随着一阵凉似一阵的秋风，又到了每年观赏红叶的季节。北京的香山以其美丽迷人的红叶驰名中外，每年秋季，前来登山观赏的游客都络绎不绝。然而在欣赏这漫山遍野肆意泼洒的艳丽鲜红和橙黄时，你可曾思考过，为何在夏季里郁郁葱葱，绿意盎然的山林，在入秋之后却会突然摇身一变，成为大自然最迷人的调色盘呢？
霜叶红于二月花
我们平时看到的活的植物叶片大多是绿色的，这是因为在叶片的叶肉细胞中存在着一种特殊的细胞器：叶绿体，叶绿体的存在对于绝大多数植物的生存都是至关重要的，依靠其中含有的一类叫做叶绿素的绿色色素，植物可以吸收来自阳光的能量进行光合作用，合成有机质从而进行各种生命活动。
在温带地区随着夏去秋来，日照时间逐渐缩短，气温也会随之逐渐下降，在落叶树的叶片基部会生成一层木栓细胞，通过堵塞导管和筛管逐渐切断植物体对叶片的营养供应。由于得不到足够的水和矿物质，叶片中叶绿素的合成会逐渐下降，使得秋天的老叶逐渐失去往日里油绿的色泽。
在山核桃属，梣属，鹅掌楸，杨属，桦木属，黑野樱树，檫木属，桤木属等的叶片里，除了叶绿素之外还含有黄色和橙色的β-胡萝卜素，叶黄素等类胡萝卜素，在春季和夏季这些色素的颜色都被叶绿素的绿色所掩盖了，随着秋季叶肉组织中叶绿素含量的下降，它们的颜色便开始显现出来，使得秋叶变成充满暖意的明亮黄色和橙色。
在另一些落叶树，如枫属，栎属，酸模树，槭属，山茱萸属，紫树属，柿树和一些品种的樱桃树的叶片，则随着叶肉组织细胞中由于光合作用产生的糖类分解而生成的磷酸盐离子等营养物质从叶肉细胞中转移至于树干。入秋后在叶肉细胞的细胞质中大量产生另一类色素：花青素，全世界生长在温带的落叶树中有10%的种类都会在叶片中产生花青素，这种常见于水果和花朵中的色素会让秋叶呈现出鲜艳的红色或紫色。正是在这两种色素的共同作用下，秋天的北京香山才会拥有“霜叶红于二月花”令人心醉神迷的美丽红叶景观。
秋叶变红为哪般
关于为什么一些落叶树木的叶片在秋季会变成姹紫嫣红的美丽色彩，目前学术界有三种解释：
第一种认为在低温环境下，光照会对叶片中的叶绿素造成破坏，光氧化和光抑制作用也会阻碍树木将老叶中的营养重新吸收至树干。此时，叶片生成花青素来保护叶绿素以便树木能更有效率的重新吸收营养。
第二种理论认为秋叶变成鲜艳的橙色和红色是为了防御对树木有害的昆虫。对寄生在树木上并对其造成危害的昆虫来说，鲜艳的红色和橙色是危险的警戒色，这说明植物正在分泌有毒的化学物质来抵御啃食自己的敌害。不仅如此，由于大多数以树叶为食的昆虫都拥有绿色的体色，橙色和红色的秋叶还会让它们的保护色失去作用，在天敌的面前暴露无遗—更何况对于色觉敏锐的鸟类来说，成熟水果一样的红色和橙色具有像食堂开饭的铃声一样的吸引力。因此对落叶树来说，将叶片变成橙色或红色能降低有害昆虫选择自己作为越冬宿主的概率，自己在来年春季遭遇虫害的概率也大大下降了。
第三种理论则来源于纽约柯盖德大学两位科学家在2005年的发现，秋季槭树合成的花青素能通过植化作用阻碍其周围其他树木的树苗的生长，使得自己在生存竞争中占得先机。这样看来槭树那鲜红如血的秋叶，似乎还暗含着一丝“阴险恶毒”的味道。
无论是为了重新吸收老叶中的营养物质，还是抵御有害昆虫的警戒色抑或对付竞争对手的“化学武器”。那满树或橙黄或鲜红，在秋野的山风中哗哗作响的秋叶，对我们人类而言都是无比壮观和美丽的景色。就让我们抱着对神奇的大自然的赞美之情，欣赏这漫山遍野的红叶吧。
（作者：胡恺，动植物科普自由撰稿人，目前在为《环球少年地理》，《探索地理》，《十万个为什么》，《小学生时代》，《中学生时代》杂志和科学大众杂志社撰稿，煎蛋网环保分版与走进科学分版翻译，原创作品，转载请注明出自知识就是力量微信公众号）
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编辑：姚迪
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