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美國地質(zhì)學(xué)會(huì )年會(huì )報告:秋葉為什么這樣紅之謎
[日期:2007-11-12]  來(lái)源:科學(xué)網(wǎng)  作者:   發(fā)表評論(0)打印



    秋天,大自然隆重換妝,樹(shù)從綠色變成了黃色或火焰般的紅色,為什么會(huì )這樣呢?美國北卡羅萊納大學(xué)的研究生Emily Habinck試圖回答這個(gè)問(wèn)題:因為紅色的樹(shù)葉能夠從周?chē)沫h(huán)境和土壤中汲取盡可能多的營(yíng)養,為樹(shù)迎接冬天的來(lái)臨作準備。

  據《自然》雜志在線(xiàn)新聞報道,10月29日,在科羅拉多州丹佛市召開(kāi)的美國地質(zhì)學(xué)會(huì )年會(huì )上,Habinck報告了自己的最新發(fā)現。她說(shuō),土壤的質(zhì)量越差,樹(shù)木就要花更多工夫從葉子中獲取營(yíng)養,樹(shù)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(shù)和紅槭樹(shù)進(jìn)行了仔細觀(guān)察。她發(fā)現與漫灘區的環(huán)境相比,在丘陵地帶,土壤營(yíng)養越少,樹(shù)葉越紅。她解釋說(shuō),丘陵地帶的土壤所含營(yíng)養成分低,樹(shù)葉因此就紅得更鮮艷,而在漫灘區,土壤富含營(yíng)養,樹(shù)葉在秋天里變成黃色!昂(jiǎn)而言之:葉子越紅,它所循環(huán)傳送的營(yíng)養就越多!

  在秋天,樹(shù)葉色彩斑斕,滿(mǎn)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(shù)葉為什么會(huì )越來(lái)越紅。當秋天來(lái)臨時(shí),樹(shù)木開(kāi)始分解葉子里的葉綠素,并將其中所含營(yíng)養分配進(jìn)樹(shù)干和樹(shù)根,這樣就能讓樹(shù)木渡過(guò)嚴寒的冬天。部分樹(shù)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(lèi)胡蘿卜素暴露出來(lái)。但葉子的紅色卻來(lái)自一種名為花青素的色素,這種色素在秋天會(huì )變得很活躍。

  為什么樹(shù)木在季節轉換時(shí)會(huì )以這種方式汲取能量呢?科學(xué)家們對此有不同的觀(guān)點(diǎn)。部分研究人員推測,這些色素就像是抗氧化劑,幫助樹(shù)木抵御艱難困境。其他人則說(shuō),這有助于吸引鳥(niǎo)兒摘取樹(shù)上的果實(shí),或者是增加葉子的溫度,幫助樹(shù)木渡過(guò)寒冬。

  也有科學(xué)家發(fā)現,如果某個(gè)秋天光照特別好且溫度很低,那么樹(shù)葉會(huì )變得更紅。美國蒙大拿州立大學(xué)的植物生理學(xué)家William Hoch在2001年就曾提出,色素相當于樹(shù)木的防曬霜,讓葉子在樹(shù)上停留的時(shí)間更長(cháng)一些,這樣樹(shù)木就能從葉子中獲取更多的營(yíng)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(yáng)的灼傷,受損的葉子很快就從樹(shù)上墜落,樹(shù)也失去了營(yíng)養供應。

  Hoch做了一個(gè)實(shí)驗,他培育了一種不能生產(chǎn)花青素的變異樹(shù)木。當將這些樹(shù)置入明亮而寒冷的高壓力環(huán)境中后,葉子在還是綠色時(shí)就紛紛墜落了,表明這種變異的樹(shù)為冬天儲備營(yíng)養的效率更低。因此他推測,生活在貧瘠土壤中的樹(shù)木會(huì )產(chǎn)生更多的花青素,保護葉子不會(huì )過(guò)早墜落,從而讓樹(shù)木得以從葉子中吸收更多的營(yíng)養,以備冬天來(lái)臨時(shí)使用。

  專(zhuān)家們認為,Habinck對樹(shù)木的研究與Hoch的假設相一致。Habinck說(shuō),花青素的出現實(shí)際上是一種功能,因為樹(shù)需要更多的能量。北卡羅萊納大學(xué)地球科學(xué)系的助理教授、土壤學(xué)家Martha Eppes是Habinck的導師,他說(shuō):“我們在秋天看到的彩虹般美麗的顏色不是大自然對人類(lèi)的取悅,而是樹(shù)木為生存付出的努力!
  
  Eppes打算繼續這項研究,他計劃通過(guò)衛星數據,進(jìn)一步了解在更大范圍內樹(shù)葉顏色與土壤類(lèi)型的廣泛相關(guān)性。
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