Память об осени

30.10.2023, 08:01

№82 (6186) от 27 октября 2023

Настало время, когда природа меняет краски и замирает в ожидании зимы

У Константина Паустовского есть рассказ о том, как однажды осенью писатель посадил дома молоденькую берёзку, выкопанную в саду. Так он хотел сохранить память о прошедшем лете. Но наступили осенние холода, начался листопад, и листья с домашней березки облетели. Мне же всегда хотелось сохранить память об осени – самом быстротечном времени года.

Осенние метаморфозы

Во время листопада мы – сотрудники лаборатории геохимии ландшафтов Рязанского государственного университета имени С.А. Есенина – выезжаем в леса и собираем листья. Не для букетов, а для научных целей. Зимой, во время разборки образцов и их подготовки к химическому анализу, наша лаборатория наполняется горьковато-терпкими осенними ароматами.
Это только для человека лето – время летних каникул, отпусков и отдыха. А для зеленых листьев это период напряженной работы. В это время из углекислого газа и воды растения производят органические вещества. Этот процесс называется фотосинтезом. Необходимые условия для его протекания – солнечный свет и особый зеленый пигмент у растений – хлорофилл.
Осенью из-за похолодания и сокращения светового дня хлорофилл разрушается. При этом другие цветные пигменты, которые маскировались в течение лета, наконец-то могут проявить себя – и листья раскрашиваются в золотые и багряные оттенки. Осенний лес выглядит спокойным и даже каким-то умиротворенным. Но на самом деле осенью у деревьев много дел. Надо успеть разрушить не только хлорофилл, но и огромное количество других веществ, накопленных в листьях. В первую очередь это касается белковых соединений, в состав которых входит азот. Они распадаются на мелкие фрагменты, которые перемещаются в ветви, ствол и корни. Так дерево экономит жизненно необходимый азот, а также калий, фосфор, цинк, медь и другие элементы питания. С наступлением весны «прошлогодний» азот, который успешно перезимовал в многолетних органах дерева, направляется к просыпающимся почкам. Туда, где он больше всего нужен для строительства новых белков.

Осенью и летом одним цветом

В наших лесах есть дерево, листья которого осенью не желтеют и не краснеют. Они опадают зелеными. Это ольха черная. Она растет на болотах, по берегам рек и озер. Такие заболоченные ольшаники есть и в Мещёре. Весной они непроходимы из-за воды, а летом – из-за буйства крапивы и папоротников. Несколько лет назад мы работали на одном ольховом болоте недалеко от Рязани. Был знойный день. От влажного торфа шли испарения, и было трудно дышать. Ноги путались в цепкой ежевике, упавшие замшелые стволы ольхи предательски скрывала крапива. С огромным трудом нам удалось пробраться в центральную часть болота. Мы пробыли там до позднего вечера – отбирали образцы растений и торфа, с помощью высоких штанг и секатора срезали ветви ольхи, измеряли диаметры и высоту древостоя…
Чтобы понять, почему листья ольхи осенью остаются зелеными, нужно, как ни странно, посмотреть на корни этого дерева. Выглядят они очень необычно. На корнях ольхи то тут, то там встречаются подозрительные утолщения в виде округлых ершистых клубеньков. Эти странные образования – «домики» для живущих в тесной дружбе с ольхой бактерий актиномицетов. Они улавливают атмосферный азот и делятся им с ольхой. Сами растения усваивать этот важнейший химический элемент из воздуха, к несчастью, не могут, они способны поглощать его только из почвы.
Со школьной скамьи мы знаем, что классический пример дружбы, или, по-научному, симбиоза, с бактериями, улавливающими атмосферный азот, демонстрируют бобовые растения. У них на корнях также есть клубеньки. Такой необычный союз приводит к обогащению почвы азотом. Именно поэтому на полях и огородах рекомендуется чередовать выращиваемые культуры с горохом, фасолью или соей.
«Стоп! – скажет внимательный читатель. – Это все, конечно, хорошо, но при чем тут ольха с ее зелеными листьями осенью?» Вернемся к тому, что ольха растет на болотах. Не на привычной нам почве, а на торфе. Торф образуется из отмерших и не полностью разложившихся растений и крайне беден азотом. Но без этого химического элемента жизнь невозможна – из чего тогда строить белки своего организма? Вот и идут болотные растения на всякие хитрости и даже на откровенный «криминал». Некоторые, например, росянка, становятся насекомоядными. Они заманивают комаров и мошек манящими липкими капельками на своих «ресничках», а потом переваривают их и так восполняют дефицит азота. Другие, как ольха, более миролюбивы и дружат с бактериями. Этот симбиоз настолько выгоден, что позволяет ольхе не только не экономить азот, но даже шиковать. Зачем тратить энергию на расщепление белков в зеленых листьях и отток соединений азота в ствол и ветви – про запас, если у тебя в корнях неисчерпаемый источник этого элемента в виде бактерий? Вот и получается, что пожелтение листьев для ольхи просто не нужно.

Погодные сюрпризы

Золотая осень – не просто эпитет. Это научный термин. Фенологи делят осеннюю пору на несколько частей. Первая – это начало осени, когда у берез появляются первые желтые «пряди». Когда деревья одеваются в золото, начинается золотая осень – самое красочное время года. На смену золотой осени приходит глубокая – к этому времени листопад у большинства деревьев заканчивается, леса становятся притихшими и печальными. Наконец, выпадает первый снег – робкий и неуверенный, на прудах и озерах начинается ледостав, опадают листья сирени. Это предзимье. А дальше будет зима.
Иногда осень преподносит настоящие сюрпризы. Например, в 1973 году в Подмосковье первый снег выпал 22 сентября, а 25 сентября столбик термометра опустился до – 8°С. Неудивительно, что тогда за одну ночь опали зеленые, не успевшие пожелтеть листья ясеня. А в октябре, у которого, как говорится, «семь погод на дню», иногда, наоборот, устанавливается почти летнее тепло. Так было, например, 5 октября 1966 года, когда воздух прогрелся до +23°С. Об этих и других любопытных случаях можно узнать из книги «От весны до весны». Ее автор – фенолог Анатолий Иванов. Он вел свои наблюдения за сезонным развитием природы Подмосковья в течение 50 лет.
Не так давно и я решила записывать всё интересное, что удается увидеть во время наших научных экспедиций. В своих «полевых заметках» я нашла вот такие осенние наблюдения: «20 октября 2019 г. Установлен очередной температурный рекорд (+18,5°С). Летают бабочки, появились маслята и луговые грибы подотавники (рядовка лиловоногая). В Старожиловском районе на сирени набухли почки». «30 октября 2019 г. Борисково. Первый снег в этом году ворвался в лес с ветром и непогодой. Он ложился на уснувшую природу: на ржавые папоротники, на бурые листья дуба и на зеленые мхи. А через несколько минут выглянуло солнце и лес заплакал.
Белоснежная сказка исчезла. Что-то засверкало в траве. Я наклонилась и увидела, что это капли воды от растаявших снежинок на паутине. Сейчас наступает то время, когда внешне в лесу очень мало изменений: отцвела, отгорела золотая осень, все золото деревьев переместилось в лесную подстилку, побурело и почернело, засохли папоротники, смолкли птичьи голоса. И вот неожиданно пошел первый снег, и я видела, как он шел, как забрасывал сырые листья и всю эту мокрую скорбную землю. И почему-то этот момент показался мне особенно дорог».

Окраску листьям придают разноцветные пигменты.
Хлорофилл – краситель зеленого цвета.
Каротиноиды отвечают за желтые оттенки (кстати, латинское слово «carota» означает «морковь»).
Флавоноиды придают листьям оранжевый цвет.
Антоцианы обеспечивают красные и пурпурные оттенки.