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秋叶为什么这样红

     秋天,大自然隆重换妆,树叶从绿色变成了黄色或火焰般的红色,为什么会这样呢?美国北卡罗莱纳大学的研究生Emily Habinck试图回答这个问题:因为红色的树叶能够从周围的环境和土壤中汲取尽可能多的营养,为树木迎接冬天的来临作准备。

    据《自然》杂志在线新闻报道,10月29日,在科罗拉多州丹佛市召开的美国地质学会年会上,Habinck报告了自己的最新发现。她说,土壤的质量越差,树木就要花更多工夫从叶子中获取营养,树叶因此就越红。

    在北卡罗莱纳州夏洛特的自然保护区,Habinck对枫香树和红槭树进行了仔细观察。她发现与漫滩区的环境相比,在丘陵地带,土壤营养越少,树叶越红。她解释说,丘陵地带的土壤所含营养成分低,树叶因此就红得更鲜艳,而在漫滩区,土壤富含营养,树叶在秋天里变成黄色。“简而言之:叶子越红,它所循环传送的营养就越多。”

    在秋天,树叶色彩斑斓,满山红叶似彩霞,但是认识大自然这一变化的机制并不是一件容易的事,特别是深秋里的树叶为什么会越来越红。当秋天来临时,树木开始分解叶子里的叶绿素,并将其中所含营养分配进树干和树根,这样就能让树木渡过严寒的冬天。部分树木的叶子在秋天里变成黄色,这是因为叶绿素的分解让黄色的类胡萝卜素暴露出来。但叶子的红色却来自一种名为花青素的色素,这种色素在秋天会变得很活跃。

    为什么树木在季节转换时会以这种方式汲取能量呢?科学家们对此有不同的观点。部分研究人员推测,这些色素就像是抗氧化剂,帮助树木抵御艰难困境。其他人则说,这有助于吸引鸟儿摘取树上的果实,或者是增加叶子的温度,帮助树木渡过寒冬。

    也有科学家发现,如果某个秋天光照特别好且温度很低,那么树叶会变得更红。美国蒙大拿州立大学的植物生理学家William Hoch在2001年就曾提出,色素相当于树木的防晒霜,让叶子在树上停留的时间更长一些,这样树木就能从叶子中获取更多的营养。当叶绿素被分解后,光合作用就变得更为困难,叶子更容易受到太阳的灼伤,受损的叶子很快就从树上坠落,树也失去了营养供应。

    Hoch做了一个实验,他培育了一种不能生产花青素的变异树木。当将这些树置入明亮而寒冷的高压力环境中后,叶子在还是绿色时就纷纷坠落了,表明这种变异的树为冬天储备营养的效率更低。因此他推测,生活在贫瘠土壤中的树木会产生更多的花青素,保护叶子不会过早坠落,从而让树木得以从叶子中吸收更多的营养,以备冬天来临时使用。

    专家们认为,Habinck对树木的研究与Hoch的假设相一致。Habinck说,花青素的出现实际上是一种功能,因为树需要更多的能量。北卡罗莱纳大学地球科学系的助理教授、土壤学家Martha Eppes是Habinck的导师,他说:“我们在秋天看到的彩虹般美丽的颜色不是大自然对人类的取悦,而是树木为生存付出的努力。”

    Eppes打算继续这项研究,他计划通过卫星数据,进一步了解在更大范围内树叶颜色与土壤类型的广泛相关性。

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