Листопад. Процесс отделения листка

Как растения определяют время листопад. Вам, наверное, доводилось бродить по осенним улочкам и смотреть на листопад. За несколько дней все деревья вокруг одеваются в желтые и красные наряды осени. Как же они узнают, что пора сбросить листья?

Чтобы понять это, немного понаблюдаем. Некоторые из деревьев «не спешат» расставаться с зеленым летним нарядом.

Очень часто такие деревья растут около уличных фонарей. Как это связано друг с другом? Оказывается, растения стремятся «предугадать» приближающуюся зиму. Период листопада они часто «вычисляют» по длине дня. День стал короче - значит, скоро зима. Понятно, что все деревья в округе растут при одинаковой длине дня: солнце для них встает и садится практически одновременно. А растения, оказавшиеся около фонарей, невольно живут при более длинном (как бы летнем) дне. Они пока и не думают о зиме.

«И что же, - спросите вы, - такие растения погибнут зимой из-за того, что не сбросили листву?» Вовсе нет. У растений есть еще одна «примета» - похолодание. Если не длина дня, так температура «заставит» их сбросить листья.

Процесс отделения листа. Отделение листа, как и любого другого органа, - не простая задача. Нужно, чтобы в образовавшуюся ранку не проникли болезнетворные бактерии или грибы, чтобы растение не теряло воду, чтобы не повредились близлежащие ткани. Наконец, важно аккуратно «отсоединить» проводящую систему, чтобы ксилема больше не поставляла к месту опавшего листа воду и минеральные вещества.

Еще во время развития листа в его основании был заложен специальный отделительный слой клеток. Он отличается, в первую очередь, строением проводящей системы.

Возможно, вы замечали, что водопроводные трубы скреплены развинчивающимися деталями и при необходимости можно легко отвинтить одну трубу от другой. Нечто подобное есть и в отделительном слое. Ксилема и флоэма в этом месте непрочные, так что их легче разорвать.

А если лист не простой, а сложный (вы помните, что такие листья опадают по частям?), то у основания каждой пластиночки имеется свой отделительный слой.

Определив «по приметам» приближение зимы, лист опадает не сразу. Все самое ценное должно успеть перейти в зимующие органы. В желтом листе вы почти не обнаружите сахаров, крахмала и веществ, содержащих азот. Разрушится хлорофилл, и лист потеряет зеленую окраску.

Остальные органы растения «постараются отослать» в желтеющий лист побольше вредных веществ. Выделять их наружу растения не умеют и используют эту единственную возможность от них избавиться.

Когда эти «перевозки» закончатся, в растении образуется немного этилена, что служит сигналом для разрушения клеток отделительного слоя. Связь листа с веткой становится все менее и менее прочной (рис. 14.1), и, наконец, порыв ветра отламывает его.

Рис. 14.1. Опадение листа. Условные обозначения: лил - листовая пластинка, чрш - черешок, прпуч - проводящий пучок (листовой след), кс - ксилема, фп - флоэма, камб - камбий, отдел - отделительный слой, ердц - сердцевина. Черными стрелками показаны возникающие механические напряжения проводящего пучка, белыми - направления откладки клеток камбия, пунктирная стрелка - место разрыва ксилемы

Одновременно с разрушением клеток отделительного слоя, немного глубже образуется пробковая ткань, которая прочно «закупорит» рубец и защитит растение от потери воды возбудителей болезней.

Многолетние листья. В наших широтах мало видов растений, оставляющих листья на зиму. Это ель и сосна, у которых очень узкие листья - хвоинки. Обламывание веток под тяжестью снега им не грозит, хотя снега на них за зиму накапливается довольно много.

Маленькие кустарнички (например, брусника) тоже этого не боятся: их побеги целиком укроет снегом.

А как быть вечнозеленым растениям с широкими листьями и большим ростом? Такие в нашей стране можно встретить на Дальнем Востоке. Эти красиво цветущие кустарники - некоторые виды из рода рододендрон - нашли оригинальный выход: сворачивать осенью листья в трубочку! Тогда снега на них накопится гораздо меньше, и ветки не поломаются. А весной, когда многие растения еще не успели «отрастить» новые листья, рододендроны разворачивают перезимовавшие листья- трубочки и начинают фотосинтезировать. Могут они разворачиваться и во время оттепелей.

У некоторых рододендронов листопад происходит не осенью, а... весной! Все растение покрыто розовыми цветками, а листья, которые кустарник хранил в течение зимы, в это время опадают.

У всех названных растений умеренных широт есть отделительный слой в черешках листьев. А у сосны, у которой хвоинки сидят по две на крошечных боковых веточках, он закладывается в основании таких веточек, и каждая из них опадает целиком, с обеими хвоинками.

Очень много вечнозеленых растений в тропиках и субтропиках. Может показаться, что у них нет листопада. Однако у листьев многих тропических растений есть отделительный слой. Это значит, что рано или поздно лист покинет ветку. Правда, с разными листьями это случается не одновременно, поэтому на растении всегда есть зеленые листья. Отделительный слой помогает многим вечнозеленым растениям терять листья безболезненно.

Казалось бы, зачем нужен листопад тропическим растениям? Ведь они растут в климате без снежных зим и не рискуют сломать ветки под тяжестью снега. Но вспомните, ведь опадающий лист уносит с собой вредные вещества. Кроме того, лист может «заболеть» - если на нем поселятся патогенные грибы или бактерии. Тогда его лучше всего «отбросить», чтобы не заразить другие органы растения. Именно так поступают некоторые тропические виды фасоли: они отбрасывают пораженные грибами листья, пока мицелий гриба не успел добраться до стебля.

У растений, которые вторично утолщают стебель, листья рано или поздно должны опадать, независимо от климата, в котором они растут. При вторичном утолщении камбий увеличивает расстояние между ксилемой и флоэмой (рис. 14.1). Тяж ксилемы, который снабжал лист водой и минеральными солями, в конце концов, рвется. И лист приходится сбрасывать!

Листья без отделительного слоя. Многие из вас, наверное, видели стволы пальм, неряшливо закутанные в «войлок» из прочных нитей. А почему, к примеру, на березе или ольхе не образуются такие же «лохмотья»?

Оказывается, у многих пальм нет отделительного слоя. Листья у них отламываются, где придется, - и еще долго на стволе остаются разрушающиеся сосудистые пучки. Оторвать от этих прочных тяжей хоть кусочек довольно трудно. Примерно так выглядели бы и стволы наших деревьев, не будь у них отделительного слоя.