Редко кто из людей, с легкостью разгадывая простенькую детскую загадку «зимой и летом одним цветом», задумывался: а почему действительно так происходит в мире природы, что хвойные деревья – ель и сосна – вечнозеленые? Нет, почему зеленые, понятно. Все помнят из школьных уроков биологии о таком природном пигменте зеленого цвета как хлорофилл, который является одним из главных участников процесса фотосинтеза, или, как говорят, «дыхания» растения.
Листья поглощают из воздуха углекислый газ, через корневую систему в них попадает вода и минеральные соли. Хлорофилл под воздействием света преобразовывает полученные извне ингредиенты в глюкозу, которая и является основной пищей растения. На выработку питания для растения идет лишь незначительное количество поставляемой корневой системой воды, основная же ее масса испаряется через те же самые листья.
В холодное время года, когда земля замерзает, дерево уже не может получить достаточное количество воды, и во избежание чрезмерного испарения влаги через поверхность листвы, вынуждено сбрасывать последнюю.
Ель и сосна такой необходимости не испытывают. Ведь, по своей сути, хвоя этих деревьев - это листья. Они достаточно тонкие, покрыты восковой плотной оболочкой, что сводит к минимуму процент испаряемой ими влаги. Форма листка дерева в виде иголки позволяет максимально сбалансировать процесс поступления и испарения влаги деревом в зимнее время. Процесс фотосинтеза в таком случае становится постоянным.
Неверно было бы считать, что иголки на сосне или ели не опадают. Достаточно пройтись по лесу или парку, чтобы убедиться в ошибочности подобных предположений. Весь фокус в том, что иголки, отжившие свой срок, опадая, одновременно заменяются новыми. Вследствие этого дерево имеет постоянную устойчивую зеленую окраску своих листьев-иголок. Стоит заметить, что замена хвои на дереве происходит не сразу на всех ветвях одновременно. Этот процесс идет постепенно и размеренно.
Опадание хвои может происходить у разных видов сосны или ели с разной периодичностью. Минимальным сроком жизни хвоинки принято считать двенадцать месяцев. Более частое сбрасывание хвои говорит о том, что с деревом не все в порядке. Хвоя у большинства видов елей не опадает по несколько лет, а рекордсменом можно считать так называемую сосну остистую, хвоя которой удерживается на дереве до 43-45 лет.
На самом деле зеленые хвоинки-иголки - это видоизмененные листья. Хвоинки такие маленькие и на ели их так много, что если елка сбросит свой колючий наряд, ей не хватит весны, чтобы вновь одеться в густую хвою. И все же елка, как и все хвойные деревья, меняет свой зеленый наряд, но делает это очень медленно. Для того чтобы сменились все старые иголки, должно пройти не менее 9 лет.
Хлорофилл имеет зеленый цвет, поэтому соответствующий окрас приобретают и органы растения, где он присутствует.
Сохранение листа на вечнозелёных растениях сильно варьирует: у одних растений они опадают чуть более чем через год и сразу заменяются новыми; у других они держатся много лет. Рекорд сохранения одних и тех же листьев принадлежит сосне остистой, или долговечной (Pinus longaeva) – её хвоинки держатся до 45 лет. Однако, только у немногих видов листья не опадают более 5 лет.
Рекорд сохранения одних и тех же листьев принадлежит сосне остистой, или долговечной (Pinus longaeva) – её хвоинки держатся до 45 лет!
Большинство растений влажных тропических лесов являются вечнозелёными, так как для них отсутствуют два фактора, делающих растения листопадными – холод и засуха. Растения на территориях с более прохладным или засушливым климатом могут быть как листопадными, так и вечнозелёными. При холодных температурах только относительно небольшое количество видов, в основном хвойные растения, остаются вечнозелёными.
При холодных температурах только относительно небольшое количество видов, в основном хвойные растения, остаются вечнозелёными.
Вечнозелёные растения в неблагоприятных климатических условиях имеют другие признаки адаптации к низкому содержанию питательных веществ. Листопадные растения уменьшают потребность в питательных веществах с опаданием листвы, и в зимнее время все необходимые нутриенты получают из земли, в том числе и для воспроизводства новых листьев. Когда имеется доступ лишь к малому количеству питательных веществ, вечнозеленые растения имеют преимущество, даже при том, что их листья и иглы должны быть в состоянии противостоять холоду или засухе, и таким образом менее эффективны при фотосинтезе.
Когда имеется доступ лишь к малому количеству питательных веществ, вечнозеленые растения имеют преимущество
В более тёплых регионах многие виды вечнозелёных растений типа некоторых сосен и кипарисов растут на бедных почвах и нарушенном грунте. Некоторые виды рододендрона – рода вечнозелёных широколиственных растений – растут в спелых лесах, но обычно выбирают места на очень кислой почве, где питательные вещества менее доступны для растений. В тайге или арктических лесах у вечнозелёных растений также есть преимущество, так как земля достаточно холодная для быстрого распада органических веществ.
В умеренном климате опавшая листва или хвоя вечнозелёных растений имеет более высокое содержание углеродистого азота по сравнению с листопадными деревьями, таким образом она вносит свой вклад в более высокую кислотность почвы и более низкое содержание азота почвы. Такие условия способствуют росту вечнозелёных растений и наоборот, препятствуют развитию листопадных.
Почему хвойные - вечнозелёные деревья?
Все деревья питаются с помощью листьев. Их поверхность поглощает солнечный свет, а от корней по многочисленным канальцам поступает вода. Особое зелёное вещество, которое содержится во всех листьях - хлорофилл - преобразует эти два компонента в питание для дерева. При этом бо льшая часть воды испаряется с их широкой поверхности. С наступлением холодов лиственные деревья получают меньше солнечного света и воды из промерзшей почвы. Чтобы перезимовать, они запасают необходимое количество питательных веществ и влаги, сбрасывают листья и впадают в спячку. От морозов их ствол и ветки надежно защищены корой.
Листья сосны и ели - хвоя - это тонкие иголки, покрытые толстой оболочкой. Благодаря этому они почти не теряют влагу с поверхности и могут оставаться на дереве в холодное время года. А еще в них накапливается небольшое количество воды и сахаров для питания дерева зимой, а также масла, которые не дают иголкам замерзнуть в мороз. Иголки сосны и ели опадают, но происходит это постепенно, а на их месте сразу вырастают новые.
В хвое накапливается небольшое количество воды и сахаров для питания дерева зимой, а также масла, которые не дают иголкам замерзнуть в мороз
Известный русский поэт Федор Иванович Тютчев написал об этом стихотворение:
Пусть сосны и ели
Всю зиму торчат,
В снега и метели
Закутавшись, спят, -
Их тощая зелень,
Как иглы ежа,
Хоть ввек не желтеет,
Но ввек не свежа.
Знаете ли вы, что в давние времена наши предки-славяне встречали Новый год с цветущей вишней? Незадолго до праздника кадку, в которой росло деревце, вносили в дом. В тепле развивались почки, и дерево густо покрывалось нежным бело-розовым цветом.Вокруг новогодней вишни люди веселились - водили хороводы, пели песни. Цветущее деревце оставалось в доме аж до весны. Потом его высаживали в прогревшийся весенний грунт.
Позднее белеющую цветом вишню заменила вечнозелёная ёлочка.
В наших краях праздник новогодней ёлки ввёл специальным указом царь Пётр Первый в тысяча семисотом году. Указ пришёлся по душе как знати, так и простому люду. С тех пор и появилась привычная нам красивая традиция перед празднованием Нового года наряжать ёлочку.
Вечнозеленая ель — эффектное растение, придающее неповторимое очарование любой посадке. Колючая красавица зачастую становится акцентом пейзажной композиции, создавая уникальный художественный эффект, наполняя его глубиной цвета, объемом, и задавая уютное и немного таинственное настрое.
Существует более 50 видов этого растения, распространенных в Северном полушарии. В природе хвойные деревья произрастают в горных лесах, изредка встречаются в равнинной местности.
Ель в ландшафтном дизайне для относительно небольших участков в основном используется среднерослых (10-15м высотой) или карликовых пород (до 2,5 м), поскольку традиционные красавицы могут достигать высоты 40-50м и выше.
Декоративные формы хвойного дерева обладают стабильно медленными темпами роста и мелкими габаритами. Эстетичная привлекательность и практичность — эти два принципа, на которые основывались селекционеры, создавая новые подвиды ели, полностью воплощены в представительницах популярных пород с шаровидной, подушковидной или конической конфигурацией крон.
Tufty, Cinderella, Petra, Hillside Upright, Emsland – наиболее привлекательные формы, радующие взор золотисто-зелеными и синеватыми оттенками хвои. Карликовые красавицы имеют густую компактную крону, нижние же ветви укрывают приствольную область земли.
Весьма примечательна Picea glauca с сизистой хвоей и ее разновидности Conica, Cupido и Pixie, которые садоводы относят к самым низкорослым формам. Оригинальная представительница семейства хвойных Rainbow’s End в летний период необычайно красива и нарядна благодаря молочно-белым молодым побегам. Необычные очертания кроны и сочные оттенки хвои делают ее желанной жительницей сада.
Ель голубая или колючая — одна из самых декоративных и неприхотливых в уходе порода. Отличительная особенность породы Picea pungens – четырехгранная и довольно колючая хвоя, которая изменяет оттенки цвета от зеленого, сизого, ярко-голубого до почти белого. Глубина оттенка зависит от воскового налета, обволакивающего молодую хвою. Светолюбивая красавица хорошо растет на легких плодородных суглинках. Среднерослые разновидности породы имеют коническую форму кроны: Snowkist, Hunnewelliana.
Однако следует учесть, поверхностно расположенные корни растения не терпят утрамбовывания и повреждения. Для хороводов вокруг наряженной красавицы следует укрыть приствольную область защитной плиточной дорожкой.
У растений цвет листьев определяется составом окрашивающих растительных пигментов: зеленые хлорофиллы, красные и синие антоцианы, желтые флавоны, желто-оранжевые каротиноиды и темные меланины. Каждая из этих групп представлена несколькими отличающимися по химическому строению, по поглощению света и окраске пигментами.
Ель зеленого цвета из-за пигмента, который называется хлорофилл. Главная его функция — фотосинтез. Он поглощает солнечный свет и вырабатывает органические питательные вещества для растений в процессе фотосинтеза. Цвет хлорофилла, как и любого окрашенного вещества, обусловлен сочетанием тех лучей, которые пигмент не поглощает. Хлорофилл поглощает в основном синий и красный цвет, но отражает зелёный. Это и есть причина того, почему мы видим хвою зеленого цвета.
Благодаря фотосинтезу и участию в нем хлорофилла. Площадь хвоинок мала, и поэтому дереву требуется совсем немного питательных веществ для поддержания жизнедеятельности. Маленькая площадь поверхности иголок также препятствует испарению большого количества влаги. Соответственно, у ели нет необходимости периодически менять свою хвою, а фотосинтез практически в полной мере обеспечивает растение необходимыми питательными веществами при неблагоприятных погодных условиях.
Если сравнить любое хвойное дерево с любым лиственным, то в первую очередь в глаза бросится такое отличие - у одного на ветвях хвоинки, а у другого - листья. Однако, несмотря на свои различия, даже эти части растения похожи друг на друга. Ведь и у тех, и у других зеленый цвет. У них одна и та же биологическая функция - они вырабатывают сок, жизненно необходимый для дерева.
Этот сок называется сахарозой или живицей. Он питает как само дерево, так и созревающие на нем плоды. Без него никакое дерево не смогло бы жить.
Почему эти органы имеют зеленый цвет, каждый знает еще из школьных курсов биологии. Наверное, никакое другое ботаническое слово не повторяется в школе так часто, как название процесса «фотосинтез». По-другому этот процесс можно назвать «дыханием» растения. В результате поглощения листьями или хвоинками атмосферного углекислого газа в их органических клетках образуется хлорофилл, а в воздух выделяется кислород.
Хлорофилл имеет зеленый цвет, поэтому соответствующий окрас приобретают и органы растения, где он присутствует. Все очень просто, но новый вопрос возникает с наступлением осени. Если предыдущее сравнение хвоинок и листьев проводилось летом, то следующее необходимо провести во время «пышного природы увяданья».
Все прекрасно знают, что листва перед наступлением зимы опадает, предварительно пожелтев или приняв какой-либо другой окрас, например красный или багряный. Если сравнить осенний лист с осенней хвоинкой, то отличий между ними будет больше, чем летом. Теперь они будут различаться не только формой, но и цветом. Листья стали желтыми, а хвоинки как были зелеными, так таковыми и остались. Более того, такой же цвет они будут иметь и зимой, и весной, и следующий летом, и т. д.
Но как же такое может быть, если и у тех органов, и у других одна и та же биологическая функция? Все дело в форме этих органов. Листья имеют слишком большую площадь, и поэтому не могут переносить суровые условия. Если бы листва на дереве осталась к наступлению зимы, растение погибло бы от недостатка влаги, так как с большой площади испаряется очень много воды. Хвоинки же сосны и ели очень тонкие, площадь у них маленькая, поэтому такие деревья могут переносить длительную засуху, и в зимний период они не останутся без необходимого количества воды.
Также благодаря своей малой площади хвоинки защищены от налипания снега. Если бы они имели такую же площадь как листья, на них налипало бы много снега, и под его тяжестью ветви ломались бы. В общем, соснам и елям ничего не мешает даже зимой оставаться такими же зелеными, какими они бывают и летом.
В них по-прежнему остается хлорофилл и выполняет свою основную функцию. А лиственные деревья вынуждены сбрасывать листву и впадать в своеобразную зимнюю спячку, дабы благополучно пережить суровые условия и с наступлением весны снова начать обогащать нашу атмосферу кислородом.
(Старых А.А.)
Вконтакте
Одноклассники
Почему желтеет хвоя у туи и других хвойных растений осенью!
Почему желтеет хвоя?
Горная сосна в ландшафтном дизайне
Кедр сибирский, сосна кедровая (Cedrus)
Какие хвойные посадить на участке?
Густые еловые лапы не пропускают в лес злой леденящий ветер, потому-то в нем и теплее. От того в ельник и летят в непогоду различные , чтобы найти себе укрытие. В густых пушистых ветвях, под заснеженными еловыми лапами, словно под крышей находят они себе приют целыми стайками.
Но почему, же осенью у всех деревьев листья желтеют , и зимой опадают, а елочка, как стояла зеленая, так и стоит, не меняя цвета и не теряя своих иголочек-листьев? Потому что иголочки-хвоинки это тоже самое, что для остальных деревьев листочки. В каждой иголочке все те же зеленые хлорофилловые зернышки. Правда в иголочке их куда меньше, чем в обычных листьях, но зато их так много, что елке позавидует самое раскидистое дерево.
Если сбросит елочка осенью свой зеленый наряд , то ей, бедной и всей весны не хватит, чтобы снова вырастить густую хвою. Ведь листья обычных деревьев так устроены, что готовят строительный материал для веток и стволов гораздо быстрее, чем хвоинки. Поэтому елочка приспособилась, чтобы не отставать в росте, просыпаться раньше лиственных деревьев, а засыпать позже.
Тяжести снега, елочка тоже не боится, потому что веточки у нее гибкие, прочные и снежный покров их только согнет, а сломать не сможет. Но не думай, что елочка никогда не меняет своего зеленого наряда. Она меняет его медленно, постепенно и в течение девяти лет полностью обновляет свои листья-иголки.
И в самый лучший для детей праздник Новый год , елочка самая желанная гостья в каждом доме, школе, детском саду. Стоит она – красавица, украшенная игрушками, и радует детишек своим дивным запахом свежей хвои и вечно зеленым нарядом.
А теперь, мой юный любознательный друг, отгадай загадку:
“зимой и летом, одним цветом”
Ведь ты уже догадался кто это? Не правда ли? 🙂
