Jesienne barwy i nagie gałęzie. Dlaczego drzewa zrzucają liście na zimę?
Oprac.: Jacek Waśkiel
Jesienne barwy i nagie gałęzie to nieodłączny element krajobrazu tej pory roku. Drzewa przygotowują się do zimy, zrzucając liście i prezentując spektakularne odcienie czerwieni i złota. Wyjaśniamy, dlaczego drzewa decydują się na ten proces i jakie mechanizmy za nim stoją.
Spis treści:
Dlaczego jesienią drzewa pozbywają się liści?
Drzewa liściaste w strefie klimatu umiarkowanego muszą stawić czoła surowym warunkom zimowym, które charakteryzują się niskimi temperaturami i ograniczoną ilością światła słonecznego. W takich okolicznościach utrzymanie liści staje się dla nich niekorzystne energetycznie, ponieważ proces fotosyntezy jest znacznie ograniczony przez brak światła. Ponadto liście są narażone na uszkodzenia spowodowane mrozem, co prowadzi do zniszczenia komórek i tkanek roślinnych. Zrzucając liście, drzewa minimalizują ryzyko uszkodzeń i oszczędzają energię potrzebną do przetrwania zimy.
Kolejnym istotnym powodem jest oszczędność wody. W trakcie zimowych miesięcy woda zamarza i staje się trudniej dostępna dla systemu korzeniowego drzew. Z kolei liście posiadają aparaty szparkowe, przez które dochodzi do transpiracji, czyli parowania wody z powierzchni rośliny. Usuwając liście, drzewo redukuje powierzchnię, przez którą traci wodę, co jest kluczowe dla przetrwania w warunkach suszy fizjologicznej. W ten sposób roślina chroni się przed odwodnieniem.
Ostatnim czynnikiem jest cykl życiowy drzew i ich naturalna adaptacja do zmieniających się pór roku. Zrzucanie liści pozwala na przejście w stan spoczynku, podczas którego metabolizm rośliny ulega spowolnieniu. Drzewo wykorzystuje zgromadzone wcześniej zapasy energii, magazynowane w pniu, gałęziach i korzeniach. Ten okres uśpienia jest niezbędny, aby drzewo mogło przetrwać trudne warunki zimowe i przygotować się do ponownego wzrostu na wiosnę.
Przeczytaj też: Drzewa rozmawiają. Tylko my tego nie słyszymy
Jak przebiega proces zrzucania liści?
Proces zrzucania liści jest złożonym mechanizmem fizjologicznym, który rozpoczyna się wraz ze skracaniem dni i obniżaniem temperatury. Drzewa reagują na te zmiany środowiskowe, produkując specjalne hormony, takie jak etylen i kwas abscysynowy, które inicjują proces starzenia się liści. W wyniku tego procesu chlorofil, barwnik odpowiedzialny za zieloną barwę i fotosyntezę, zaczyna się rozkładać, odsłaniając inne pigmenty obecne w liściach.
Te ukryte wcześniej barwniki to karotenoidy i antocyjany, które nadają liściom żółte, pomarańczowe, czerwone i fioletowe odcienie. Zmiana koloru liści jest więc efektem degradacji chlorofilu i ujawnienia się innych pigmentów, co tworzy charakterystyczny jesienny krajobraz. W międzyczasie, w miejscu łączenia liścia z gałęzią, zaczyna tworzyć się warstwa odcinająca złożona z komórek korkowych, która stopniowo przerywa przepływ wody i składników odżywczych do liścia.
W końcowej fazie procesu komórki w warstwie odcinającej ulegają lignifikacji, co jeszcze bardziej osłabia połączenie liścia z gałęzią. W efekcie nawet niewielki podmuch wiatru może spowodować opadnięcie liścia na ziemię. Pozbawione liści drzewo jest lepiej przygotowane do stawienia czoła zimowym warunkom, a opadłe liście rozkładają się, wzbogacając glebę w substancje odżywcze potrzebne w przyszłych sezonach wegetacyjnych.
Drzewa mają różne strategie przetrwania zimy
Nie wszystkie drzewa decydują się na zrzucenie liści przed zimą; drzewa iglaste wypracowały alternatywną strategię przetrwania. Ich liście w formie igieł są wąskie, pokryte grubą warstwą wosku i zawierają mniej aparatów szparkowych, co minimalizuje utratę wody. Dodatkowo igły zawierają żywice i inne substancje, które chronią je przed niskimi temperaturami i uszkodzeniami mrozowymi.
W surowym klimacie, takim jak tajga czy tundra, dominują drzewa iglaste, które dzięki swoim możliwościom adaptacyjnym mogą prowadzić fotosyntezę nawet w trudnych warunkach zimowych. Ich zdolność do zatrzymywania igieł przez kilka lat pozwala im na efektywne wykorzystanie krótkich okresów sprzyjających wzrostowi. Jednak nawet wśród iglaków są wyjątki; modrzew zrzuca swoje igły na zimę, łącząc strategie drzew liściastych i iglastych.
Inne drzewa stosują jeszcze odmienne metody przetrwania, dostosowane do ich specyficznych warunków środowiskowych. Na przykład brzoza brodawkowata oraz osika gromadzą w swoich komórkach substancje chemiczne, takie jak cukry i alkohole, które działają jak naturalne środki przeciw zamarzaniu, obniżając punkt krzepnięcia soku komórkowego. Z kolei dąb szypułkowy i grab zwyczajny rozwijają grubszą korę, która działa jak izolacja, chroniąc wewnętrzne tkanki przed niskimi temperaturami.
