Odpověď se zdá zřejmá. Na podzim se listí přesouvá do žluto-oranžovo-červeno-fialových oblastí elektromagnetického spektra pouze proto, aby potěšilo lidské oko obecně a zaměstnance KSh zvláště. není to tak? Možná mají krásné barvy nějaký význam? Profesor Vladimir Onipchenko, vedoucí katedry ekologie a geografie rostlin Biologické fakulty Moskevské státní univerzity, nám pomohl pochopit pragmatiku podzimní romantiky.

Ten, kdo nám dává barvu

Podzimní barvu listů určují dvě skupiny pigmentů. Ty první – karotenoidy, které poskytují žluté, oranžové, červené nebo hnědé odstíny. V létě pohlcují přebytečné sluneční záření a chrání tak jemný obsah rostlinných buněk před stresem. Na podzim se karotenoidy objevují v důsledku ničení chlorofylu – právě látky, která dává listům zelenou barvu a je obecně hlavním pracovníkem fotosyntetického dopravního pásu.

Druhá skupina pigmentů – flavonoidy, dávají červenofialový odstín. Tyto sloučeniny se objevují v listech pouze na podzim a rostliny je syntetizují specificky.

Je nepravděpodobné, že by to stromy dělaly proto, aby potěšily melancholické lidi, kterým kontemplace podzimních barev přináší zvláštní potěšení – to se pravděpodobně stalo miliony let před objevením lidí. To znamená, že stromy z toho mají určitý užitek, jinak by evoluce nemají zajištěnou schopnost měnit barvu. A jaký je přínos?

Převlek nebo úspora?

Věda má v této věci několik hypotéz. Za prvé: změna barvy poskytuje ochranu před hmyzem. Opadavé rostliny jsou připraveny rozdělit se se svými listy, ale snaží se ztratit co nejméně živin. K tomu rozdrtí složité molekuly na malé součástky a pumpují je do větví a kořenů. Nejde to tak rychle, ale teď! – a přečerpal to. Mezitím, zatímco proces pokračuje, mohou další účastníci environmentálních komunit zasahovat do výživných nízkomolekulárních sloučenin. Například sající hmyz. Jako jsou mšice.

Červenofialová barva pomáhá rostlinám schovat se: vzácný hmyz je schopen vidět červenou. Mšice mezi ně nepatří. Ekologické experimenty podporují obrannou hypotézu: pokud mají mšice na výběr, raději přistávají na zelené než na červené nebo žluté.

Další hypotéza o významu podzimní krásy se váže k fotosyntéze. Říká se, že při vyšších teplotách to funguje o něco efektivněji. A fialová nebo červená barva umožňuje absorbovat více tepla ze slunečního záření a zajistit o něco vyšší úroveň fotosyntézy v období, které pro ni není příliš příznivé.

Jasná odpověď na to, která hypotéza je správná, zatím neexistuje a není jisté, že bude. To je ve vědě normální. Je pravděpodobné, že obě hypotézy jsou pravdivé (každá z nich již má experimentální potvrzení). Navíc je možné, že vědci pro podzimní krásu najdou další desítky ospravedlnění – a každé je podpořeno daty.

ČTĚTE VÍCE
Kdy je nejlepší echinaceu rozdělit?

Bohatí se nečervenají

Ne všem listnáčům záleží na maskování a pumpování látek. Například Olše to nedělá. V procesu evoluce získala spolubydlící bakterie – aktinomycety a naučila se pro ně ve svých kořenech „stavět“ obytné oblasti. Aktinomycety dodávají olši tolik minerálního dusíku, že si může dovolit nečerpat drobky z listů.

Zelená barva listů je přitom u olše zachována až do nástupu mrazů. Další fotosyntéza je z fyzikálních důvodů nemožná – listy jednoduše zhnědnou a opadnou. Za pár týdnů nebo dokonce měsíců fotosyntézy navíc japonští vědci zjistili, že olše v energetickém ekvivalentu zvládá fotosyntetizovat šestkrát více, než je potřeba k vyplacení aktinomycet za objem sloučenin dusíku, které by mohly čerpat z listů. Jednoduchá ekonomika!

Většina stromů přitom takové spojence nemá a mohou se spolehnout buď na sebe, nebo na okolí. Pokud žijí ve spokojenosti a blahobytu, to znamená, že rostou na bohatých půdách, není třeba počítat bilance s přesunem věcí a schovávat se před hmyzem. Pokud jsou špatné podmínky, pak se můžete spolehnout jen sami na sebe.

Proto je opad listí nejkrásnější tam, kde je málo bohatství. Například ve středním Rusku se stromům daří dobře. Odvrácenou stranou tohoto bohatství je, že podzimní lesy nejsou nejúžasnější. V Severní Americe je to mnohem chudší. Například ve Skalistých horách klesá srážkami o řád méně sloučenin dusíku než na Kavkaze. Pravda, lesy ve Skalistých horách jsou převážně jehličnaté. Ale na hranici USA a Kanady jsou javorové lesy v září karmínovým ohněm.

Foto: Taweesak Aueamyon/Shutterstock.com

Publikováno v časopise “Schrödingova kočka”ra” Č. 1 (46) 2021 město

Výzkumná práce vysvětluje roli listů v životě stromů a proč listy na podzim mění barvu a opadávají. Provedené a popsané pokusy odhalují záhadu podzimních barev, ukazují ničení chlorofylu v listech a demonstrují dýchání listů.

Stáhnutí:

Příloha velikost
Výzkumná práce vysvětluje roli listů v životě stromů a proč listy na podzim mění barvu a opadávají. Provedeno a 91 KB

Náhled:

Podzim je nejtajemnější období roku. Připlíží se tiše a nepozorovaně. Listy mění svou barvu ze zelené na zlatou a mění se ve světlou a teplou přikrývku, která obaluje vše kolem. V tomto ročním období je dobré toulat se podzimním parkem, dýchat čerstvý vzduch a pozorovat přírodu.

ČTĚTE VÍCE
Jak se zbavit alergie na vosí bodnutí?

Jednoho dne jsem si při procházce s matkou v podzimním parku všiml na větvi jednoho stromu listů různých barev: žluté, zelené a červené. Pod stromy bylo také hodně barevného listí a já z nich nasbírala krásnou podzimní kytici. Zajímala mě otázka, proč byly listy v létě zelené a na podzim vícebarevné. Minulý rok jsem studoval téma „Proč jsou listy zelené“ a letos jsem se rozhodl ve svém výzkumu pokračovat a zjistit, proč listy mění barvu.

Mým úkolem je nacházet zajímavé a neobvyklé věci v okolí a zpřístupňovat je k pozorování a studiu.

Smyslem mé práce je

zjistit, proč listy na podzim mění barvu.

  • studovat literaturu a internetové materiály k tématu výzkumu;
  • připravovat dotazníky a provádět průzkumy mezi studenty a jejich rodiči;
  • zjistěte, proč listy na podzim mění barvu a stávají se vícebarevnými;
  • provádět experimenty:
  • určit, že listy dýchají;
  • určit, že listy obsahují různé barvicí látky;
  • provádět experimenty, abyste zjistili, jak sluneční světlo ovlivňuje barvu listů;
  • analyzovat získané výsledky a vyvodit závěry.

Předmět studia: Listy podzimních stromů.

  • studium literatury a materiálů z internetu na dané téma;
  • analýzu přijatých informací.
  • mapování studentů a jejich rodičů a vytváření diagramů;
  • provádění experimentů a experimentů.

listy mění barvu, protože obsahují různá barviva; Barvu listů ovlivňuje slunce.

1.1. Proč strom potřebuje listy?

Abyste pochopili, proč listy na podzim mění barvu, musíte nejprve pochopit, proč stromy listy potřebují.

V přírodě se nic neděje náhodou a i listí na stromech má svůj účel. List je nesmírně důležitý orgán rostliny. S pomocí listů stromy dýchají a jedí. Listy rostlin obsahují chlorofyl. S jeho pomocí se pod vlivem jasného slunečního světla v listech vyrábí sacharóza. Je potřebný pro růst stromů a dozrávání plodů. Listy se také podílejí na výměně vzduchu s okolím, absorbují oxid uhličitý a uvolňují kyslík. Tento proces se nazývá fotosyntéza.

Při psaní výzkumné práce ve druhé třídě na téma „Proč jsou listy zelené“ jsem se dozvěděl o struktuře listu. List se skládá ze dvou částí: čepele listu a řapíku. Řapík připevňuje list ke stonku.

1.2. Proč listy na podzim mění barvu?

Každý ví, že s nástupem podzimu se stromy proměňují. Zdá se, že si oblékají krásné vícebarevné oblečení: červená, žlutá, fialová. Proč listy na podzim mění barvu?

ČTĚTE VÍCE
Jak letí projektil s krupobitím?

Jde o to, že jak se blíží podzimní dny, teplota vzduchu klesá. Stromy se začínají připravovat na zimu. Do listů se dostává stále méně vody – to vede ke snížení rychlosti životních procesů. Barvicí pigmenty v nich se začnou rozkládat.

Za zelenou barvu listů je zodpovědný chlorofyl. Chlorofyl v živém listu se neustále ničí a znovu tvoří. Ale to se děje pouze ve světle. V létě slunce svítí dlouho. Chlorofyl je zničen a okamžitě obnoven. Za jeho ničením nezůstává ani tvorba chlorofylu. List zůstává po celou dobu zelený. Přichází podzim, noci se prodlužují. Chlorofyl se během dne zničí, ale nestihne se obnovit. Chlorofyl se za slunečného počasí rychleji ničí. To je důvod, proč si na zamračeném a deštivém podzimu listy déle udrží zelenou barvu.

Kromě chlorofylu obsahují listy rostlin i další barvicí pigmenty, jako je xantofyl, karoten, antokyan. Díky nim získávají listy zlatožlutou, oranžovou a červenou barvu. Všechny tyto pigmenty jsou v listech neustále přítomny, ale viditelnými se stávají až při poklesu produkce chlorofylu, tzn. na podzim. Listí se zbarví a začíná tzv. „zlatý podzim“ (příloha č. 1).

1.3. Proč listí na podzim opadává?

Opad listů je biologický proces, při kterém rostliny opadávají listy.

Stromy, jejichž listy mění barvu a na podzim opadávají, se nazývají opadavé. Jejich kmeny a větve jsou schopny odolat zimním mrazům, ale jejich tenké jemné listy to nedokážou.

Jak se dny zkracují, stromy se začínají připravovat na zimu. Množství mízy ve stromu klesá, listy stárnou. Když listy zežloutnou, objeví se na bázi lístku tenká oddělovací vrstva buněk, tzv. korková vrstva. Postupně tato přepážka přeruší spojení mezi stromem a listem. Stačí závan vánku a list se odlepí. Po odtržení listu zůstane na větvi malá jizva, která je pokryta ochrannou korkovou vrstvou. Opadání listů je tedy schopnost stromu odolat zimě a na jaře znovu vyrazit.

2. Praktická část.

2. 1. Sociologický průzkum.

Účel: zjistit, zda se studenti a dospělí někdy divili, proč se listy na stromech na podzim zbarvují jinak.

Průzkum zahrnoval: studenti – 52 osob, dospělí – 28 osob. Byl jim nabídnut dotazník s otázkami (Příloha č. 2).

Na otázky průzkumu byly obdrženy následující odpovědi. (Příloha č. 3)

ČTĚTE VÍCE
Co miluje květina tchynin jazyk?

Z analýzy dat z dotazníku jsme zjistili, že většina dětí (76,9 %) a dospělých (67,9 %) se divila, proč se listy zbarvují jinak.

20 dětí (38,5 %) a většina dospělých (67,9 %) se domnívá, že barva listů závisí na množství barviva v nich. Přibližně stejný počet mužů (40,3 %) se domnívá, že listy mění barvu, aby se chránily před různými škůdci.

Téměř všechny děti (88,5 %) a dospělí (85,7 %) se zajímají o vědecké vysvětlení změny barvy listů a jen několik z nich to nezajímá.

Dýchání je nejdůležitější proces života, charakteristický pro všechny živé organismy, včetně listů. To, že člověk dýchá, už není třeba nikomu dokazovat. Ale s rostlinami je to mnohem obtížnější: jak pochopit, a ještě více dokázat, že rostliny dýchají?

Následující experiment vám pomůže zajistit, aby listy stromů dýchaly.

Účel experimentu: zkontrolovat, zda listy stromů dýchají.

K provedení experimentu jsme utrhli zelený list ze stromu. Vložil jsem ho do čisté misky s vodou a přitlačil malým kamínkem tak, aby byl celý ponořený. Poté misku postavím na slunné místo. Po pár hodinách jsem viděl, že celý plech a okraje mísy jsou pokryty drobnými bublinkami. To je kyslík, který se uvolňuje během fotosyntézy.

Závěr: Ujistil jsem se, že listy stromů dýchají.

“Duha podzimních barev”

Zelená barva chlorofylu je tak silná, že maskuje jakýkoli jiný pigment. Když se produkce chlorofylu na podzim zastaví, hlavním „barvivem“ listů se stanou pouze pigmenty.

Účel experimentu: izolovat pigmenty různých barev z listů.

K provedení tohoto experimentu jsme shromáždili zelené a žlutohnědé listy. Vzali jsme zelené listy, rozemleli je a výslednou pastu dali do sklenice. Totéž jsme udělali s listy jiné barvy. Do každé sklenice jsme nalili alkohol, sklopili bílé proužky papíru a nechali je přes noc. Ráno jsme viděli, že proužky papíru byly natřeny různými barvami.

Závěr: Byl jsem přesvědčen, že v listech jsou různé barvicí látky.

Při jakém osvětlení listy žloutnou?

Barva listů závisí na osvětlení, teplotě vzduchu a přítomnosti vody. Abychom odhalili vliv světla na barvu listů, provedli jsme experiment.

Účel experimentu: zjistit, jak sluneční světlo ovlivňuje barvu listů.

K provedení experimentu jsme utrhli zelený list ze stromu. Jednu polovinu plechu jsem přikryla fólií (omezila přístup světla). List jsem vložil do sklenice s vodou a umístil na týden na dobře osvětlené místo. O týden později jsem folii sundal a porovnal poloviny plechu. Část listu, která byla pokryta fólií, zežloutla. Výsledky tohoto experimentu potvrzují můj předpoklad, že barvu listů ovlivňuje sluneční záření. Bez světla je chlorofyl v listu zničen a list žloutne.

ČTĚTE VÍCE
Kolik stojí posvátný vitex?

Závěr: list pod fólií zežloutl, což znamená, že bez slunečního záření se chlorofyl rychleji ničí.

Potřeba kyslíku k rozkladu chlorofylu.

Pro zničení chlorofylu je nutná ještě jedna podmínka – kyslík. Abychom zjistili, jak kyslík ovlivňuje ničení chlorofylu, provedeme experiment.

Účel experimentu: dokázat, že bez kyslíku se chlorofyl rozkládá pomaleji.

K provedení tohoto experimentu jsem vzal stárnoucí list, který si stále zachoval svou zelenou barvu. Spustil jsem ho do sklenice s vodou tak, aby byla pod vodou jen polovina prostěradla. Sklenice byla umístěna na tmavém místě. Uplynuly 2 dny, na listu nedošlo k žádným změnám. A až po 5 dnech jsem si všiml, že část listu, která byla ve vodě, si zachovala zelenou barvu, zatímco druhá zežloutla.

Závěr: proces listového dýchání hraje důležitou roli při ničení chlorofylu. Ve vodě je mnohem méně kyslíku než ve vzduchu. Při nedostatku kyslíku se chlorofyl ničil pomaleji, protože se zpomalil proces dýchání listů.

V důsledku své výzkumné práce jsem zjistil, že:

  • listy jsou pro stromy velmi důležité – s jejich pomocí stromy dýchají a jedí;
  • Kromě chlorofylu obsahují listy i další barvicí látky, díky nimž jsou listy barevné;
  • Aby list zůstal zelený, potřebuje sluneční světlo.

Domnívám se, že se potvrdila moje hypotéza, že listy mění barvu, protože obsahují různá barviva a jejich barvu ovlivňuje sluneční záření.

Experimenty, které jsme provedli, mi pomohly získat dovednosti výzkumníka a vizuálně vidět, o čem čtu v knihách. Získané informace (formátované formou prezentace) budu sdílet se spolužáky během hodiny o světě kolem nás.

  • Potapová, L.M. Ekologie ve hrách pro děti 5-10 let. Oblíbená příručka pro rodiče a učitele / L.M. Potapova // Yaroslavl: Development Academy: Academy Holding, 2002. – 224 s. – nemocný. – ISBN 5-9285-0125-0
  • Shkolnik, Yu. K. Plants: a Complete Encyclopedia / Yu. K. Shkolnik; [nemocný. A. Vorobyová, Y. Zolotareva, Y. Shkolnik]. – Moskva: Eksmo, 2018. – 256 s.: ill.
  • Wikipedie je bezplatná encyklopedie.
  • Chci vědět všechno – dětskou encyklopedii.