О чем поведала окраска растений

Под влиянием избытка некоторых элементов в природной среде изменяется окраска листьев, цветков, плодов и других органов растений.

Наиболее часто при избытке того или иного элемента возникает явление хлороза - утрата зеленой окраски, сопровождаемая пожелтением, а иногда даже побелением листьев. Пожелтение может быть сплошным или мозаичным. В основе его лежит более интенсивное разрушение хлорофилла, вызванное активизацией ферментных систем деградации зеленого пигмента, высвобождением хлорофилла из связанного состояния. Вместе с тем в ряде случаев пожелтение вызывается торможением синтеза хлорофилла. Когда же листья белеют, то разрушается не только хлорофилл, но и желтые пигменты - каротиноиды.

К возникновению на листьях белых пятен ведет, например, избыток в почве алюминия. В Фергане у полыней, произрастающих на почвах, содержащих много железа, листья первоначально становятся интенсивно-зелеными, а затем резко изменяют свою окраску на ярко-желтую. Значительная концентрация в почве лития делает листья цитрусовых пятнистыми. Зеленая окраска листьев ананаса и калифорнийского мака на почвах с повышенным содержанием марганца блекнет. Хлороз листьев может развиться вследствие обилия в почве меди.

Избыток подвижного циркония приводит к омертвлению тканей листьев. При этом между отмершими участками могут сохраняться зеленые зоны. Хлороз, вызванный перенасыщением цинка, распространяется от верхушки листа к основанию.

В некоторых случаях листья приобретают не желтую, а иную окраску. Так, например, почернение хвои сосны в ряде случаев может указывать на повышенное содержание в почвах и подстилающих породах платины. Характерные изменения наблюдаются у смолевки, поглотившей много свинца. Ее листья и стебли становятся темно-красными. При избытке меди стебли иногда приобретают багровый оттенок.

А теперь поинтересуемся, как изменяется окраска цветков в результате насыщения тем или иным химическим элементом. Здесь тоже немало интересного. Под влиянием железа цветки некоторых растений окрашиваются в голубые тона. Так, например, розовые цветки гортензий становятся голубыми. В окраске цветков некоторых видов под воздействием йода начинают преобладать желто-красные тона. В случае увеличения в почве марганца цветки ряда растений приобретают несвойственную им в обычных условиях розовато-красную гамму, а гвоздики и астры - темно-пурпуровую. Некоторые растения изменяют окраску цветков под воздействием меди. Так, лепестки роз из розовых и желтых превращаются в голубые или даже черные, а калифорнийского мака - в синевато-сизые. Присутствие в почве высоких доз никеля приводит к тому, что у сон-травы, растущей на Южном Урале, околоцветник вместо фиолетового становится белым.

Колючее подушковидное растение из семейства гвоздичных, произрастающее в Южном Казахстане и в республиках Средней Азии, - колючелистник качимовидный (Acanthophyllum gypsophiloides) на почвах, богатых серой, изменяет розовую окраску цветков на белую.

В ореоле рассеяния урановых месторождений лепестки кипрея узколистного, или иван-чая (Chamaenerium angustifolium), вместо розовых становятся белыми или ярко-пурпуровыми.

Иногда изменяется и окраска плодов. Так, например, у голубики обилие в почве урана приводит к формированию не темно-синих, а белых или зеленоватых плодов. Можно предположить, что это вызвано нарушением синтеза пигментов антоциановой природы в плодах.

Однажды в Восточной Сибири геологи обратили внимание на необычную окраску древесины берез и осин - она была неестественно зеленого цвета. Когда сделали химический анализ ее золы, то в ней оказалось много бария и стронция.

У лиственницы при избытке кобальта разные поколения шишек, а их, как отмечалось, бывает 2-3 за летний сезон, окрашены по-разному. В апреле возникают шишки белого цвета, которые после засыхания сменяются шишками розового цвета. В июне розовые шишки засыхают и опадают, а вместо них появляются желтые. Наконец, в июле вырастают зеленые шишки, но постепенно они становятся зелено-бурыми или даже бурыми. Ученые проследили за изменением содержания кобальта в шишках разного возраста и установили, что в белых, розовых и желтых шишках содержится в 2 раза больше кобальта, чем в зеленых. В буреющих шишках этот элемент снова начинает накапливаться.

Изменение окраски листьев, цветков, плодов и других органов растений - довольно существенный признак, облегчающий геологам поиск полезных ископаемых. Пользуются им издавна. В средние века советовал присматриваться к окраске листвы, ветвей и древесины немецкий специалист в области горного дела и металлургии Георг Агрикола (1494-1555). Этим признаком руководствуются геологи и в настоящее время, только теперь улавливать цветовые изменения у растений предпочитают не на глазок, а с помощью приборов. В частности, снимают спектры отражения. Особенно большие различия фиксируются в инфракрасной области спектра. В зависимости от поставленной задачи спектрометрирование может производиться как с земли, так и с воздуха.