一林紅葉一霜染，霜打紅葉葉更紅

（作者：胡愷，動植物科普自由撰稿人，目前在為《環球少年地理》，《探索地理》，《十萬個為什麼》，《小學生時代》，《中學生時代》雜誌和科學大眾雜誌社撰稿，煎蛋網環保分版與走進科學分版翻譯，原創作品，轉載請註明出自知識就是力量微信公眾號）

隨著一陣涼似一陣的秋風，又到了每年觀賞紅葉的季節。北京的香山以其美麗迷人的紅葉馳名中外，每年秋季，前來登山觀賞的遊客都絡繹不絕。然而在欣賞這漫山遍野肆意潑灑的艷麗鮮紅和橙黃時，你可曾思考過，為何在夏季里鬱鬱蔥蔥，綠意盎然的山林，在入秋之後卻會突然搖身一變，成為大自然最迷人的調色盤呢？

（圖片來自網路）

霜葉紅於二月花

我們平時看到的活的植物葉片大多是綠色的，這是因為在葉片的葉肉細胞中存在著一種特殊的細胞器：葉綠體，葉綠體的存在對於絕大多數植物的生存都是至關重要的，依靠其中含有的一類叫做葉綠素的綠色色素，植物可以吸收來自陽光的能量進行光合作用，合成有機質從而進行各種生命活動。

在溫帶地區隨著夏去秋來，日照時間逐漸縮短，氣溫也會隨之逐漸下降，在落葉樹的葉片基部會生成一層木栓細胞，通過堵塞導管和篩管逐漸切斷植物體對葉片的營養供應。由於得不到足夠的水和礦物質，葉片中葉綠素的合成會逐漸下降，使得秋天的老葉逐漸失去往日里油綠的色澤。

在山核桃屬，梣屬，鵝掌楸，楊屬，樺木屬，黑野櫻樹，檫木屬，榿木屬等的葉片里，除了葉綠素之外還含有黃色和橙色的β-胡蘿蔔素，葉黃素等類胡蘿蔔素，在春季和夏季這些色素的顏色都被葉綠素的綠色所掩蓋了，隨著秋季葉肉組織中葉綠素含量的下降，它們的顏色便開始顯現出來，使得秋葉變成充滿暖意的明亮黃色和橙色。

在另一些落葉樹，如楓屬，櫟屬，酸模樹，槭屬，山茱萸屬，紫樹屬，柿樹和一些品種的櫻桃樹的葉片，則隨著葉肉組織細胞中由於光合作用產生的糖類分解而生成的磷酸鹽離子等營養物質從葉肉細胞中轉移至於樹榦。入秋後在葉肉細胞的細胞質中大量產生另一類色素：花青素，全世界生長在溫帶的落葉樹中有10%的種類都會在葉片中產生花青素，這種常見於水果和花朵中的色素會讓秋葉呈現出鮮艷的紅色或紫色。正是在這兩種色素的共同作用下，秋天的北京香山才會擁有「霜葉紅於二月花」令人心醉神迷的美麗紅葉景觀。

（圖片來自網路）

秋葉變紅為哪般

關於為什麼一些落葉樹木的葉片在秋季會變成奼紫嫣紅的美麗色彩，目前學術界有三種解釋：

第一種認為在低溫環境下，光照會對葉片中的葉綠素造成破壞，光氧化和光抑制作用也會阻礙樹木將老葉中的營養重新吸收至樹榦。此時，葉片生成花青素來保護葉綠素以便樹木能更有效率的重新吸收營養。

第二種理論認為秋葉變成鮮艷的橙色和紅色是為了防禦對樹木有害的昆蟲。對寄生在樹木上並對其造成危害的昆蟲來說，鮮艷的紅色和橙色是危險的警戒色，這說明植物正在分泌有毒的化學物質來抵禦啃食自己的敵害。不僅如此，由於大多數以樹葉為食的昆蟲都擁有綠色的體色，橙色和紅色的秋葉還會讓它們的保護色失去作用，在天敵的面前暴露無遺—更何況對於色覺敏銳的鳥類來說，成熟水果一樣的紅色和橙色具有像食堂開飯的鈴聲一樣的吸引力。因此對落葉樹來說，將葉片變成橙色或紅色能降低有害昆蟲選擇自己作為越冬宿主的概率，自己在來年春季遭遇蟲害的概率也大大下降了。

第三種理論則來源於紐約柯蓋德大學兩位科學家在2005年的發現，秋季槭樹合成的花青素能通過植化作用阻礙其周圍其他樹木的樹苗的生長，使得自己在生存競爭中佔得先機。這樣看來槭樹那鮮紅如血的秋葉，似乎還暗含著一絲「陰險惡毒」的味道。

（圖片來自網路）

無論是為了重新吸收老葉中的營養物質，還是抵禦有害昆蟲的警戒色抑或對付競爭對手的「化學武器」。那滿樹或橙黃或鮮紅，在秋野的山風中嘩嘩作響的秋葉，對我們人類而言都是無比壯觀和美麗的景色。就讓我們抱著對神奇的大自然的讚美之情，欣賞這漫山遍野的紅葉吧。

編輯：姚迪

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