美國地質學會年會報告：秋葉為什么這樣紅之謎
2007-11-12 18:12:50 來源：科學網 瀏覽次數：
秋天，大自然隆重換妝，樹葉從綠色變成了黃色或火焰般的紅色，為什么會這樣呢？美國北卡羅萊納大學的研究生Emily Habinck試圖回答這個問題：因為紅色的樹葉能夠從周圍的環境和土壤中汲取盡可能多的營養，為樹木迎接冬天的來臨作準備。
在北卡羅萊納州夏洛特的自然保護區，Habinck對楓香樹和紅槭樹進行了仔細觀察。她發現與漫灘區的環境相比，在丘陵地帶，土壤營養越少，樹葉越紅。她解釋說，丘陵地帶的土壤所含營養成分低，樹葉因此就紅得更鮮艷，而在漫灘區，土壤富含營養，樹葉在秋天里變成黃色。“簡而言之：葉子越紅，它所循環傳送的營養就越多。”
在秋天，樹葉色彩斑斕，滿山紅葉似彩霞，但是認識大自然這一變化的機制并不是一件容易的事，特別是深秋里的樹葉為什么會越來越紅。當秋天來臨時，樹木開始分解葉子里的葉綠素，并將其中所含營養分配進樹干和樹根，這樣就能讓樹木渡過嚴寒的冬天。部分樹木的葉子在秋天里變成黃色，這是因為葉綠素的分解讓黃色的類胡蘿卜素暴露出來。但葉子的紅色卻來自一種名為花青素的色素，這種色素在秋天會變得很活躍。
為什么樹木在季節轉換時會以這種方式汲取能量呢？科學家們對此有不同的觀點。部分研究人員推測，這些色素就像是抗氧化劑，幫助樹木抵御艱難困境。其他人則說，這有助于吸引鳥兒摘取樹上的果實，或者是增加葉子的溫度，幫助樹木渡過寒冬。
也有科學家發現，如果某個秋天光照特別好且溫度很低，那么樹葉會變得更紅。美國蒙大拿州立大學的植物生理學家William Hoch在2001年就曾提出，色素相當于樹木的防曬霜，讓葉子在樹上停留的時間更長一些，這樣樹木就能從葉子中獲取更多的營養。當葉綠素被分解后，光合作用就變得更為困難，葉子更容易受到太陽的灼傷，受損的葉子很快就從樹上墜落，樹也失去了營養供應。
Hoch做了一個實驗，他培育了一種不能生產花青素的變異樹木。當將這些樹置入明亮而寒冷的高壓力環境中后，葉子在還是綠色時就紛紛墜落了，表明這種變異的樹為冬天儲備營養的效率更低。因此他推測，生活在貧瘠土壤中的樹木會產生更多的花青素，保護葉子不會過早墜落，從而讓樹木得以從葉子中吸收更多的營養，以備冬天來臨時使用。
專家們認為，Habinck對樹木的研究與Hoch的假設相一致。Habinck說，花青素的出現實際上是一種功能，因為樹需要更多的能量。北卡羅萊納大學地球科學系的助理教授、土壤學家Martha Eppes是Habinck的導師，他說：“我們在秋天看到的彩虹般美麗的顏色不是大自然對人類的取悅，而是樹木為生存付出的努力。”
Eppes打算繼續這項研究，他計劃通過衛星數據，進一步了解在更大范圍內樹葉顏色與土壤類型的廣泛相關性。
據《自然》雜志在線新聞報道，10月29日，在科羅拉多州丹佛市召開的美國地質學會年會上，Habinck報告了自己的最新發現。她說，土壤的質量越差，樹木就要花更多工夫從葉子中獲取營養，樹葉因此就越紅。
在北卡羅萊納州夏洛特的自然保護區，Habinck對楓香樹和紅槭樹進行了仔細觀察。她發現與漫灘區的環境相比，在丘陵地帶，土壤營養越少，樹葉越紅。她解釋說，丘陵地帶的土壤所含營養成分低，樹葉因此就紅得更鮮艷，而在漫灘區，土壤富含營養，樹葉在秋天里變成黃色。“簡而言之：葉子越紅，它所循環傳送的營養就越多。”
在秋天，樹葉色彩斑斕，滿山紅葉似彩霞，但是認識大自然這一變化的機制并不是一件容易的事，特別是深秋里的樹葉為什么會越來越紅。當秋天來臨時，樹木開始分解葉子里的葉綠素，并將其中所含營養分配進樹干和樹根，這樣就能讓樹木渡過嚴寒的冬天。部分樹木的葉子在秋天里變成黃色，這是因為葉綠素的分解讓黃色的類胡蘿卜素暴露出來。但葉子的紅色卻來自一種名為花青素的色素，這種色素在秋天會變得很活躍。
為什么樹木在季節轉換時會以這種方式汲取能量呢？科學家們對此有不同的觀點。部分研究人員推測，這些色素就像是抗氧化劑，幫助樹木抵御艱難困境。其他人則說，這有助于吸引鳥兒摘取樹上的果實，或者是增加葉子的溫度，幫助樹木渡過寒冬。
也有科學家發現，如果某個秋天光照特別好且溫度很低，那么樹葉會變得更紅。美國蒙大拿州立大學的植物生理學家William Hoch在2001年就曾提出，色素相當于樹木的防曬霜，讓葉子在樹上停留的時間更長一些，這樣樹木就能從葉子中獲取更多的營養。當葉綠素被分解后，光合作用就變得更為困難，葉子更容易受到太陽的灼傷，受損的葉子很快就從樹上墜落，樹也失去了營養供應。
Hoch做了一個實驗，他培育了一種不能生產花青素的變異樹木。當將這些樹置入明亮而寒冷的高壓力環境中后，葉子在還是綠色時就紛紛墜落了，表明這種變異的樹為冬天儲備營養的效率更低。因此他推測，生活在貧瘠土壤中的樹木會產生更多的花青素，保護葉子不會過早墜落，從而讓樹木得以從葉子中吸收更多的營養，以備冬天來臨時使用。
專家們認為，Habinck對樹木的研究與Hoch的假設相一致。Habinck說，花青素的出現實際上是一種功能，因為樹需要更多的能量。北卡羅萊納大學地球科學系的助理教授、土壤學家Martha Eppes是Habinck的導師，他說：“我們在秋天看到的彩虹般美麗的顏色不是大自然對人類的取悅，而是樹木為生存付出的努力。”
Eppes打算繼續這項研究，他計劃通過衛星數據，進一步了解在更大范圍內樹葉顏色與土壤類型的廣泛相關性。
編輯：jojo
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