知乎日报 前天 17:41
叶子为啥会掉落?
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植物落叶是其重要的生存机制,类似于“丢卒保车”。当植物面临干旱、病虫害、低温等不利环境时,会主动脱落叶片以节省水分和养分,优先保障主干和根系的生存。这一过程由叶柄处的“离层”细胞控制,激素(如生长素、乙烯、脱落酸)的变化是关键诱因。脱落前,叶片会变色,这不仅是色素变化,也是重金属等有害物质被积累并随叶片带走的信号。落叶是植物适应环境、延续生命的主动行为,在动物界乃至人类行为中都能找到相似的“牺牲局部保全局”的例子。

🍂 落叶是植物主动的生存策略,如同“丢卒保车”,在逆境中优先保障主茎和根系的生命,适时放弃叶片以节约资源。

🍃 落叶的实现依赖于叶柄与茎秆连接处的“离层”细胞,当离层细胞断绝养分和信息交流并溶解后,叶片便在重力或风力作用下脱落。

🍁 叶片变黄或变红是落叶前的信号,这是因为离层隔断了养分供应,导致叶片内养分堆积形成花青素(变红),或原有叶绿素分解后显露出类胡萝卜素和叶黄素(变黄)。

⚖️ 落叶还能帮助植物排出体内积累的重金属等有害物质,已脱落的叶片中通常含有比生长中的叶片更高的金属离子浓度,这是一种有效的“解毒”机制。

🌱 激素水平的变化是控制落叶的关键,生长素、乙烯和脱落酸的浓度变化能触发离层细胞的反应,而环境胁迫(如干旱、病害)或自然成熟是诱发激素变化的主要原因。

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落叶是植物自保的手段。

有个象棋术语叫做「丢卒保车」,用在这个题下恰如其分。每一片叶子,都是植物的「卒子」,在保命与保叶这个课题面前,结论必然是保命。

题主在描述中问「到底是树的不挽留,还是风的追求?」 很显然是树不挽留,何止是不挽留这么温柔,是决绝地主动抛弃。

农业上,有「落叶、落花、落果」三个层次的现象,在遭遇逆境的时候,植物为了保命,会果断抛弃这些器官。

原创图片,落叶

在动物界也有生动的的例子。

▷澳大利亚的雌袋鼠,在被捕食者追赶时,她会毫不犹豫地把育儿袋中较大的幼崽掏出来扔掉,减轻负担自顾自地逃命去了。

▷刘邦,彭城之战失利,乘马车逃跑,眼看敌兵紧追不舍,他为了轻车快跑,毅然把两个亲生儿女踹下马车。

从植物到动物再到人类,大家半斤八两,谁也别说谁,面临生命威胁的时候,抛弃子女和舍却器官的现象比比皆是。例如断臂求生,壮士断腕,易子而食……

原创图片,树叶黄了

那么,植物在什么情况下会落叶?怎样实现落叶?我们来看看。

叶子并不是实实在在连接在茎秆上的,在叶柄与茎秆的连接处,有一层东西,叫「离层」,这个离层就是植物为了让叶子脱落预留的手脚。离层由是几层特殊的细胞组成的,健康生长的情况下,离层就像不存在一样,流通养分,交流信息,固定叶子……等等全部正常,而需要叶子脱落的时候,离层就会变成「绝缘体」一样,断绝养分流通和各种信息交流,然后离层细胞溶解,失去机械强度,在重力或者风力作用下,实现脱落。

原创图片,叶片变红,就是离层隔绝了养分流通

有了离层的存在,就具备了叶片脱落的条件,而离层受什么操纵呢? 激素

能够操纵离层的激素有三种:生长素(IAA),乙烯(ETH),脱落酸(ABA)。

▷当离层两边的 IAA 梯度符合条件时,叶片脱落。

▷当 ETH 达到一定浓度时,叶片脱落。

▷当 ABA 达到一定浓度时,叶片脱落。

那么,是什么诱发了激素浓度的变化呢?答案是:1,自然成熟或衰老;2,环境胁迫(包括干旱、水涝、高温、低温、盐渍、病害、虫害、大气污染、光照不足等)。

例如:

干旱、水涝、寒冷、炎热都能使植株体内脱落酸(ABA) 迅速增加。

自然成熟的果实会诱导乙烯产生;干旱、水涝和机械损伤都能诱导乙烯合成。

原创图片,树叶黄了,很快就会脱落

脱落之前,叶片为什么会变成黄色或者红色呢?

当离层隔断了茎秆与叶柄的养分通道之后,叶片制造的养分堆积在叶片里,时间稍久,这些养分就会转变成花青素,使叶片变红。

由于茎秆无法为叶片输送养分和水分,新的叶绿素也无法制造,原有的叶绿素逐渐分解,使得胡萝卜素、叶黄素以及单宁酸等色素,逐渐显露出来。胡萝卜素显现橙色,叶黄素显现黄色……具体什么颜色是由不同的树种决定的。

一些新的发现。

有植物学家发现,生活在富含金属的土壤中的植物,生长着的叶片含铝量很低,但已脱落的叶片中却含有高浓度的铝。

植物学家们又进一步分析了生长在不同条件下的 21 种多年生植物,铅、锌、铁、铝等元素,在脱落叶片中的浓度,均高于生长的活叶片。

把重金属离子积累于衰老的叶片中,随着脱落而带走,这对植物的健康具有积极的意义。

原创图片,叶片变红,即将脱落

综上,植物落叶是一种生物学现象,是植物对外界环境的适应特性。尤其在不良生活条件下,主动淘汰掉一部分叶子。把营养用于其他器官的生长和发育,在不利的条件下使物种得以存续。

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