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《新京报·新知周刊》

 
 
 

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秋叶为什么这么红?  

2007-11-07 17:17:00|  分类: 视野 |  标签: |举报 |字号 订阅

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秋叶为什么这么红?
科学家发现,土壤氮含量影响植物花青素水平

 
www.thebeijingnews.com · 2007-11-4 9:18:54 · 来源: 新京报
 

 


秋叶为什么这么红?答案:当然是为了生存。

 

科学家发现缺失土壤养分的叶子自动产生红色色素,为树根过冬做准备

秋天到了,叶子红了,北京的西边挤满了游人。但秋叶为什么会红?这个问题直到现在才得到一个合适的回答,原来,土壤里的氮含量才是原因所在。科学家最新发现,土壤里的氮含量越少,叶子也越红。

 

土壤没养分,红色素提供

 

美国地理协会的一份材料显示,美国北卡罗来纳大学的科学家对当地一个自然保护区的枫香树的叶子进行了实验室分析。结果发现,土壤质量在叶子颜色变化过程中起到了关键作用。氮含量和其他自然元素越低的秋叶越能产生红色素,这种色素的专有名称叫做“花青素”。

 

2003年的时候,蒙塔纳州立大学的植物学家豪斯曾有过一次类似科学实验,他发现,如果人工阻止了红叶植物里的花青素基因,则这些红叶极易受阳光损伤,给树根过冬时能提供的养分也更少了。

 

因此,在营养成分较少的土壤里,叶子也更容易产生花青素,保持叶子更长时间存活,产生的花青素一般足够叶子过冬了。基本上,叶子从绿变黄、橙色,甚至红色其实是叶子本身自我康复,增加养分的一个投资过程。

 

秋叶变红是为了生存

 

而这次研究者的发现和此前豪斯教授的研究成果一致。北卡罗来纳大学的研究生埃米利纳·哈宾尼克是这次研究的主要研究者,他说,“花青素的产生过程的确起到了作用,因为其需要能量消耗。”也就是说,当树木发现它所处的环境比较不利,没有足够营养提供其过冬时,它就会自动地从叶子中的养分来自我康复,秋叶变红并非为了好看,而是为了生存。

 

哈宾尼克教授的同事,土壤教授艾佩斯对此也说,“我们秋季看到的多彩的树叶并非为了人类享受才出现的,相反,这是树木们在挣扎着活下去。”

 

这个“土壤-叶子”联系的颜色理论此前并没有出现,是因为人们都在关注豪斯教授的假设了,另一个原因则可能是因为很多植物研究者都错过了树木研究的森林。

 

艾佩斯表示,大部分的生物学家都只关注树木里花青素的复制了,但他们都忽视了树木颜色变化的模式。艾佩斯表示将继续哈宾尼克的研究,但会从更广的角度来分析,他会采纳卫星数据来展示大陆各处树叶颜色和土壤的关系。

 

教科书写错啦

 

花青素通常出现在植物的花果身上,苹果是最典型的受到花青素影响的水果。通常,花青素会起到“阳光屏幕”的作用,保护细胞因吸纳蓝绿光造成的损害,因此也帮助细胞免受光抑制。这一过程在冬天变红的叶子上经常发生。

 

很多教科书在解释树叶秋季换色的问题上都简单归咎于叶绿素的瓦解,叶绿素消失后,本来就已经存在的黄色素、橙色素和红色素(花青素)才显现出来,但是,花青素和另两种色素有别,直到叶绿素开始瓦解后,花青素才开始出现,而并非原来就有。

 

花青素是一种强有力的抗氧化剂,它能够保护人体免受一种叫做自由基的有害物质的损伤。花青素还能增强血管弹性,改善循环系统和增进皮肤的光滑度,抑制炎症和过敏,改善关节的柔韧性。因此,在一些人体补药里也加入了花青素的成分。

 

编译:金煜

 

★ 新知补丁 ★

 

花青素Anthocyanins

 

这是一群广泛存在于植物界,呈现红色至蓝色的水溶性色素,其主要来源为葡萄、红醋栗、黑醋栗、草莓、苹果、樱桃等。在化学上,已发现20种以上的花青素,其中有6种对食品较为重要,这6种花青素分别为Pelargonidin(深红色)、Cyanidin(艳红色)、Delphindin(蓝紫色)、Peonidin(玫瑰红)、Petunidin(紫色)及Malvidin(淡紫色)等。花青素分子中所存在的糖类有5种,其含量之多寡依序为葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖及阿拉伯糖。此外,这些糖类可以和酚酸或脂肪族酸进行基化作用,若将这些衍生物一并计入,则花青素的种类可达300种以上。

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