紅色、橙色和黃色的森林被染色，但秋葉不會因美麗而變色

遼信豐

當秋天到來時，許多木本植物的葉子會變成紅色、黃色或橙色。特別是在暖溫帶落葉闊葉林中，大面積不同物種的落葉喬木由于顏色變化的時間和程度不一致，呈現(xiàn)出多種顏色。

不僅溫帶，亞熱帶甚至熱帶都有季節(jié)性落葉喬木。

據(jù)保守統(tǒng)計，全球將有600多種植物參加今年秋季的變裝，包括北美常見的各種楓樹和歐洲常見的幾種溫帶橡樹，都是由一些常綠木本植物進化而來的。

那為什么這些樹選擇在秋天落葉呢？

落葉是為了增加收入和減少支出

人們普遍認為落葉是樹木對環(huán)境和氣候季節(jié)性變化的反應。

氣候適宜時，葉片可以通過光合作用吸收光能，將二氧化碳和水合成樹木生長所需的有機物，同時釋放氧氣。但是隨著秋天的到來，氣溫開始下降，降雨量開始減少，日照時間開始縮短。

樹葉沒有樹皮一年比一年厚，作為樹枝來保暖，不像根可以埋在土壤里御寒，樹葉變寬以接受光線會讓樹葉在面對寒冷時感到不知所措。當溫度低于零攝氏度時，樹葉也會面臨凍傷的風險。

同時，由于氣溫較低，降水量減少，根系很難從土壤中吸收水分，葉片上密集的氣孔會隨著呼吸作用損失大量水分。

所以樹木為了開源節(jié)流，在氣候條件不利的情況下選擇棄葉。

變色是樹木的生存策略

樹木感知到長期低溫后，開始為落葉做準備，但在此之前，葉片中的養(yǎng)分需要被回收，尤其是葉片中的葉綠素富含氮，是樹木的一種緊實養(yǎng)分。

這種緩慢的恢復路程會完全降解葉綠素，葉片中近三分之二的蛋白質會被回收。隨著葉綠素的降解，葉片中的類胡蘿卜素開始充當調色盤的主角，使葉片由橙色變?yōu)榻鹕?/p>

類胡蘿卜素是一種輔助光合色素。在葉綠素的降解和恢復過程中，類胡蘿卜素起著保護作用，防止葉片因無法進行光合作用而被光灼傷。因為在秋高氣爽的天氣里，光強增強而不是云層。

我們看的很多秋葉主要是紅色的，因為很多葉子還含有第二種色素——花青素。

秋葉中花色苷和類胡蘿卜素的結合，使秋葉呈現(xiàn)出五彩繽紛的變化，從黃色到紫色到紅色到棕色。此外，森林中不同的落葉喬木在秋季有不同的響應時間，使得典型的溫帶落葉森林在秋季會發(fā)生色彩斑斕的變化。

有趣的是，花色苷原本并不存在于綠葉中，它們不是光合色素，而是葉子在落葉過程中主動產(chǎn)生的。

花色素苷可能在預防害蟲方面發(fā)揮作用

花中產(chǎn)生的花色苷主要是用來吸引昆蟲來訪的，那么垂死的葉子中產(chǎn)生花色苷的目的是什么呢？

一種解釋是花色素苷被植物用來應對環(huán)境壓力。這種水溶性色素不僅可以過濾紫外光，防止光損傷，還可以溶解在細胞中，增強細胞滲透壓，使植物能夠應對秋季的干旱環(huán)境。

然而，這個原因是不夠的，因為生產(chǎn)顏料不是最經(jīng)濟的解決壓力環(huán)境的方法。

另一種解釋是花色素苷的產(chǎn)生是植物利用顏色防蟲的一種策略，來源于與動物的共同進化。

比如有觀點認為，秋天大量蚜蟲遷徙到樹上過冬，第二年春天長出綠葉時，會對植物造成毀滅性的打擊。但在大多數(shù)昆蟲眼里，紅色是看不見的，紅葉在它們眼里是黑色的。結果秋葉變紅，會讓昆蟲誤以為這些葉子沒什么利用價值。也就是說，把秋葉翻紅可以蒙蔽敵人，進而起到防御侵犯的效果。

無獨有偶，很多剛發(fā)芽的葉子也是紅色的，這些容易被吃掉的幼葉也可以靠紅色來保護自己。

秋葉還能暴露出以前偽裝成綠葉以植物為食的各種昆蟲，因為許多植食性昆蟲是綠色的，變色的葉子會使它們脫穎而出，從而被昆蟲的天敵發(fā)現(xiàn)和捕食，減少隱藏在樹上的各種有害食客，讓樹木安全過冬。

也有人假設，秋葉可以作為果實的旗幟，秋天也是果實成熟的季節(jié)。與果實同色的紅葉更容易引起鳥類等種子傳播者的注意，從而有助于傳播果實種子。