秋叶|叶儿为什么这样黄?( 二 )


许久以来 , 植物学家一直认为秋天叶子变色仅仅只是凋落营养物质回收的副产品而已 , 毕竟呈现黄色的类胡萝卜素仅仅是因为叶绿素的降解而被动呈现的 , 但是在秋叶中竟然主动生产出了花青素 , 这样耗费成本的主动生产 , 让秋叶的颜色意义变得不再消极了 。
现在科学家们认为 , 秋叶的颜色可能主要是两种作用 。
一个是生理上的 , 即在叶绿素降解后充当光保护的功能;除此以外 , 花青素产生也是植物应对环境胁迫的常规方法 。 这种水溶性的色素 , 不仅能过滤紫外光 , 防止光损伤 , 还能溶解在细胞中 , 增强细胞的渗透压 , 使植物能够应对秋季干旱的胁迫环境 。
但仅仅生理上的作用可能并不足以解释这场秋季宏大的盛装 , 因为应对胁迫 , 生产色素其实并不是最经济的解决方法 。
 
秋叶|叶儿为什么这样黄?
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秋天里的红枫
图片来源:Veer图库
另一种解释是秋叶确实像人类观赏到的一样 , 是为了在色彩上充当防虫的视觉信号 , 在与动物协同进化中产生的 。
比如有观点认为 , 秋季也是蚜虫转化越冬寄主之时 , 大面积的蚜虫迁移到树上越冬 , 在来年春天绿叶产生时 , 会对植物造成毁灭性的打击 。 而秋叶的颜色则充当视觉上的防御功能 , 提示叶子不良好的状况 。 甚至在大多数昆虫的眼中 , 红色是不可见的 , 红色的叶子在它们看来是完全的黑色 , 叶子可以用红色将自己隐匿起来 。
巧合的是许多刚萌生的新叶也往往是红色的 , 这些容易被啃食的幼叶可能也依靠红色将自己保护起来 。
 
秋叶|叶儿为什么这样黄?
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许多刚长出的幼叶也往往是红色的
图片来源:参考文献
秋叶可能还能让原本在绿叶之中伪装的、以植物为食的各类昆虫暴露 , 变色的叶子会让原本隐匿的植食性昆虫的绿色变得显眼起来 , 从而被天敌识破它绿色的隐蔽色 , 减少树木上藏着的各类有害食客 。
 
秋叶|叶儿为什么这样黄?
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秋季变化的叶色可能也会让原本伪装成绿叶的昆虫在树上暴露 
图片来源:lochmantransparencies.com
还有假说认为 , 秋叶甚至可能充当树木果实的旗帜 , 许多落叶树种秋季落叶时也是果实成熟散布的季节 , 同果实颜色一致的红叶让隐匿在树上的秋果更容易被鸟类等种子散布者发现 , 从而助力果实的散布 。
 
秋叶|叶儿为什么这样黄?
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秋叶与秋果同时挂在树上
图片来源:alltomtradgard.se
当然这些都只是秋叶与动物协同演化的种种假说 , 唯一可以肯定的是 , 秋叶这场盛大的变装肯定不仅仅是叶子凋落衰老的副产品 , 有着重要的生理与生态功能 , 等待着人们去挖掘 。
 
参考文献:
[1]Archetti, Marco, et al. "Unravelling the evolution of autumn colours: an interdisciplinary approach." Trends in ecologyevolution 24.3 (2009): 166-173.
[2] Archetti, Marco. "Phylogenetic analysis reveals a scattered distribution of autumn colours." Annals of Botany 103.5 (2009): 703-713.
出品:科普中国
制作:廖鑫凤(中国科学院昆明植物研究所)
监制:中国科学院计算机网络信息中心


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