葉子:我也想像明星一樣「紅」。——冷知識科普

2020-11-13 無為之知25


為什麼有的葉子會變紅?

植物的葉子其實是一個「生產工廠」

到了秋天,樹葉就會變成鮮豔的黃色或是紅色。尤其是秋天的



,更是非常美麗。但是,為什麼夏天的時候還是綠色的葉子,到了秋天就完全變成了另一種顏色呢?

這其中,隱藏了一個關於葉子的悲傷的故事。

對於植物來說,葉子是進行光合作用的一個非常重要的器官。植物的葉子,其實就相當於一個「生產工廠」。對於植物的葉子來說,夏天是一個非常忙碌的季節。作為工廠能量來源的太陽光,在夏季十分充沛地照射在葉子上。而且,光合作用屬於一種化學反應,溫度越高,反應就越活躍。於是,在陽光充足、氣溫炎熱的夏季,植物的葉子可以十分旺盛地進行光合作用,並生產出糖分,簡直就像一個繁榮忙碌的工廠。

但是,這樣的好行情卻不是什麼時候都有的。在夏季將盡的時候,涼爽的秋風悄悄地颳了起來。太陽光日益減弱,白天的時間也一天天地變短了。光合作用中所必需的太陽光逐漸減少,再加上氣溫的下降,光合作用的效率越來越低。隨即,糖的生產效率也漸漸低了下來。

秋高氣爽的天氣過去後,緊接著就進入了冬天。

生產量低下的葉子生產工廠,終於淪落到了「赤字經營」的地步。雖然糖的生產量下降了,但是植物在進行呼吸作用的時候,仍然要消費掉不少糖分。更糟糕的是,水分還會從葉子裡蒸騰出去。在秋冬時節,雨水是十分稀少的。植物就這樣,不僅無法進行光合作用,還要繼續揮霍珍貴的水分。

正如工廠會將借調在外的幹部員工召回到總公司,將具有資產價值的備用品領回來一樣,葉子也會將葉子裡珍貴的蛋白質分解成胺基酸,並將之回收到植物的本體,也就是樹幹那裡。這個行為,怎麼看都像是在關閉工廠一樣。

而且,植物有時會還會幹脆將變成包袱的葉子捨棄掉。植物在葉子的葉柄靠近根部的地方,形成一個不讓水分和營養成分通過的區域,這個區域被稱為「離層」。也就是說,植物將不再為葉子提供任何的水分或是營養成分。


「離層」,對於一直努力工作的葉子來說,可真是「絕情」啊。看來「產業重組」這個概念,真的是在哪都存在。

被「產業重組」的葉子的命運

作為「生產工廠」的葉子,可以說是非常勇敢頑強了。就算水分和營養成分的供給被斷絕了,葉子也會用手頭上僅剩的水分和營養成分一邊維持自己的生存一邊繼續進行光合作用。

不過,不論葉子多麼努力地堅持進行光合作用,因為遇到「離層」這層厚厚的牆壁,生產出來的糖分也無法送到植物的主體那裡去。就這樣,生產出來的那一點點糖分就被儲存在了葉子裡。

最後,葉子中的這些糖分形成了一種叫作花青素的紅色色素。對於植物來說,這種花青素是在水分不足或是寒冷氣溫的情況下減輕植物緊張程度的物質。葉子,這個被「總公司」拋棄,然後在水分不足、低溫寒冷的情況下生產糖分的「小小工廠」,也許正在拼命地謀求生存吧。但是,就算如此努力堅持,也是有極限的。

◆葉子變紅的過程使光合作用持續進行的葉子中的葉綠素,最終還是會在低溫下被破壞。這個時候,葉子失去了綠色的葉綠素,就會使儲存在葉子中的紅色花青素變得格外顯眼。

人們都說,在晝夜溫差大的時候,紅葉的顏色會變得更好看。那是因為,白天光合作用下形成的糖分,到了晚上就會變成花青素。而葉子中的葉綠素,在低溫下會被更大程度地破壞。

在夏季辛勤工作,收益頗豐的葉子「生產工廠」,忙到最後卻換來了一個被「產業重組」的結局。這座「生產工廠」的「懊悔」越深,就生產出了越濃鬱的紅色。


講到這裡,我們當中有些人也許會問了,為什麼植物為了抵抗水分不足和嚴寒而生產出來的物質,會是紅色的呢?

植物開出紅色或是黃色的花朵是為了吸引昆蟲,植物結出紅色的果實是為了吸引鳥兒。那麼,葉子變成紅色又是為了什麼呢?

葉子的紅色其實沒有任何意義?

這個每天離不開電腦手機的時代,對我們的眼睛非常不友好。而花青素作為一種可以有效緩解視疲勞的成分,在現今備受關注。那麼,植物中的花青素是如何對人的眼睛起到療效的呢?

花青素是一種存在於植物中的紅紫色色素。植物運用這種色素,可以給很多東西染上顏色。


比如,花朵的紅顏色和紫顏色就是由花青素形成的。藉由這種顏色,花朵們可以吸引昆蟲過來幫忙傳播花粉。

除了像這些紅色的紫色的花朵,蘋果的紅色和葡萄的紫色也是由花青素形成的。藉由這些顏色,可以吸引鳥兒過來幫忙散播種子。

對於只能一動不動地待著的植物來說,一生中有兩次可以動起來的機會。一次是花粉的運動,另一次則是種子的運動。為了一生中這兩次可以動起來的機會,植物們很巧妙地藉助了色素的幫助。

說到這裡大家也了解了,花朵和果實的顏色,其實都是具有一定意義的。但是,還有一些植物,讓人搞不清楚究竟它為什麼要變成那種顏色。

紫蘇


比如我們剛剛介紹過的紅葉。紅葉的顏色也是藉由花青素形成的。紅葉雖然極具觀賞性,但它們絕不是為了飽人眼福才變成紅色的。一心為了生存的植物,是不會在變美這件事情上花心思的。這樣一說,其實紫蘇的葉子也是紫色的。而這種紫色也是花青素的效果。但是,紫蘇的紫色葉子卻完全不會把昆蟲或是小鳥吸引過來。

還有紅薯,紅薯皮的顏色也是由花青素形成的。但是,在地裡被黃土包裹著生長的紅薯,就算顏色再怎麼漂亮,也沒有什麼意義吧。


花青素的作用

實際上,花青素還承擔著染色以外的職責。

比如說,花青素可以吸收紫外線,保護細胞。紫蘇這樣的植物中的花青素,起到的就是這個作用。

此外,細胞中的滲透壓越高,細胞的保水力越高,也就越可以防止凍結。之所以有的葉子會變成紅色,就是因為葉子中儲存了保護葉子不受水分不足和嚴寒傷害的花青素。

而且花青素還具有抗菌活性或是抗氧化的功能,可以抵抗病原菌的侵襲。在土裡生長的紅薯皮,就起到了這樣的作用。


不光可以形成漂亮的顏色,還有這麼多的功能,真可謂是一專多能啊。花青素真是一種多功能物質。

植物中除了花青素,還有很多其它種類的色素。那些色素除了染色的作用,也都有其它各種各樣的功能。

只能待在原地一動不動的植物為了防止病蟲害或是環境的變化,生成了各種各樣的物質來保護自己。而生成這些物質也是需要付出一些代價的。比如說,會消耗掉根部吸收上來的養分和光合作用形成的糖分。可是營養成分對於植物的成長也是非常重要的,所以不能全都用來生成那些保護物質。

◆花青素的作用因此,植物更樂於生產出具備多種功能的多功能物質。這種多功能物質的抗菌活性和抗氧化功能在我們的身體裡也起著各式各樣的效果。我們也可以期待一下,它們在我們身體中發揮出更多意想不到的作用。

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