Лёд раскрасил листву

Жителям средней полосы России очень повезло – каждую осень мы можем наслаждаться всей гаммой цветов от бледно-желтого до насыщенно-красного. А вот американским и японским поэтам и художникам приходится ежегодно вдохновляться только одним из двух цветов.

Европейская древесная флора в большинстве своём окрашивается в желтый, а вот азиатская и североамериканская – в красный. Симча Лев-Айдун из Университета Хайфа-Ораним и Йармо Холопайнен из Университета Куопио считают, что

это связано с воздействием ледниковых периодов на миграцию деревьев и обитающих на них насекомых.

Традиционный зеленый цвет связан с пиментом хлорофиллом, который в основном поглощает красный и синий цвет, отражая зеленый. Осенью готовящиеся к зиме растения производят меньше хлорофилла, что вовсе не означает гибель листа – им ещё предстоит выполнить немало функций. Тут-то и проявляются желтые или оранжевые каротиноиды, и до этого времени присутствовавшие в листе, но визуально «перекрываемые» хлорофиллом.

Красный же цвет, определяемый антоцианами, появляется впервые. Соответственно, у берёзы их практически нет, а вот клён научился использовать их по полной.

Зачем и как он это делает, до конца не ясно. Ещё в начале 20 века ученые предположили, что антоцианы защищают лист от вредного ультрафиолетового излучения, но в конце столетия было показано, что красный пигмент производится внутри листьев, а не на поверхности, да и жесткий ультрафиолет антоцианы практически не поглощают.

Согласно другой гипотезе,

агрессивные антоцианы, накапливающиеся в опадающей листве, «отравляют» почву и подавляют рост других растений-конкурентов.

Третья, более аргументированная теория, связывает покраснение с насекомыми: красный цвет выступает в роли предупреждающего сигнала, информируя тлю и ей подобных о токсичности листвы. Истории этой «гонки вооружений» не один миллион лет – насекомые пытаются отложить яйца в теплую разлагающуюся листву осенью, а деревья, наоборот, пытаются этому всеми возможными способами помешать, ведь прожорливые личинки зимой и весной с легкостью включают в свой рацион кору и живые побеги.

Объединив эту идею со знанием географии, авторы публикации в New Phytologist и объяснили разницу в расцветке американо-азиатских и европейских осенних лесов.

Лев-Айдун и Холопайнен считают, что этим отличиям примерно 35 миллионов лет – тогда планета начала охлаждаться, а часть Евразии и Северной Америки покрылись толстым слоем льда.

Тогда листопадные растения умеренных широт, произошедшие в четвертичном периоде от тропических лесов, столкнулись с совершенно новыми условиями. Выжить можно было только в небольших южных оазисах – и смещавшиеся до этого на север деревья поползли на юг.

В случае Северной Америки и Восточной Азии простирающиеся с севера на юг горные массивы не стали серьезным препятствием. Переждав несколько миллионов лет непогоду в районе Арканзаса и Теннеси, клён и его собратья вновь вернулись на север. Европейским листопадникам пришлось тяжелее – идущие с запада на восток Альпы и более мелкие горы отрезали все пути отступления на юг.

И вместе с деревьями исчезли и паразитировавшие на них насекомые.

По мнению исследователей, очистившаяся от паразитов территория определила совершенно другие правила естественного отбора.

Вновь заселявшим Европу видам (откуда они мигрировали и почему не принесли с собой паразитов, палеоботаникам еще предстоит выяснить) уже не было необходимости бороться с насекомыми и синтезировать антоцианы. И доставшееся в наследство от тропических предков красное приобретение оказалось не востребовано.

Единственными, кто пережил суровые времена, стали карликовые кустарники, регулярно окрашивающие скандинавские просторы в красный цвет. Остальным же европейцам приходится довольствоваться желтыми «каротиноидными» пейзажами.