秋天來(lái)臨之際，許多木本植物的葉子紛紛變成紅色、黃色或者橙色。尤其在暖溫帶落葉闊葉林中，大面積不同種的落葉性喬木由于變色時(shí)間、變色程度不一致，使整片林子呈現(xiàn)出多種多樣的色彩。

不僅僅局限于溫帶，在亞熱帶甚至熱帶，也存在著季節(jié)性落葉的樹木。

據(jù)保守統(tǒng)計(jì)，全球范圍內(nèi)有超過(guò)600種植物會(huì)參與這場(chǎng)秋季的變裝，包括在北美常見(jiàn)的各種楓樹、在歐洲常見(jiàn)的幾種溫帶櫟屬喬木，它們都是由一些常綠木本植物演化而來(lái)的。

那這些喬木為何要選擇在秋天落葉呢?

落葉是為了開源節(jié)流

一般認(rèn)為，落葉是喬木對(duì)所處環(huán)境氣候的季節(jié)變換做出的響應(yīng)。

氣候適宜時(shí)，葉子可以通過(guò)光合作用吸收光能，把二氧化碳和水合成樹木生長(zhǎng)所需的有機(jī)物，同時(shí)釋放氧氣。但隨著秋天到來(lái)，氣溫開始降低，降雨開始變少，日照時(shí)間也開始變短。

葉片沒(méi)有枝干那樣逐年加厚的樹皮用來(lái)保暖，也不像根可以埋在土里御寒，為了接收光照而變得寬大的葉面，反而會(huì)讓葉片面對(duì)寒冷無(wú)所適從。在氣溫低于零攝氏度時(shí)，葉片還會(huì)面臨凍傷的風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，由于氣溫變低與降水減少，根從土中吸取水分也變得困難，而葉片上密布的氣孔會(huì)隨著呼吸作用而損耗大量的水分。

因此，樹木為了開源節(jié)流，選擇在氣候條件不利的時(shí)候舍棄葉子。

變色是樹木的生存策略

在感應(yīng)到長(zhǎng)期低溫后，樹木開始準(zhǔn)備落葉，但是在這之前需要對(duì)葉子中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行回收，尤其是葉片中的葉綠素含有豐富的氮，這對(duì)樹木來(lái)說(shuō)是緊俏的營(yíng)養(yǎng)元素。

這場(chǎng)緩慢的回收之旅會(huì)將葉綠素降解殆盡，同時(shí)葉子中的蛋白質(zhì)也會(huì)被回收近三分之二。隨著葉綠素的降解，葉子中的類胡蘿卜素開始充當(dāng)起這個(gè)調(diào)色盤的主角，使葉片呈現(xiàn)出從橙色到金黃色的變化。

類胡蘿卜素是一種輔助光合色素，在葉綠素被降解回收的階段，類胡蘿卜素充當(dāng)起保護(hù)者的角色，防止葉片因無(wú)法進(jìn)行光合作用而被光灼傷。因?yàn)榍锔邭馑奶鞖饫铮倭嗽茖拥恼趽?，光照?qiáng)度反而增強(qiáng)了。

我們觀賞到的秋葉還有很多是以紅色為主調(diào)，這是因?yàn)楹芏嗳~子中還含有第二類色素物質(zhì)——花青素。

秋葉中花青素與類胡蘿卜素兩類色素搭配起來(lái)，使得秋葉呈現(xiàn)出五光十色的變化，從黃到紫到紅到棕，再加上森林中不同落葉樹對(duì)秋季響應(yīng)的時(shí)間不同，使得典型的溫帶落葉林在秋季時(shí)會(huì)變幻出萬(wàn)紫千紅的顏色。

有意思的是，花青素并不是原本就存在于綠葉之中的，它不是光合色素，而是葉片在落葉過(guò)程中主動(dòng)生產(chǎn)的。

花青素或起到防御蟲害作用

花朵中產(chǎn)生的花青素主要用于吸引昆蟲過(guò)來(lái)訪問(wèn)，那么在行將就木的葉子中產(chǎn)生花青素是什么目的呢?

一種解釋是花青素被植物用來(lái)應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫。這種水溶性的色素，不僅能過(guò)濾紫外光，防止光損傷，還能溶解在細(xì)胞中，增強(qiáng)細(xì)胞的滲透壓，使植物能夠應(yīng)對(duì)秋季的干旱環(huán)境。

但這個(gè)理由還不夠充分，因?yàn)閼?yīng)對(duì)脅迫環(huán)境，生產(chǎn)色素其實(shí)并不是最經(jīng)濟(jì)的解決方法。

另一種解釋是，產(chǎn)生花青素是植物的利用色彩防蟲的一種策略，是在與動(dòng)物協(xié)同進(jìn)化中衍生的做法。

比如有觀點(diǎn)認(rèn)為，秋季大面積的蚜蟲遷移到樹上越冬，在來(lái)年春天綠葉產(chǎn)生時(shí)，會(huì)對(duì)植物造成毀滅性的打擊。但是在大多數(shù)昆蟲的眼中，紅色是不可見(jiàn)的，紅色的葉子在它們看來(lái)是黑色的，這樣一來(lái)，秋葉轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，會(huì)讓昆蟲誤以為這種葉子沒(méi)有太大的利用價(jià)值。也就是說(shuō)，秋葉轉(zhuǎn)紅能夠蒙蔽敵人，進(jìn)而起到防御侵害的效果。

巧合的是，許多剛萌生的新葉也是紅色的，這些容易被啃食的幼葉也能依靠紅色將自己保護(hù)起來(lái)。

秋葉還能讓原本在綠葉之中偽裝的、以植物為食的各類昆蟲暴露，因?yàn)樵S多植食性昆蟲都是綠色的，變色的葉子會(huì)讓它們變得顯眼起來(lái)，從而被昆蟲的天敵發(fā)現(xiàn)并捕食，減少樹木上藏著的各類有害食客，讓樹木可以安全過(guò)冬。

還有假說(shuō)認(rèn)為，秋葉可以充當(dāng)果實(shí)的旗幟，秋季也是果實(shí)成熟的季節(jié)，同果實(shí)顏色一致的紅葉更容易吸引鳥類等種子散布者的注意，從而助力果實(shí)種子的散布。

關(guān)鍵詞： 落葉