В листьях крохотные зеленые зернышки, живые заводики, исчезли-растворились, как сахар в воде. Не стало зеленых зернышек, и сделались листья желтыми.

Но почему желтыми, а не белыми или прозрачными? - удивилась Маринка.

Потому что кроме зеленых зернышек в листьях есть еще и другие - желтые. Пока в листьях работали зеленые зернышки-заводики, желтых видно не было, но растворились зеленые зернышки - и остались только желтые. Вот листья и пожелтели. А потом они высыхают и падают.

Но как же так? ! - заволновалась девочка. - Что вы будете делать без этих заводиков, без листьев? Кто вас всю зиму будет кормить?

А я ни есть, ни пить не хочу, - прошептал дуб и протяжно зевнул. - Меня в сон клонит. Зимой так спится - благодать. Зимой мы, деревья, не растем, не цветем. - Дуб вздохнул и умолк.

Эй! - Маринка тихонько постукала по морщинистой коре. -

Я хочу спросить: может, все-таки лучше, если бы листья остались? Они хоть и сухие, желтые, но с ними дерево гораздо красивее.

Не-е, - зевнул дуб. - Зимой нам не до красоты. Мы, деревья, сами сбрасываем листья. Если все листья оставить, зимой на ветках вырастут такие сугробы, что не выдержат они, сломаются от тяжести.

А я-то думала, что листья ветер обрывает.

Можно и без ветра, - прошептал дуб. - Мы между черешком листка и веткой специально тоненькую перегородку наращиваем, которая не пропускает ни соки, ни воду. Растет перегородка и отделяет лист от ветки. Как только листу не за что будет держаться, оторвется он и полетит. Упадут листья на землю и корни от мороза укроют… Эх-хе-хе…

Девочка хотела спросить у дуба еще о коре, о почках, о желудях, но тут снова налетел ветер, и ей почудилось, что старое дерево тихонько похрапывает.