Warum verlieren Pflanzen ihre Blätter? Es ist nicht einfach, mit den Fingern zu rechnen

Der Dichter konnte nicht anders, als beim Anblick fallender Blätter im Herbst Traurigkeit zu empfinden. Aber mein Favorit ist der von Li Bai: „Das Gras dankt der Frühlingsbrise nicht für sein Wachstum, und die Bäume beklagen sich nicht über ihr Verwelken im Herbst. Wer peitscht die vier Elemente, um die vier Zyklen anzutreiben? Alle Dinge entstehen und vergehen auf natürliche Weise.“

Tatsächlich kann nur die Natur diese Landschaft der Reinkarnation vorantreiben. Heute werde ich mit meinen Freunden über die Natur hinter den fallenden Blättern sprechen.

Teil 1

Verlieren Pflanzen ihre Blätter nur im Herbst?

Nein, Blätter können auf zwei Arten fallen.

Bei den meisten Bäumen besteht die Hauptfunktion der Blätter darin, „Nahrung“ zu produzieren. Wie Tiere müssen auch Pflanzen Zucker aufnehmen, um ihre physiologischen Funktionen aufrechtzuerhalten. Der einzige Unterschied besteht darin, dass Tiere auf Nahrung angewiesen sind, während Pflanzen für ihre Produktion hauptsächlich auf Sonnenlicht angewiesen sind. In einem Ökosystem werden Pflanzen im Allgemeinen als „Produzenten“ und Tiere als „Konsumenten“ bezeichnet.

Wie kann man ein so wichtiges Organ einfach so wegwerfen? Natürlich musste ich es tun.

Die erste Situation ist, dass das Blatt abstirbt.

Auch Blätter sind Lebewesen, sie müssen Geburt, Alter, Krankheit und Tod oder Unfälle durchmachen. Es könnte zum Beispiel in Stücke gerissen, zerbrochen oder von der Mondbox getroffen werden oder einfach an Altersschwäche sterben. Zu diesem Zeitpunkt haben die toten Blätter keine physiologische Funktion und müssen entsorgt werden. Daher verlieren sogar immergrüne Bäume aufgrund dieser Situation ihre Blätter. Allerdings können die Blätter immergrüner Bäume jederzeit absterben und fallen. Es ist unmöglich, dass alle Blätter auf einmal abfallen. Daher wird es nicht zu einer Situation wie bei Laubbäumen (nach den 90er Jahren) kommen, bei denen alle Blätter kahl sind.

Die zweite Situation besteht darin, dass sich die Umgebung, in der der Baum wächst, zum Schlechteren verändert hat, sodass er sich nur dazu entschließen kann, seine Blätter abzuwerfen.

Zu diesen Veränderungen zählen Dürre, extreme Hitze und Kälte, Schädlinge und Krankheiten usw. Obwohl Blätter wichtig sind, sind sie nicht so wichtig, wenn es darum geht, Leben zu retten. Das ist wie ein Unfall in einem Atomkraftwerk. Obwohl sich auf dem umliegenden Gelände viele wichtige Fabriken und Gebäude befinden, müssen diese aus Gründen der Lebenssicherheit alle aufgegeben werden. Dies wird als „aktiver Laubfall bei Widrigkeiten“ bezeichnet.

Im Winter können Bäume bei extrem niedrigen Temperaturen keine physiologischen Aktivitäten ausführen und müssen daher Winterschlaf halten. Wenn wir den Betrieb der Fabrik stoppen wollen, schalten wir einfach den Strom ab. Doch der „Strom“, den die Blattfabrik nutzt, ist Sonnenlicht, das nicht abgeschaltet werden kann. Daher blieb ihnen nichts anderes übrig, als sie durch Laubfall zu entsorgen.

Quelle: Mou Fupeng

Teil 2

Abgefallenes Laub: Blumen schützen, bevor sie zu Frühlingsmatsch werden

Nachdem die abgefallenen Blätter abgefallen sind, fallen sie zu Füßen der großen Bäume und werden durch eine Reihe physikalischer und chemischer Reaktionen in nährstoffreichen Humus umgewandelt und von den Wurzeln wieder aufgenommen. Dies bezeichnet man als Rückkehr der abgefallenen Blätter zu ihren Wurzeln.

Doch Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Blätter tatsächlich schon mit ihrer Entfaltung begonnen haben, bevor sie fallen. Und all dies beginnt mit der Evolution der Pflanzen.

Vor Hunderten von Millionen Jahren waren die Vorfahren der Pflanzen allesamt Arten, die im Wasser lebten. Später erlebte die Erde mehrere Eiszeiten und der Meeresspiegel sank, sodass Pflanzen „landen“ mussten. Das größte Problem, mit dem Pflanzen nach dem Einpflanzen konfrontiert werden, ist Wassermangel. Um das knappe Wasser im Boden effektiv zu nutzen, entwickeln Pflanzen Wurzeln, um sich im Boden zu verankern. Dadurch wurde zwar das Wasserproblem gelöst, es entstanden jedoch auch neue Probleme: ein Mangel an Nährstoffen wie Stickstoff, Phosphor und Kalium.

Warum?

Da Wasser einer „erneuerbaren Ressource“ entspricht, kann es nach dem Verbrauch durch Niederschläge wieder aufgefüllt werden. Aber es ist doch unmöglich, Stickstoff-, Phosphor- und Kalium-Mehrnährstoffdünger auszubringen, wenn es regnet, oder? Daher handelt es sich bei diesen Stoffen um „nicht erneuerbare Ressourcen“. Nach dem Verzehr können die Pflanzen nicht mehr entwurzelt werden und entkommen, sie können sich also nur Sorgen machen.

Quelle: Mou Fupeng

Teil 3

Es gibt zwei Lösungen

Eine besteht darin, die Einnahmen zu erhöhen, die andere darin, die Ausgaben zu senken.

Wie funktioniert Open Source?

Gute Beispiele sind Kannenpflanzen und Venusfliegenfallen. Sie sind Raubtiere im Pflanzenreich, die Insekten fangen und fressen (und sogar andere kleine Tiere, wie die Kannenpflanze auf dem Bild unten, die eine Fliege „frisst“), indem sie ihre Blätter verformen. Insekten sind reich an Proteinen und können Pflanzen mit Stickstoff versorgen. Dies ist eine der extremen Methoden, mit denen Pflanzen mehr Stickstoff aufnehmen.

Nepenthes ernährt sich von Fliegen (Quelle: Wikipedia)

An den Wurzeln von Hülsenfrüchten wachsen beispielsweise Knöllchen, die sozusagen die Stickstofffabriken der Hülsenfrüchte sind. In den Knöllchen geben die Pflanzen einen Teil ihres Zuckers an die Rhizobien weiter, und im Gegenzug können die Rhizobien den Stickstoff in der Luft in Stickstoff umwandeln, der von den Pflanzen genutzt werden kann. Dies ist auch ein Beispiel dafür, dass Pflanzen Open Source sind.

Wie kann man Geld sparen?

Es geht darum, Abfall zu minimieren.

Wir haben bereits erwähnt, dass Pflanzen, wenn sie unter widrigen Umständen wie Kälte leiden, zum Schutz aktiv ihre Blätter abwerfen. Wenn die Blätter abfallen, gehen auch die darin enthaltenen Nährstoffe verloren. Dies ist eine enorme Pflanzenverschwendung. Allerdings wird daraus Humus, der nächstes Jahr verwendet werden kann. Dies ist jedoch nicht sehr sicher, da die abgefallenen Blätter beispielsweise vom Wind weggeweht oder von Tieren gefressen werden können. Daher ist es am besten, alle wiederverwertbaren Stoffe aus den Blättern zu entfernen, bevor sie abfallen, und sie dann zu recyceln und im Baumstamm zu lagern, insbesondere nicht erneuerbare Stoffe wie Stickstoff, Phosphor und Kalium. Daher beginnt die Aufgabe der gefallenen Blätter, „die Blumen zu schützen“, nicht erst, wenn sie sich in Frühlingsschlamm verwandeln, sondern schon vor dem Abfallen.

Warum sind Pflanzen so geizig, dass sie nicht einmal abgefallene Blätter loslassen? Um es in einem Satz auszudrücken: Es bedeutet, Angst davor zu haben, arm zu sein.

Hinzu kommt, dass Sojabohnen, wenn sie im Herbst kurz vor der Reife stehen und ihr Wachstumszyklus fast abgeschlossen ist, wissen, dass sie nicht mehr so ​​viel Stickstoff benötigen. Daher unterbrechen sie die Nährstoffzufuhr zu den Knöllchen. Dadurch verhungern die Rhizobien, die für sie arbeiten, grausam, indem sie ihre Kadaver zusammen mit den Knöllchen zerlegen und absorbieren und die Nährstoffe zu den Sojabohnensamen transportieren.

Nachdem ich das geschrieben habe, kann ich mir ein Seufzen nicht verkneifen: Obwohl Pflanzen schwach erscheinen, sind sie auch zu allem fähig. Um sich der Natur anzupassen, sind sie wirklich zu allem bereit und können alles! Lassen Sie uns das Wort „Evolution“ wirklich verstehen.

Teil 4

Rotes Make-up: Die letzte Vorstellung

Wir wissen, dass sich die Blätter der Laubbäume vor dem Abfallen im Herbst von grün nach rot oder gelb verfärben. Auch die roten Blätter der Ahornbäume bieten im Spätherbst einen herrlichen Anblick. Dabei handelt es sich nicht um eine Farbe, die zufällig gefärbt wird, weil sie im Begriff ist, abzufallen, sondern um eine Zusammensetzung, die die Pflanze sorgfältig für ihre Blätter vorbereitet, die im Begriff sind, abzufallen.

Im Herbst sind die ultravioletten Strahlen nicht unbedingt schwächer als im Sommer. Dies liegt daran, dass es im Herbst weniger Wolken gibt und die Luft trockener ist. Obwohl das Sonnenlicht nicht so giftig ist, werden weniger ultraviolette Strahlen von Wolken reflektiert und vom Wasser absorbiert. Obwohl Pflanzen zum Überleben auf Sonnenlicht angewiesen sind, können sie auch durch ultraviolette Strahlen Verbrennungen erleiden. Die rote oder gelbe Farbe ist der Sonnenschutz, mit dem sich die Pflanzen selbst versorgen.

Manche Freunde werden sich bestimmt fragen: Warum verfärben sich die Blätter im Sommer nicht?

Denn im Sommer müssen die Blätter ihre Funktion der Nährstoffproduktion voll erfüllen. Das Auftragen von Sonnenschutzmitteln ist gleichbedeutend mit dem Blockieren des Sonnenlichts und beeinträchtigt die Produktionseffizienz. Im Sommer haben Pflanzen noch eine andere Möglichkeit, gegen ultraviolette Strahlen anzukämpfen, auf die ich hier nicht näher eingehen werde.

Im Herbst hören die Blätter der Pflanzen jedoch allmählich auf zu wachsen, sodass es nicht schlimm ist, wenn sie nicht der Sonne ausgesetzt sind. Daher ist es besser, einfach und heftig vorzugehen und die Methode des Streichens zum Schutz vor der Sonne zu verwenden.

Darüber hinaus sind die Blätter vieler tropischer Pflanzen beim ersten Austrieb rot, da die unreifen Blätter Sonnenschutz benötigen. Das Gleiche gilt, wenn die Blüte allmählich reift und leistungsfähig wird, und dann die rote Farbe verblasst.

Darüber hinaus entsteht bei der Zerlegung der Wertstoffe im Laub und deren Rücktransport zum Stamm im Herbst viel „Dekorationsabfall“, bei dem es sich um freie Radikale handelt. Freie Radikale sind giftige Substanzen. Die Sonnenschutzpigmente in roten Blättern haben außerdem die Funktion, freie Radikale abzufangen, wodurch eine Vergiftung der Blätter durch freie Radikale verhindert werden kann, bevor diese vollständig zerlegt sind. Darüber hinaus glauben einige Wissenschaftler, dass Rot und Gelb für Pflanzenfresser weniger attraktiv sind als Grün. Pflanzen wählen diese beiden Farben, um Pflanzenfressern zu signalisieren: „Iss mich nicht, ich bin nicht lecker“, und um zu verhindern, dass sie selbst gefressen werden.

Die kleine Angelegenheit mit den fallenden Blättern ist also wirklich einfach, aber nicht leicht.

Im Winter wird es kalt, daher fallen die Blätter. Da Nährstoffe nicht erneuerbar sind, müssen Pflanzen die Nährstoffe in ihren Blättern recyceln, bevor diese abfallen. Um einen reibungslosen Ablauf dieses Recyclingprozesses zu gewährleisten, produzieren Pflanzen Pigmente, die als Sonnenschutz dienen. Sind das nicht alles nur Reaktionen der Pflanzen, um sich an die Natur anzupassen?

Nach der Lektüre dieses Artikels dürften Freunde den einleitenden Satz „Wer peitscht die vier Elemente, um die vier Bewegungen anzutreiben? Alle Dinge steigen und fallen auf natürliche Weise“ besser verstehen.

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Mou Fupeng

Hersteller: Computer Network Information Center, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Der Artikel gibt nur die Ansichten des Autors wieder und repräsentiert nicht die Position der China Science Expo

Dieser Artikel wurde zuerst in der China Science Expo (kepubolan) veröffentlicht.

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