秋天来了,叶子为什么会变红?

在平时,由于叶绿素的含量远高于类胡萝卜素,因此类胡萝卜素的橙黄色并不能显示出来。当入秋之后,这一情况就发生了改变。

诱发这些现象与温度的降低和每天光照时期的变短的有关。这种光周期的变化,促发了叶片合成一种称为“脱落酸”的植物激素。脱落酸并不直接导致落叶(直接导致落叶的是乙烯),它更多的是促进叶片进入一种抵抗逆境的状态,以对抗不良的环境。

在生理活动速率降低的情况下,叶绿素的合成——分解平衡被打破,叶绿素的合成速率不能落后于分解速率,最终导致叶片内叶绿素含量的下降。而更加稳定的类胡萝卜素类物质则逐渐在叶片内占据主导地位,这就是秋叶呈现黄色的原因。

随着叶片生理活动的下降,叶片对光能的吸收能力也逐渐下降。虽然红橙光的能量不及蓝紫光强,但如果超出了叶绿素所能吸收的能力,过多的光能依然会对叶片造成损害。类胡萝卜素可以吸收蓝紫光从而起到保护叶片的作用,那么在入秋后之后,叶片又需要一类能吸收红橙色光的物质。而这类物质,就是花色苷类物质。

花色苷就是花青素和糖类物质结合而形成的糖苷类物质。花色苷由于结合了糖分子,因此在水中的溶解度增加,因此植物中的花青素,在酸性环境下,花青素多呈现红色。而叶片细胞液泡内的细胞液恰好呈现弱酸性。因此,在叶片中,花色苷主要以红色形式存在,担负起吸收过多红橙光的作用。红色的秋叶,由此而来。事实上,在春季刚萌发的新叶也有很多呈现红色,这其实也是利用相同的原理对幼叶进行的保护。

花色苷的大量合成,其实是对寒冷的响应。寒冷的信号能刺激植物提高细胞液的糖浓度,以此降低细胞液的冰点,以避免植物在受到低于零度低温袭击(例如结霜)时细胞液产生冰晶而对细胞造成的损伤。而这些糖则多与花青素结合为花色苷。在那些深秋叶片不变红的植物叶片中,也能检测到可溶性糖含量的上升。它们之所以没有显示出红色,是由于花青素合成不旺盛所致。通常来说,红叶树木的落叶时间,通常比黄叶树更晚一些,而在经霜之后,叶片会显得更为红艳。可以说,艳若春花的红叶,正是寒冷所带来的礼物。