Všichni jsme milovníci podzimních procházek přírodou. Všichni milujeme padání listů. Co je ale podzim z pohledu přírody?
Z biologického hlediska je podzim pro rostliny významným „posunem“. Dny se zkracují, což znamená, že listy budou dostávat méně energie ze slunečního záření. A je čas, aby se listnaté stromy připravily na nástup chladnějších měsíců.
A abyste pochopili, proč listy žloutnou, musíte vědět, proč jsou zelené.
Chlorofyl
Možná už víte, že rostliny generují energii fotosyntézou. Během tohoto procesu malé organely zvané chloroplasty, které jsou naplněny chlorofylem, absorbují sluneční světlo a způsobují řetězovou reakci. Fotosyntéza nakonec produkuje glukózu, kterou rostlina využívá jako palivo.
Chlorofyl absorbuje sluneční záření, ale ne všechno. Chlorofyl odráží část světla zpět do prostředí. Přesněji odráží zelené světlo – proto se listy jeví jako zelené.
Proč se tedy barva mění?
Na začátku článku jsem říkal, že kratší dny jsou jednou z největších změn podzimu. Časné západy slunce znamenají, že rostliny nemají tolik času na fotosyntézu. Rostliny proto reagují na kratší dny a nižší teploty. Začnou rozkládat chlorofyl, aby se připravili na zimu.
V důsledku toho na listech nezůstává tolik chlorofylu, takže se již nejeví jako zelené. Nyní si všimnete dalších pigmentů v listech. Například karoteny dodávají listům jejich červenou a oranžovou barvu. A xantofyly barví listy do žluta.
Stromy ale stále vypadají jinak
Každý strom má svou vlastní sadu pigmentů. To je důvod, proč javor na vašem dvoře může být jasně červený, zatímco jasan se jeví jako žlutý. Rodina dubů má tolik pigmentů, že mezi nimi nevyniká žádná jediná barva. To je důvod, proč dubové listy hnědnou.
A proto padá listí
Tento proces spočívá ve specializované vrstvě buněk, která připevňuje stonky listů k větvím.
Jak se dny zkracují, rostliny omezují cirkulaci vody a potravy v této vrstvě. Jakmile tato vrstva zaschne, list odpadne.
Opad listů čistí rostliny od parazitů, zabraňuje mechanickému poškození sněhem a větrem a také zabraňuje vysychání rostlin přes zimu. Koneckonců, absorpce vlhkosti se v zimě zastaví a odpařování kapaliny z povrchu listů pokračuje po celý rok.
Doba, za kterou listí opadá, závisí na počasí. A pokud je studený podzim, může listí začít padat pár dní po změně barvy.
Proč listy na podzim mění barvu?
Autor práce byl oceněn diplomem vítěze II
Text práce je umístěn bez obrázků a vzorců.
Plná verze práce je k dispozici v záložce „Job Files“ ve formátu PDF
Měnící se barva listů na stromech je jedním z prvních příznaků podzimu. Spousta jasných barev v podzimním lese! Břízy, jasany a lípy žloutnou, listy euonymu růžovou, vzorované listy jeřábu karmínově červené, listy osik oranžové a karmínové.
Jde o to, že v mírných oblastech jsou zimy docela chladné a není zde mnoho slunečního světla, které stromy využívají k výrobě energie. Listy jsou jemné a nemohou přežít zimu, takže se strom připravuje na chlad tím, že si z nich vezme všechny živiny, než opadnou.
Toto je proces přípravy na zimu, a proto nám listy ukazují své úžasné podzimní barvy. Existuje však dobrý důvod, proč mají různé stromy různou barvu listů. Co způsobuje tuto barevnou rozmanitost? Pro všechno existuje vědecké vysvětlení.
Předpokládejme, že rostlina obsahuje nějakou látku, která zezelená listy a změní barvu, když přijde chladné počasí.
Cílem projektu je nalézt důkazy a vědecky zdůvodnit příčiny změny barvy listů stromů na podzim.
K dosažení tohoto cíle je nutné vyřešit následující úkoly:
– studovat odbornou literaturu k této problematice,
– zjistit význam listů pro strom a určit příčiny změn barvy listů na podzim;
– vytvořit questovou brožuru pro návštěvu podzimního parku.
Kapitola 1. Studijní materiály a informace o listech
1.1.Co jsou listy a proč jsou zelené?
Jak dlouho žije list? Listy stromů v našich končinách žijí od jara do podzimu. Pokud je list zelený, znamená to, že je živý. Jakmile listy zežloutnou nebo zčervenají, znamená to, že zestárly a odumřely.
V létě má většina stromů zelené listy, protože obsahují barvivo chlorofyl. Chlorofyl je pigment nacházející se v listech, který jim dává zelenou barvu. Pigment je jakákoli látka, která absorbuje viditelné světlo. Chlorofyl absorbuje sluneční záření a jeho energii využívá k syntéze živin. Během jara a léta dostávají listy dostatek denního slunečního světla, které je vyživuje a umožňuje jim pravidelně produkovat chlorofyl.
Podíváte-li se na stavbu listu lupou, prohlédnete si všechny žilky vedoucí z řapíku, kterými list přijímá živiny, je vidět, že vnější část listu je tmavší, pohlcuje sluneční světlo. Rostliny přeměňují sluneční světlo na energii, která jim pomáhá růst.
Jedná se o proces fotosyntézy, který vysvětluje skutečnost, proč listy během teplého období vypadají velmi svěží a zelené.
Provedli jsme experiment, který prokázal přítomnost chlorofylu v listech rostlin. Potřebovali jsme jeden zelený list (vzali jsme list z pokojové rostliny), malý kousek bílé látky a dřevěný předmět (kladivo, kostka, váleček atd.).
List byl umístěn na roh látky a nahoře překryt dalším rohem látky. Poté dřevěným předmětem pevně přitiskly na list v látce. Když látku rozvinuli, viděli na látce zelené skvrny. Jedná se o pigment – chlorofyl, který barví list do zelena.
To, co dělá list rostliny zeleným, je pigment chlorofyl, který se účastní procesu fotosyntézy.
1.2. Proč listy mění barvu?
Na podzim listy rostlin ztrácejí jasně zelenou barvu. Například listy topolu zezlátnou, zatímco listy javoru jakoby blikají červeně. V listech dochází k chemickým přeměnám.
Denní hodiny se zkracují a rostliny dostávají méně slunečního světla. Kvůli tomu se zpomaluje produkce chlorofylu, což vede k poklesu zeleného barviva v listech. To je důvod, proč listy mění barvu a než opadnou ze stromu, jsou z listu odstraněny důležité živiny, které lze znovu použít. Doba, kdy listy začnou měnit barvu, závisí více na světle než na teplotě, takže listy začnou měnit barvu každý rok přibližně ve stejnou dobu.
Zeměpisná délka dne na 55. šířce
Když listnaté stromy dosáhnou tohoto světelného prahu, sacharidy se přenesou z listů na větve a nové minerály již nejsou dodávány do listů. Stromy se připravují na oddělení od nich.
Pokusme se dokázat, že růst a opad olistění závisí více na množství světla než na teplotě. Udělejme dva jednoduché experimenty.
Cílem je zjistit, jak světlo ovlivňuje barvu listů.
Materiály: velký zelený list; elektrická páska nebo neprůhledný papír, sklenice vody.
1. Zakryjte malou část listu elektrickou páskou nebo papírem.
2. Vložte list do sklenice s vodou.
3. Nechte pět až sedm dní na dobře osvětleném místě.
Fotografie ukazuje, že list pod papírem změnil barvu a zežloutl.
Cíl je stejný, zjistit, jak světlo ovlivňuje barvu listů.
Materiál: pokojová květina – ficus benjamina.
1. Umístěte květinu na týden na tmavé místo a pozorujte.
Výsledek je viditelný na fotografiích: po týdnu na špatně osvětleném místě rostlina začala shazovat žloutnoucí listy.
To znamená, že můžeme dojít k závěru, že chlorofyl se bez světla rozkládá rychleji.
S příchodem podzimu se tedy rostliny připravují na zimu. Živiny se pomalu přesouvají z listů na větve, kmen a kořeny a tam se ukládají během silného chladného počasí. Když se vyčerpá energie uložených živin, syntéza chlorofyl zastaví. Zanecháno v listech chlorofylu částečně se rozpadá, což má za následek tvorbu pigmentů jiné barvy.
1.3. Co určuje barvu podzimního listí?
Pod vlivem podzimního chladu začínají chemické reakce v listech, které se transformují chlorofylu v červenožlutých sloučeninách. Za změnu barvy jsou zodpovědné i další složky obsažené v listech – karoteny a antokyany.
Karoteny, které se nacházejí také v banánech a mrkvi, jsou zodpovědné za žluté, oranžové a hnědé zbarvení. Mrkvové stromy samozřejmě neexistují, ale samotná složka může být obsažena v určitých stromech, které dominují antokyany.
Červené, tmavé třešňové a fialové odstíny některých listů jsou způsobeny tvorbou pigmentu antokyan . Tento pigment barví ředkvičky, červené zelí, růže a muškáty. Pokud jeden z druhů stromů obsahuje více antokyany, pak listy zčervenají.
Na rozdíl od karoten a další žluté pigmenty antokyanin obecně chybí v zelených listech. Tvoří se v nich pouze vlivem chladu. Barva podzimního listí je stejně jako barva lidských vlasů dána geneticky u každého rostlinného druhu. Ale jestli bude tato barva matná nebo jasná, záleží na počasí. Nejjasnější, nejsytější barvy listů se vyskytují na podzim, kdy dlouho trvá chladné, suché a slunečné počasí (při teplotách od 0 do 7 stupňů Celsia dochází k tvorbě antokyan ).
Obr. 1 Pigmenty, které barví listy v různých barvách
Přechází podzim, přichází zima. Spolu s listy ztrácejí rostliny i pestré barvy. Listy jsou připevněny k větvím speciálními řízky. S nástupem zimního chladu se rozpadá spojení mezi buňkami, které tvoří řízky. Listí, které již nepřijímá vodu, usychá a padá ze stromů. Žluté nebo červené zbarvení listů může přetrvávat několik týdnů po opadu. Ale v průběhu času jsou odpovídající pigmenty zničeny.
Část 2. Vývoj questové brožury na procházku v podzimním parku
Výběr materiálů a úkolů pro quest
Výsledky našeho výzkumu jsme se rozhodli promítnout do brožury, ale uděláme to formou minipátrání pro naši mladší sestru. Na brožuru budeme potřebovat papír A4, počítač s nainstalovaným textovým editorem a tiskárnu na tisk brožury.
Při procházce v parku sbírejte sbírku listů. Určete, ze kterého stromu pocházejí vaše listy.
Podívejte se na listy, které jste nasbírali, určete, jaké látky v listech jsou. Použijte diagram. Pokud jsou listy oranžové, pak listy obsahují karoten, žlutý – xantofyl a červený – antokyan.
Vybarvěte podzimní park.
Nasbírané listy osušte a sestavte z nich nášivku.
5. Pokračujte v pohádce: Byl jednou jeden zelený lísteček se svými bratříčkovými lístky, který vyrůstal na bříze v lese. Celé léto si užíval tepla, slunce, koupal se pod proudy jemného letního deště. Usnul a probudil se za zpěvu ptáků, kteří se usadili v hnízdě na jeho bříze. Jednoho rána se ale probudil z velké zimy.
2.2 Návrh rozvržení questové brožury
List A4 jsme rozdělili na tři části a úkoly seřadili následovně (celá brožura v příloze).
Na podzim se produkce chlorofylu zpomaluje, což vede k poklesu zeleného barviva v listech. Doba, kdy listy začnou měnit barvu, závisí více na světle než na teplotě, takže listy začnou měnit barvu každý rok přibližně ve stejnou dobu, v našem pásu – na podzim.
Částečně se tedy potvrzuje hypotéza, kterou jsme vyslovili na začátku našeho výzkumu.
Listy rostlin jsou zelené, protože obsahují chlorofyl, pigment nacházející se v rostlinných buňkách. Pigment je jakákoli látka, která absorbuje viditelné světlo. Chlorofyl absorbuje sluneční záření a jeho energii využívá k syntéze živin.
Barva listů na podzim
Na podzim listy rostlin ztrácejí jasně zelenou barvu. Například listy topolu zezlátnou, zatímco listy javoru jakoby blikají červeně. Některé chemické přeměny začínají v listech, to znamená, že se něco děje s chlorofylem.
Chlorofyl v listech
S příchodem podzimu se rostliny připravují na zimu. Živiny se pomalu přesouvají z listů na větve, kmen a kořeny a tam se ukládají během silného chladného počasí. Když přijde jaro, rostliny využívají uloženou energii k růstu nových zelených listů.
Voda, živiny a listy
Když se vyčerpá energie uložených živin, syntéza chlorofylu se zastaví. Chlorofyl zbývající v listech se částečně rozpadá a tvoří se pigmenty jiné barvy. V listech některých rostlin se objevují žluté a oranžové pigmenty. Tyto pigmenty se skládají převážně z karotenů, látek, které dávají mrkvi její oranžovou barvu. Například listy břízy a lísky se při rozpadu chlorofylu stávají jasně žluté, listy některých jiných stromů získávají různé odstíny červené.
Chlorofyl se částečně rozpadá
Červené, tmavé třešňové a fialové odstíny některých listů jsou způsobeny tvorbou antokyanového pigmentu. Tento pigment barví ředkvičky, červené zelí, růže a muškáty. Pod vlivem podzimního chladu začnou v listech chemické reakce, které přeměňují chlorofyl na červenožluté sloučeniny. Na rozdíl od karotenů a jiných žlutých pigmentů antokyan v zelených listech obecně chybí. Tvoří se v nich pouze vlivem chladu. Barva podzimního listí je stejně jako barva lidských vlasů dána geneticky u každého rostlinného druhu. Ale jestli bude tato barva matná nebo jasná, záleží na počasí.
Kdy jsou nejjasnější barvy listů?
Nejjasnější, nejsytější barvy listů se vyskytují na podzim, kdy dlouhodobě trvá chladné, suché a slunečné počasí (při teplotách od 0 do 7 stupňů Celsia se zvyšuje tvorba antokyanů). V místech, jako je Vermont, jsou krásné barvy podzimního listí. Ale například ve Velké Británii, kde je deštivé klima a téměř neustále zataženo, jsou podzimní listy nejčastěji matně žluté nebo hnědé.
Přechází podzim, přichází zima. Spolu s listy ztrácejí rostliny i pestré barvy. Listy jsou připevněny k větvím speciálními řízky. S nástupem zimního chladu se rozpadá spojení mezi buňkami, které tvoří řízky. Poté zůstávají listy spojeny s větví pouze tenkými cévkami, kterými se do listů dostává voda a živiny. Lehký závan větru nebo kapka deště může toto pomíjivé spojení přerušit a listí spadne na zem a přidá další barevný nádech do pestrobarevného hustého koberce spadaného listí.
Rostliny uchovávají potravu na zimu, jako chipmunkové a veverky, ale nehromadí je v zemi, ale ve větvích, kmenech a kořenech.
Listí, do kterého přestává téct voda, usychá, padá ze stromů a chycené větrem dlouho krouží ve vzduchu, až se usadí na lesních cestách a lemuje je křupavá cesta. Žluté nebo červené zbarvení listů může přetrvávat několik týdnů po opadu. Ale v průběhu času jsou odpovídající pigmenty zničeny. Jediné, co zůstává, je tříslovina (ano, to je to, co barví čaj).
Zajímavé video o barvě listů na podzim
Pokud najdete chybu, zvýrazněte část textu a klikněte Ctrl + Enter.
Snad nejkrásnějším obdobím v roce je podzim, který lahodí oku pestrostí barev. Proč listy, které na jaře a v létě zůstávají zelené, na podzim mění barvu?
Listy většiny rostlin jsou zelené díky chlorofylu, zelenému barvivu, obsaženému v rostlinných buňkách.
Pigment je látka, která absorbuje viditelné světlo. Chlorofyl využívá energii ze slunečního záření k syntéze živin.
Na podzim slunečního záření ubývá a rostliny se začínají aktivně připravovat na zimu. Kvůli nízké teplotě a nedostatku dostatečného osvětlení bude fotosyntéza obtížná a strom má tendenci se zbavovat listů – to vysvětluje opad listů.
Bylo by příliš nehospodárné zbavovat se listů, aniž bychom z nich vzali maximum živin. Proto se živiny z listů přesouvají do kmene, větví a kořenů. Stromy, jako veverky a chipmunkové, ukládají zásoby během silného chladného počasí. Tento proces vede ke snížení syntézy chlorofylu. Když přijde jaro, rostliny opět využívají uloženou energii k růstu zelených listů.
Technicky vzato mají listy vždy pigmenty různých barev, ale podzim umožňuje zbavit se dominantní zeleně a odhalit ostatní odstíny, které v létě skrývá obrovské množství chlorofylu.
Po rozpadu chlorofylu se do popředí dostávají pigmenty jiných barev. Barva podzimního listí je dána geneticky, stejně jako barva vlasů u lidí. Například listy lísky a břízy se díky karotenu (pigment, díky kterému je mrkev oranžová), zbarví do jasně žluté barvy. Červená, fialová barva se vysvětluje převahou dalšího pigmentu – antokyaninu (barví i ředkvičky, růže, muškáty a červené zelí).
Načasování změn barvy listů závisí na světle, nikoli na teplotě vzduchu, takže listy mění barvu každý rok přibližně ve stejnou dobu. Ve městech umělé osvětlení mírně oddaluje nástup žloutnutí a červenání listů.
Za jas barev jsou však zodpovědné povětrnostní podmínky: při silném dešti budou listy pravděpodobně hnědé nebo matně žluté (jako například ve Spojeném království). Pokud je na podzim sucho a slunečno, listy budou mít sytou barvu.
Žlutá nebo červená barva zůstává v listech i několik týdnů po opadu, ale postupem času se pigmenty zničí a zůstane pouze tříslovinová látka tanin (stejná, která barví čaj do tmava).
