樹木“用智慧”過冬

段景頤

秋天的彩林是一年中絕對不應該錯過的景致之一。綠的、黃的、橙的、紅的和紫的……山林一改夏日單調的綠色，毫不吝嗇地展現出各種各樣的顏色。葉片變色不久便會徹底結束使命，掉落并在地上厚厚地堆積，仿佛為樹木在冬天的休眠鋪好了床。

落葉喬木到了秋天葉片為何會變色？其實，這和光合作用有關。樹木葉片中的葉綠素通過光合作用給樹木制造養分，也給葉片染上了綠色。從春季到夏季，再到初秋，樹木葉片會持續合成葉綠素，因此在這一過程中葉片都呈現綠色。

然而，植物葉片中并不是只有葉綠素一種色素。類胡蘿卜素（呈橙黃色或黃色）和花青素（呈紅色、藍色或紫色）也是葉片中的常見色素，它們的主要功能是保護葉綠素和植物細胞不被曬傷。

隨著秋天來臨，溫度越來越低，日照時間越來越短，植物便會逐漸停止合成葉綠素。葉片中的葉綠素被降解為其它物質，變得越來越少，最終葉片就會呈現其他的顏色。

β- 胡蘿卜素

β- 胡蘿卜素可以說是最為普遍的葉片色素，幾乎存在于所有植物的葉片中。β- 胡蘿卜素對陽光中的藍綠光有很強的吸收作用，并能反射紅黃光，因此讓葉片呈現出橙黃色。它的化學結構和脂肪酸非常類似，因此β- 胡蘿卜素是脂溶性的。

花青素

花青素是植物保護自己不受紫外線傷害的防御物質。秋天來臨后，植物葉片中的花青素含量會相對提高。根據植物體的pH 值不同，花青素可以呈現紅、藍和紫等顏色，但一般呈紅色。

黃酮類化合物

黃酮類化合物是植物葉片中的基礎成分，會給葉片帶來蛋黃般的黃色。雖然一直存在于葉片中，但黃酮類化合物只有在葉片中的葉綠素被降解后，才能呈現出來。

樹木深秋落葉體現的是大自然賦予它們的智慧。木本植物都屬于多年生植物，它們的壽命都超過兩年。冬季天寒地凍，如果樹木的葉片在冬季依然掛在枝頭，就會被凍住。冰凍的葉片會傷害樹木，甚至可以殺死樹木。這是為什么？

當天氣變得足夠冷時，樹木里的水分也會結冰。如果葉片凍住了，不但無法繼續進行光合作用，冰晶還會破壞植物細胞器和細胞膜，并撐破鄰近組織的細胞，導致細胞內質最終流出細胞。因此，一些落葉喬木選擇在秋季舍棄麻煩的葉子，順便回收老葉中殘留的營養。葉綠素中含有豐富的氮元素。隨著葉綠素被降解，其中的大部分含氮氨基酸就被植物體回收。

生長素可以幫助樹木保持葉子持續生長。與此同時，乙烯則有助于樹木開花、果實成熟和落葉。在一年當中，樹木中的這兩種物質不停地互相對抗，此消彼長。夏季樹會制造大量生長素，但到了秋季，樹體內的生長素減少，同時脫離帶（樹枝和樹葉相接處）的乙烯量不斷增加。在乙烯的作用下，葉柄和樹枝相連處會形成一層保護樹枝的新細胞，以徹底切斷樹枝和葉片的聯系，幾日后，葉片就會自然脫落。

不過，如果早秋寒潮來得太快，樹木的脫離帶還沒有積累足夠的乙烯，葉片還沒掉落就被凍死，那么這些葉片就會留在樹上，陪伴樹木度過冬天。

樹在掉光了能制造食物的葉子后卻“餓”不死，那是因為樹進入了冬眠狀態。為了防止低溫引起細胞內出現致命冰晶，一些樹木將落葉前積攢的淀粉轉化為糖分，糖分能降低樹木內部液體的冰點，起到類似防凍劑的作用。同時，樹木細胞內還有特殊的抗凍蛋白，能抑制破壞性冰晶的形成。在冬季，樹木的呼吸作用減弱，含水量下降，細胞膜結構變得更加穩定，一切都是為了樹木能挺過寒冬。

在整個冬季，樹木就依靠之前儲存的糖分生存。直到第一場春雨降臨，樹木才再次醒來，長出新葉，再次煥發生機。