每年随着进入深秋,树木的叶子就开始从北向南逐渐变黄,有的树叶还变成了红色。我国古代就有“霜叶红于二月花”的诗句。那些随风飘动的红叶和黄叶昭告了秋天的到来,满眼望去,漫山遍野,层林尽染,别有一番风景。那么,树叶为什么要变色的呢?
落叶树与常绿树
树叶在秋天变成了红色,就是我们所谓的红叶。事实上,北方大多数的树叶其实是在秋季变成黄色,在文学描写中,还常常用金灿灿的“黄叶”寓意秋天的到来。红叶的代表树种有槭树、黄栌、枫香等,黄叶的代表树种有银杏、杨柳树等。这些树木的叶子到秋天都会改变颜色,入冬以后,叶子还会脱落,留下光光的枝条,这其实是落叶树的共同特征。落叶树大多生长在温带地区,树叶到冬天全都会掉落。
树上全年都长有叶子的树被称为常绿树。其实,在常绿树上也可以看到夹杂有红色和黄色的树叶,只是常绿树的树叶不会一起改变颜色,而是不分季节,先长出的树叶先变老从而改变颜色。也就是说,常绿树树叶的寿命往往是大于一年的,树叶脱落不集中于秋季,而是先衰老的叶子就先脱落。
树叶变红的原因
树叶在掉落以前会先变为红色或者黄色,其实是一种树叶的老化现象。我们知道,大多数植物新生的叶子都是绿色的,这是因为植物叶片的叶肉细胞中还有一种叶绿体的细胞器,有了它,才能进行光合作用。在进行光合作用时,植物的叶子借助太阳光,利用二氧化碳和水来合成碳水化合物。植物所吸收的只是太阳光中的红色光和蓝色光,那些没有被吸收的绿色光则被叶子表面反射。绿色光反射进入我们的眼睛,于是我们就看到叶子显现为绿色。叶子中接收和反射光的物质,是叶绿体中的一种叫作“叶绿素”的色素。
随着叶子逐渐老化,叶子中的叶绿素随之被分解而减少。这样,叶子的绿色会变得越来越浅,绿色变浅,叶子中所含的其他色素便凸显出来,这其中反射黄色光的色素叫作“叶黄素”。新生叶子所含的叶绿素,其数量大约是叶黄素的8倍。春季和夏季黄色被绿色掩盖,我们无法看见。随着叶子老化,虽然叶子含有的所有色素都会被分解,但是叶黄素的分解速度比较慢,于是叶子就逐渐变成黄色。银杏树、杨柳树的叶子就是这样变黄的。
至于秋天漫山遍野的红叶,是否之前也是被叶绿素遮盖了呢?事实并非如此。
枫叶的红色是由新制造出来的叫作“花青素”的色素所产生的。花青素是一类由糖和氨基酸合成的色素,它们被贮存在细胞内的液泡内。各种鲜花所具有的颜色,如橙色、紫色和蓝色等,也是由花瓣中含有的这种花青素产生的。
树叶变色的意义
树叶变红和变黄究竟有什么意义,现在还没有一种得到公认的解释。日本熊本大学理学部对花青素有深入研究的吉玉国二郎教授指出:“红叶和黄叶的形成受气候条件的影响非常大,难以在野外进行实验研究。通过仔细观察身边的现象,至今还没有得到一种令人满意的解释。”2005年,瑞典学者约翰娜•卡斯卡特罗博士等提出了一种观点,认为树叶变色也许是为了回收养分。植物不会像动物那样排泄,它们的代谢废物都聚集在叶子中,落叶其实就是在处理代谢废物。而在落叶前,树木会从即将枯死的树叶中收集对自己有益的化合物并将其储存起来。利用白杨树叶所做的实验表明,同落叶前的树叶相比,掉下的树叶中所含的氮和磷确实比较少。
从植物秋天的叶子颜色变化和脱落,我们能够窥见植物为了生长所采用的策略,这也是植物长期进化过程中对环境适应的一种选择。我们在欣赏红叶之余,也真该想一下物竞天择的道理。
(杨 容 刘全儒)