Miért veszítik el a fák télen a leveleiket?
Szélességeinken sok lombhullató fa télen elveszíti leveleit. Ennek több oka is van.
az ilex egy lombhullató fa, amelynek levelei túlélik a telet
Egyrészt a leveleket fáradságosan kell módosítani annak érdekében, hogy fagyban ne fagyjanak meg és működőképességük megmaradjon. Amikor a sejtnedv megfagy, a jégkristályok elpusztítják a sejtszerkezeteket, a membránok elveszítik permeabilitását, és az enzimek már nem működhetnek. A biológiai folyamatokat fokozatosan le kell állítani, a levelek elpusztulnak. A tél elviseléséhez a leveleknek vastagabbaknak és keményebbeknek kell lenniük, a sejtekben folyadék megtartása érdekében fagyállószert kell kialakítani a sejtekben, a membránokat pedig módosítani kell. Mindazonáltal a fotoszintézis aligha lehetséges, ha a hőmérséklet nulla alatt van, mivel a sejtek csökkentik az összes tevékenységet (amikor hideg minden lassabban fut, hiányzik az „energia”, a sejtnedv vastagabb), és a fagyott talajból nincs víz a fotoszintézishez.
a vörösfenyő ősszel; télen ledobja a tűit
Valójában még a tűlevelűek is hibernálnak a téli télen, és alig hajtanak végre fotoszintézist (a tűlevelűek adaptációit lásd itt). A levelek/tűk télen tartásának az az előnye, hogy tavasszal nem kell a semmiből kialakítani a sok építőanyagot, és a fotoszintézis azonnal megkezdődhet az első meleg napokon. A hátrány, amint azt leírtuk, hogy nagyon nehéz a leveleket télbiztosan beszerezni.
Általában nem lehet azt mondani, hogy a tűlevelűek az egyik utat választották, a lombos fák pedig a másikat. Vannak tűlevelűek, amelyek télen kihullják a tűiket, mint például a vörösfenyő, és a "lombhullató növények", amelyek megtartják a levelüket, pl.
Egy másik ok, amiért sok lombhullató fa nem tartja meg a levelét télen, az az, hogy túl sok vizet veszítene. A gyökerek alig tudnak több vizet felszívni a fagyott talajból, de a leveleken keresztüli párolgás következtében a víz mégis elveszik. Ennek eredményeként a fa kiszárad és meghal.
Figyelembe kell venni a hó feltörésének kockázatát is. Ez lucfenyőknél és fenyőknél ritkán fordul elő, növekedési formájuk és a rugalmas ágak miatt a hó lecsúszik, ha a nyomás túl nagy. A lombhullató fák viszont levelek nélkül is elveszítik az ágakat télen, ha túl sok hó gyűlik össze rajtuk. Levéllel a fa felülete sokkal nagyobb lenne, több hó lenne rajtuk, és maguk a levelek is sokat nyomnak.
Ősszel a lombhullató fák lebontják a tápanyagokat a levelekben, és a hajtásban és a gyökerekben tárolják azokat. A pigmenteket ("színezékeket"), például a klorofillt is lebontják. A klorofillon kívül a növény más pigmenteket is használ a napfény elnyelésére, például a sárgás xantofilokat vagy a vöröses karotinoidokat.
Valójában láthatja a pigment színeit Nem kiszűri. A klorofill például maximálisan abszorbeálódik a kék és a piros területen. A „zöld” bizonyos értelemben megmarad. Mivel a levelek főleg klorofillt használnak, a fa zöld. Az, hogy a zöld világos vagy sötét, olíva árnyalattal vagy annál sárga, attól függ, hogy milyen arányban keveredik a többi pigment/színezék. Ősszel a klorofillt először néhány növény lebontja, vagy ez a legstabilabb. A karotinoidok és a xantofilok részben még mindig aktívak, ezért a levelek most vörösek vagy sárgaek. Ezenkívül a klorofill bomlástermékei vörösesnek is tűnhetnek.
A növény a nap hossza és a hőmérséklet alapján megmondja, hogy ideje-e lehullani a leveleit. A növényi hormonok is szerepet játszanak, amelyek keverési aránya az évszakokkal változik.
Azok az edények, amelyek vizet, ásványi anyagokat és szerves anyagokat szállítanak a levelekbe és azokból, zárva vannak. A növény gyakran valódi elválasztó réteget képez a hajtás és a levélalap között. Ennek előre meghatározott töréspontja van, amikor az elválasztó réteg készen áll, a levél a földre esik. Egyes fák nem építenek elválasztó réteget, csak eltömítik az edényeket. A levelek télen sokáig barnák és szárazak maradnak a fán. Ide tartozik például a gyertyán.
Az, hogy ez pontosan mikor történik, a fafajtól és az egyéntől függ. Egyes fák nagyon korán elveszítik leveleiket, mások sokáig hagyják őket.