Что такое листопад по биологии. Листопад

18. Продолжительность жизни листьев. Листопад и его биологическое значение.

Продолжительность жизни развившихся на побеге зеленых листьев у разных видов растений неодинаковая и колеблется от 2-3 недель до 20 и более лет. В целом нужно отметить, что листья многолетних растений по сравнению со стеблем и корнем обладают наименьшей длительностью жизни. Это, видимо, связано с тем, что ткани листа, сформировавшись, больше не обновляются, а с другой стороны, листья в течение своей сравнительно короткой жизни очень активно функционируют. Различают виды растений листопадные и вечнозеленые. Первые характеризуются тем, что ежегодно в течение некоторого периода находятся в безлистном состоянии, и этот период обычно совпадает с неблагоприятно складывающимися условиями внешней среды. Продолжительность жизни их листьев около 5 месяцев.(Это берёза, дуб, ольха, орешник, шиповник.)Например, большинство наших деревьев и кустарников не имеют листьев в зимнее время. Вечнозеленые растения характеризуются наличием зеленых листьев в течение круглого года. Но это не значит, что лист у них сохраняется и функционирует вечно, в течение всей жизни особи. У вечнозеленых растений тоже имеется листопад, но с растения опадают более старые листья и всегда сохраняются листья, образовавшиеся в более поздние сроки. У подмосковных вечнозеленых растений - ели и сосны - листья сохраняются в течение 5-7 (у ели) и 2-4 (у сосны) лет. Длительность жизни хвои ели более продолжительна у растений, произрастающих в районе Кольского полуострова и Приполярного Урала, где она достигает 12-16, а в некоторых случаях 18 (22) лет. Долго сохраняется хвоя у тянь-шаньской ели в Заилийском Алатау, где были обнаружены листья 26-28-летнего возраста. (По данным И. Г. Серебрякова (1952)).

Таким образом, продолжительность жизни листа определяется процессами роста и развития растительного организма в целом. Листопад - процесс биологический, обусловленный развитием растительного организма и его жизнедеятельностью. Листопад – естественный процесс отделения листьев от стеблей. В зимнее время он сохраняет растения от потери воды, когда её поступления из почвы практически прекращается. Кроме того, листопад освобождает растения от вредных для них веществ, которые накапливаются к осени в клетках листьев. Без листопада на листьях растений задержалось бы много снега, а под его тяжестью могла произойти поломка ветвей и стеблей.

Листопаду предшествует старение листа: снижается интенсивность жизненных процессов, протекающих в его клетках (фотосинтеза, дыхания), уменьшается содержание рибонуклеиновой кислоты, азотных и калийных соединений. Гидролиз преобладает над синтезом веществ; в клетках накапливаются конечные продукты распада (например, кристаллы оксалата кальция). Наиболее ценные минеральные и пластические соединения уходят из листьев. Их отток обычно совпадает или с формированием и ростом новых органов, или с отложением запасных веществ в уже готовые запасающие ткани. В опытах удавалось продлить жизнь листьев, удаляя почки или другие образования на растении, куда могут поступать пластические и минеральные вещества из листьев. Переброска веществ к местам их повторного использования рассматривается как одна из причин старения и опадения листьев. У большинства деревьев и кустарников в период листопада листья меняют окраску и становятся желтыми или багряными. Их желтый цвет обусловлен пигментами пластид (каротином и ксантофиллом) и клеточного сока (флавонами). Красновато-багряный цвет листьев обеспечивается накоплением в клеточном соке пигмента антоциана , который меняет свою окраску в зависимости от среды. В щелочной среде антоциан принимает голубовато-синюю окраску, а в кислой - розово-пурпуровую. У некоторых растений (ольха, сирень) листья сохраняют зеленый цвет до отмирания. Помимо биохимических превращений, происходящих в листьях перед их опадением, наблюдаются и анатомические изменения в основании листа. Перпендикулярно продольной оси черешка близ стебля закладываются клетки отделительного слоя. Межклетное вещество, соединяющее эти клетки, ослизняется, и клетки отделяются друг от друга. На месте отделения листа со стороны стебля к этому времени формируются слои клеток, оболочки которых опробковевают. Образовавшийся слой пробки защищает внутренние ткани стебля на месте отделившегося листа. После образования отделительного слоя и нарушения связи между клетками лист еще некоторое время продолжает оставаться на дереве благодаря проводящим пучкам, связывающим лист со стеблем. Но наступает момент нарушения и этой связи, и листья опадают.

Биологическое значение листопада:

Оздоровительное значение для растения и защита его от избыточного испарения влаги осенью и зимой;

Предохранение от вымерзания корней растения и опавших семян;

Опавшая листва является хорошим минеральным и органическим удобрением.

Осенний листопад

Осенний листопад – необычайно яркое и удивительное явление природы, которое поражает красотой. Глядя на облетающие золотые листья, которые стелятся мягкими коврами, непременно возникает вопрос: как устроен этот процесс и почему, собственно, осенью опадают листья?

Многие виды деревьев освобождаются от листьев для выживания в неблагоприятных погодных условиях. В тропиках и субтропиках листва осыпается в начале сухого сезона, в регионах с умеренным климатом деревья теряют листья осенью, когда приближается холодная погода. Деревья, которые сбрасывают листья в определённое время года, известны как лиственные деревья. Деревья, листва которых не опадает, называются вечнозелёными деревьями.

Большинству видов лиственных деревьев присущи широкие листья, которые осыпаются в холодную или засушливую погоду. Вечнозелёные деревья, в отличие от лиственных, растут во влажном, тёплом климате, либо имеют устойчивые к погоде иглы.

Интересный факт: Вечнозелёные деревья сохраняют листья в течение года, поскольку их листва покрыта воском, который защищает от холода, а в их клетках содержатся антифризные химические вещества, которые не дают дереву замерзнуть при низких температурах окружающей среды. Лиственные деревья же, наоборот, очень восприимчивы к холоду.

Вечнозеленые деревья сохраняют листву в течение года

Причины листопада:

• продолжительность светового дня;
• повреждение листьев;
• засушливый климат;
• холодный климат;
• опыление деревьев.

Материалы по теме:

Почему осенью листья меняют цвет? Почему осенью листья желтеют?

Продолжительность светового дня

Разрушение хлорофилла в листе при сокращении светового дня

Осенью постепенно сокращается продолжительность светового дня. По мере снижения воздействия дневного света в листьях уменьшается производство хлорофилла – зелёного пигмента, с помощью которого растение поглощает солнечный свет и затем превращает его в питательные вещества; и замедляется процесс фотосинтеза (который осуществляется при участии хлорофилла), пока не остановится.

В результате этого прекращается выработок сахарозы, которую растения используют в качестве пищи, и, следовательно, ограничивается поступление в дерево элементов питания. Чтобы уменьшить потребность в питательных веществах и противостоять холоду или засухе деревья сбрасывают листву.

Интересный факт: Замечено, что лесные деревья быстрее сбрасывают листву, чем городские. Это связано с тем, что в городе больше освещения, включая искусственное (фонари, свет окон, машин и пр.).

Повреждение листьев

К концу лета листья повреждаются насекомыми, болезнями или общим износом и готовы к обновлению. С приходом осени деревья сталкиваются с низкой температурой окружающей среды, холодными ветрами и другими условиями, которые также повреждают листья. По этим причинам листва опадает. Кроме того, помимо питательных веществ в листьях собираются вредные вещества (метаболиты, излишние минеральные соли). Поэтому, избавляясь от листьев, растение очищается.

Материалы по теме:

Интересные осенние факты

Засушливый климат

Лиственные деревья сбрасывают листву в засуху, чтобы избежать высыхания

При жаркой погоде листья испаряют много влаги. Корни дерева, снабжая листья, теряют большое количество воды. Листва хвойных, т. н. вечнозелёных деревьев, не подвергается опаданию, поскольку их иглы, занимая небольшую площадь поверхности, требуют меньше влаги по сравнению с лиственными деревьями. Таким образом, лиственные деревья сбрасывают листву в засушливый период, чтобы уменьшить потребность во влаге и избежать высыхания.

Холодный климат

Осенью деревья, ощущая сокращение дневного света и снижение температуры воздуха, начинают готовиться к холодам. Чтобы сохранить достаточное количество водных и энергетических ресурсов для зимнего периода, растения накапливают питательные вещества и избавляются от листьев. Этот процесс происходит циклически и не несёт вреда для растения. Так начинается осенний листопад.

Накопление питательных веществ

Деревья собирают ценные питательные вещества (нутриенты) из листьев и накапливают их в корнях для дальнейшего применения. Хлорофилл (пигмент, окрашивающий листья в зелёный цвет) первым разлагается на элементы питания. Кстати, в связи с этим листья осенью меняют цвет с зелёного на оранжевый, багровый, золотой.

Материалы по теме:

Почему кукуруза не размножается в дикой природе?

Отделение листьев от дерева

Отделительный слой клеток отделяет лист от ветки, в результате чего происходит процесс листопада

Листья отсекаются от дерева с помощью отделительного слоя, который образуется в месте, где стебель листа соединяется с веткой, и представляет собой скопление клеток. По мере того, как осенние дни сокращаются, этот слой забивает сосуды на стебле листа, которые перемещают в лист воду, а в дерево – нутриенты. После того, как стебель забивается, слой становится сухим и чешуйчатым и, в результате разложения, отделяет лист от дерева. На месте отпавших листьев весной появляются новые стебли и отрастают листья.

Я очень люблю бегать по осенней листве, высоко подбрасывая ее ботинками. А моей однокласснице нравится в осеннем парке рисовать деревья в новом наряде. И нам обоим немножечко грустно, оттого что деревья теряют листья.

Почему бывает листопад?

Любой, даже самый маленький листик на дереве испаряет воду. А когда наступают холода, вода в земле замерзает. Листьям не хватает влаги, они засыхают и опадают. А если бы этого не происходило, тогда засыхали бы сами деревья и кустарники.

А представь, как бы ломались ветки с листьями, если бы зимой на них падал снег? Так дерево, сбрасывая листву, защищает себя от повреждений.

Кроме того, листопад защищает организм деревьев от вредных веществ.Ученые установили, что в листьях осенью их больше, чем весной или летом.. Они удаляются из дерева вместе с опавшей листвой и оно засыпает до весны. Ведь ты тоже умываешься перед сном?

Почему листья отрываются?

Осенью, между листом и стеблем осенью образуется особый слой, похожий на пробку. Он не пропускает воду. Клетки этого слоя легко теряют между собой связь и листья отрываются. Они падают на землю и укрывают корни от мороза

Как меняется цвет?

Когда дни становятся короче и холоднее, в листочке начинается разрушение хлорофилла (зеленого красящего вещества).При этом проявляются другие красящие вещества(или пигменты)- - желтого и оранжевого цвета.Ты с ними знаком, они окрашивают морковку в оранжевый цвет.

В красный, темно-вишневый цвет листья превращает другой пигмент. Он же окрашивает редиску, красную капусту, розу и герань Но в отличии от этих растений, появляется он в листьях только после осенних холодов.

У каждого растения свой цвет осенних листьев, а каким он будет - тусклым или ярким зависит от погоды. Самые яркие цвета бывают когда долго холодно, сухо и солнечно.

А как же в теплых странах?

В теплых странах листопад тоже есть. Но только там он происходит не в короткие сроки, а распределяется на весь год и поэтому не так заметен.Там листья могут опадать после засушливых сезонов. Или когда из почек растут новые побеги и им нужно место, которое занимает старый лист.

Каждую осень мы любуемся золотистым листопадом, ходим по шуршащей опавшей листве. А почему листья желтеют и опадают?

Выясним причины опадания листьев, причем не только у деревьев в лесах и парках, но также и у комнатных растений.

Зачем нужны листья?

В природе ничего не происходит случайно, и листья на деревьях тоже имеют свое предназначение. Листья нужны для того, чтобы дерево могло дышать и получать крайне важное для него вещество - сахарозу. Под действием ярких солнечных лучей, попадающих на поверхность листьев, в них вырабатывается сахароза, нужная для роста дерева и созревания плодов.

Также листья участвуют в воздухообмене с окружающей средой, поглощая и перерабатывая углекислый газ и выделяя кислород.

Почему листья осенью желтеют?

Осень - естественный период, необходимый деревьям и кустарникам для восстановления сил. Это время покоя, когда дерево как-бы спит, готовясь к весеннему рассвету и обновлению.

С наступлением осени меняются климатические условия. Ночи становятся длиннее и холоднее, а световой день - короче. Поскольку все меньше лучей солнца достигают поверхности листьев, замедляется процесс фотосинтеза. Дерево начинает чувствовать недостаток питательных веществ, и постепенно замедляются все процессы жизнедеятельности.

Цвет листьев тоже начинает меняться: вместо разрушающегося зеленого хлорофилла активизируются другие красящие пигменты: каротин, антоциан, ксантофилл. Они окрашивают листья в желтый, оранжевой, и багровый.

Почему листья осенью опадают?

Питательных веществ через листья поступает все меньше, и дереву они становятся не нужны. Постепенно слабеет связь между деревом и листьями. Черешки листьев хуже держатся за дерево, постепенно слетая с него от самого незначительного порыва ветра.

Падение листьев имеет еще одно важное значение для дерева. Именно в листьях за время их жизни накапливаются разнообразные вредные вещества. Сбрасывая их, дерево избавляется от загрязнений, чтобы весной вырастить новые, чистые и здоровые листики, готовые снова выполнять свою важную работу.

Кроме того, зимой дерево испытывает недостаток не только питания, но и влаги. Листья забирают огромное количество жидкости, поэтому естественный осенний листопад помогает дереву сэкономить воду.

Также ученые выяснили, что отсутствие зимой листьев предохраняет ветки дерева от повреждений. Ведь в холодное время года на листьях неизбежно накапливался бы снег, что могло бы привести к поломке ветвей.

Сами упавшие листья тоже приносят деревьям немалую пользу: из них образуется замечательный слой удобрения, питающий дерево.

Почему опадают листья у комнатных растений?

Цветоводы знают, что листья могут желтеть и опадать не только у лесных и парковых кустов и деревьев, но и у комнатных растений, которым, казалось бы, все равно, какая за окном погода. Вот несколько распространенных причин этого процесса:

• Некоторые растения теряют листья из-за их естественного устаревания. Старые листья опадают, на их месте вырастают новые.
• Опадение листьев у комнатных растений - часто признак плохого ухода. Возможно, растение неправильно поливают или оно не получает достаточно света.
• Растение начинает терять листву после перенесенного стресса, это реакция на шок. У некоторых растений опадать могут не только листья, но и бутоны. Стресс может вызвать сильный сквозняк, пересадка из одного горшка в другой, неприятное соседство с другим растением и даже переезд с одного подоконника на соседний.
• Существует вид листопадных комнатных растений, для которых в принципе характерно сбрасывать листья зимой. К ним, например, относятся гранат и инжир.

Также вам может быть интересна статья

Исследовательский проект «Зачем деревьям листопад?» Выполнила учащаяся3 класса МБОУ СОШ № 4 г. Рассказово Шуваева Ирина Руководитель О. П. Казакова 2014 г.

Еще недавно на вершине клена С другими листьями он дружно шелестел, Но час пришел, и бывший лист зеленый, Опору потеряв, с вершины вниз слетел. А лес еще живет - шуршит его листва, Хоть осень с каждым днем Берет свои права. И наступает время листопада. (С. Михалков) Листопа́д - биологический процесс сбрасывания листвы растениями. Материал из Википедии - свободной энциклопедии

Проблемный вопрос: Почему осенью наступает пора листопада?

Цель проекта: Выяснить почему осенью листья меняют свою окраску и облетают

Задачи проекта Проследить, какие изменения происходят в листьях растений перед листопадом Узнать, как листья отделяются от стеблей во время листопада Узнать, как деревья живут зимой Провести наблюдения за комнатным растением Сделать вывод: Какое значение для растений имеет листопад

ГИПОТЕЗА: Избавляясь от листвы, дерево защищает себя от гибели в холодное время года

Источники информации интернет книги консультации

Почему желтеют листья? Появление желтых листьев на березе - признак начала осени в живой природе. В листьях происходят удивительные превращения. Перво-наперво листья начинают желтеть. Хотя никто не добавляет в соки жёлтой краски. Жёлтая краска находится в листьях всегда. Только летом жёлтый цвет незаметен. Он забивается более сильным – зелёным. Зелёный цвет листьям придаёт особое вещество – хлорофилл. Хлорофилл в живом листе постоянно разрушается и вновь образуется. Но происходит это только на свету.

Как наступает листопад? У деревьев, как у всего живого, есть свои внутренние «часы». Эти «живые часы» чутко ощущают смену дня и ночи. Укоротившиеся осенние дни как бы поворачивают в растении невидимый переключатель. Зелёный цвет заменяется жёлтым. Летом черешки листьев прочно скреплены с ветками. А осенью? Чем сильнее пожелтел или покраснел лист, тем легче он обрывается. И наступает момент, когда стоит только дотронутся до листа, как он тут же падает с ветки вместе с черешком. Что произошло?

Из листьев в ствол начинают оттягиваться питательные вещества. В черешках листьев тоже происходят изменения. Оказывается, осенью в основании черешка, в том месте, где он прикреплялся к ветке, появился так называемый пробковый слой. Он, как перегородка, отделил черешок от ветки.

Теперь только несколько тонких волоконцев соединяют черешок листа с веткой. Даже лёгкое дуновение ветра обрывает эти волоконца. Листья падают.

Зачем деревья сбрасывают листья? Деревьям нужно очень много воды. За лето большая берёза, например, испаряет около 7 тонн воды. Зимой столько влаги из почвы не получишь. Теряя листья, деревья защищаются от «зимней засухи». 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. Есть и третья причина для листопада: защитить тонкие хрупкие ветки дерева от тяжести выпавшего снега.

Как живёт дерево зимой? Зимой деревья впадают в настоящую спячку, как суслики, бурундуки, сурки. И дышат деревья зимой в 200-400 раз слабее, чем летом. Особенно глубоко спят деревья с осени до конца года. Создав запасы питания, дерево готово выдержать морозы в 10-12 градусов. А первые морозы закаляют его, делают ещё выносливее. Зима для деревьев не только холодное, но и, главное, сухое время года. Нет у дерева листьев – нет и такого обильного испарения воды.

Наблюдение за комнатным растением Это комнатное растение по своему внешнему виду очень похоже на березу. Но в отличие от нее имеет обильный полив, достаточно тепла и света.

У растения также заметны изменения в окраске листьев, но этот процесс происходит медленнее. Желтые листья опадают, но на их смену вырастают другие. Поэтому растение всегда может радовать нас своим видом.

ВЫВОД: В результате проведённых исследований гипотеза подтвердилась: Листопад приспосабливает деревья к зиме: Листопад спасает дерево от засыхания. 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.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Источники информации Я познаю мир: Растения: Дет. энцикл./ Авт.-сост. Л.А, Багрова.- М.:ООО «Издательство АСТ», 2002. – 510 с.: ил. http://otvet.mail.ru/question/67188151 http://blgy.ru/biology6v/defoliation http://biouroki.ru/guide/ob/