财讯：变红、变黄......秋天叶子掉落之前，为什么要变色？

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资料来源:中国科普博览会

到了秋天，很多木本植物的叶子会变成红色、黄色和橙色。 由于变色时间的不同、变色程度的不同，整个树林呈现出多种多样的颜色，唤起这颗星上人们对秋天最直观的记忆。

特别是在暖温带落叶阔叶林中，大面积不同的落叶性乔木叶一起变色，构成了一望无际的色彩，温带地区也形成了典型的地带性植被。

这是树叶落下前闭幕的哀歌，通常只持续一两个月，然后是萧条冬，赤裸裸的树林。

当然，今年秋天落叶乔装的风景也不仅限于温带，在亚热带、热带也存在季节落叶改变秋装的树木。

据保守统计，世界上有600多种植物参与了今秋的伪装，北美和东西常见的枫树( acer )、欧洲常见的几种温带特征乔木栎属( quercus )是独立于多种常绿木本植物进化而来的。

那棵乔木为什么在秋天选择落叶？

秋天为什么需要落叶？

通常认为落叶是乔木对环境气候的季节变化的反应。

如果气候适宜，叶子可以通过光合作用吸收光能，将二氧化碳和水合成树木生长所需的有机物，释放氧气。 但是，随着秋天的到来，气温开始下降，雨开始变少，日照时间也变短，叶子这个特殊的高效光合作用工厂变成了鸡肋。

这些为光合作用而生的宽叶子没有茎，没有逐年变厚的树皮，也没有把根埋在土里的外套，今后的寒冷让他们走投无路。

另外，本来受到阳光照射的阳光充足的叶面，反而变得耐寒，气温低于零下时，将面临冻伤的风险。 另外，由于气温的降低和降水量的减少，根部的水分从土中吸收变得困难，贴在叶子上的气孔随着树木的呼吸而失去大量的水分。

因此，树林也只能用开源节流，气候条件不好的时候只能全面扔掉叶子。

落叶前为什么会变色？

那么，为什么在落叶之前，树要送给大地最美的秋天呢？

事实上，这盛大的秋色可能只是木缓兵之计。 长期感知低温后，树木开始准备落叶，但叶子中的营养物质必须从叶子中回收。 特别是叶子中的叶绿素含有丰富的氮，是不足的营养元素。

这一缓慢的回收之旅将叶绿素分解殆尽，叶片蛋白质也将被回收三分之二。 随着叶绿素的分解，被叶绿素挡住了颜色的辅助光合色素类胡萝卜素开始担任这个托盘的主角，给叶子带来了从橙色到金黄色的变化。

叶子中残留的类胡萝卜素之所以停留在叶子上，是因为在叶绿素被回收的时候，为了防止叶绿素不能进行光合作用而烫伤叶子，起到了叶绿素保护者的作用。 要知道，在秋天清爽的天气下，不适合生长，但云层的阴影很少，光的强度反而变强了。

但是，实际上我们看到的秋叶只有一部分是黄色的色调，剩下的主要是红色，甚至红色是很多人对秋叶的最直接的印象。 这样的红色秋叶是因为叶子中含有第二类色素物质花青色素。

花色苷作为秋叶的第二类呈色物质在植物中屡见不鲜，也是多种花中最主要的呈色物质。 因此，有咏唱“霜叶比二月的花红”的诗，红叶制造和采用了与花本质相同的色素。

秋叶花色苷和类胡萝卜素两种色素组合，秋叶可看到五光十色的变化，从黄到紫到棕，进而森林不同的落叶树在秋天反应的时间不同，在典型的温带落叶林中，秋天，千紫万红的颜色发生变化。

但值得一提的是，花色苷并非原本就存在于绿叶中，而是在落叶过程中自发产生的。

花中产生的花色苷是第一个吸引访花昆虫访问的，那么，用树叶产花色苷是什么目的呢？

秋叶进化之谜？

其实这还是个谜。

长期以来，植物学家认为秋叶的变色只是凋落营养物质回收的副产品，毕竟呈现黄色的类胡萝卜素只是通过叶绿素的分解而被动出现，但在秋叶中自愿生产花色苷，这样定价积极。

现在科学家们认为秋叶的颜色第一可能是两个作用。

一种是生理性的，叶绿素分解后作为光保护的功能工作，另外花青的产生也是植物应对环境压力的常见方法。 这种水溶性色素不仅过滤紫外光，防止光的损伤，还溶解于细胞，增强细胞的渗透压，使植物也能适应秋天干燥的胁迫环境。

但是，仅凭生理作用，可能不足以说明今年秋天的宏伟服装。 因为为了应对压力，生产色素其实不是最经济的处理方法。

另一种解释是，秋叶确实像人类看到的那样，为了在色彩上作为防虫的视觉信号而运动，是在与动物的协同进化中产生的。

例如，在秋天，如果蚜虫成为越冬寄主，大面积的蚜虫就会移动到树上越冬，如果明年春天产生绿叶，就会对植物造成毁灭性的打击。 秋叶的颜色作为视觉上的防御功能，暗示着叶子不好的状况。 大多数昆虫的眼睛看不到红色。 红叶看起来像完全的黑色。 叶子可以用红色遮住自己。

偶然的是，刚出生的新叶子多是红色的，容易被咬的这些幼叶可能会依靠红色来保护自己。

秋天的叶子可能会暴露出绿叶中原本伪装的吃植物的各种昆虫。 变色的叶子使本来隐藏的植食性昆虫的绿色显眼，被天敌识破绿色的隐蔽色，可以减少隐藏在树上的各种有害食客。

另外，秋叶也有可能作为树木果实的旗帜运动，多个落叶树种在秋天落叶的情况下也是果实成熟散布的季节，与果实颜色一致的红叶容易让鸟类等种子散布者发现隐藏在树上的秋果，也有辅助果实散布的假设。

当然，这些只是秋叶和动物协同进化的各种假设。 唯一确实，秋叶这种盛大的伪装不仅是叶子凋落老化的副产品，而且具有重要的生理和生态功能，等待着人们发掘。