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与落叶植物相对的是常绿植物，如香樟、冷杉等。
常绿植物的叶片不像落叶植物那样在特定时间大量脱落，而是全年持续缓慢更新叶片，老叶脱落的同时新叶也在生长，因此很少出现“落叶纷飞”的景象。
圣诞树就是用常绿的松柏类树木制成的。图源：pexels
要想知道为什么落叶植物进化出了独特的落叶特性，我们得先知道，叶片对植物的作用，会随着季节变换而发生反转。
在气候适宜的春夏时节，叶片是制造养分的工厂。叶片能够利用叶绿素等光合色素进行光合作用，吸收光能，将二氧化碳和水转化成生长所需的有机物，同时释放氧气。
然而，到了秋冬季节，叶片就成了消耗资源的角色。
因为一进入秋季，气温开始逐渐降低，日照时间也越来越短，这会使光合作用的效率大大降低，叶片不仅难以为植物提供营养，还会为了维持自身细胞活性消耗营养。
而且，如果低温让土壤中的水分冻结，植物的根系就很难从土壤中汲取水分。但与此同时，叶片又会持续蒸腾水分。
除此之外，在低温环境，叶片本身也有冻伤的风险。
面对这样的生存挑战，常绿植物和落叶植物选择了截然不同的生存策略。
常绿植物的叶片进化出了更抗寒的特性，如叶片更小、角质层更厚等，这些特性能帮助它们在秋冬季节减少养分流失和失水冻伤的风险。
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但是，落叶植物的叶片没有这样的“防寒装备”，如果执意维持叶片的生长，反而会将自身完全拖垮。
所以，落叶植物就会将叶片里已有的养分转移到枝干和根部中储存起来，然后舍弃叶片，以“节能休眠模式”度过严冬，等到来年的春天再萌发新叶。
如此一来，我们就在秋冬季节看到了落叶的景象。
落叶往往还伴随着另一种现象——叶片变黄、变红。这种现象的原理，其实是叶片中色素的此消彼长。这些色素就像水彩画的颜料一样，不同的混合比例，能让叶片呈现出不同的色彩。
我们平时看到的叶子是绿色的，是因为叶绿素的含量在所有色素中占比最多。
叶绿素主要吸收蓝、紫、红光，反射绿光，因此显出绿色。不过，叶绿素不稳定，容易在环境影响下分解。
春夏季节，叶绿素是绝对的主角——适宜的温度和光照促使叶绿素大量合成，此时合成量大于分解量，所以叶片呈现出绿色。
而到了温度低、光照少的秋冬季节，叶绿素在合成受到抑制的同时还会加速分解，导致合成量赶不上分解量，因此叶绿素含量下降，叶片的绿色逐渐褪去。
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绿色退场后，一些叶片会显现出黄色，这是因为原本被叶绿素掩盖的类胡萝卜素显现了出来。
类胡萝卜素的含量一般仅次于叶绿素，并且比较稳定，不易分解，主要吸收蓝光和紫光，反射黄光和橙光，因此呈现黄色或橙黄色——金黄的银杏叶、杨树叶就是类胡萝卜素的杰作。
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而有些叶片除了叶绿素和类胡萝卜素以外，还有着“独家色素”——花青素。枫叶、黄栌叶那火红的颜色，就是花青素的功劳。
不过，这些花青素并非叶片本身就有的，只有天生的常色叶树种（如红枫、紫叶李）的叶片中才会一直含有大量花青素，那些“应季变红”的叶片，它们的花青素是在叶绿素分解的同时（也就是落叶前）快速合成的。
花青素本身不稳定、易分解，因此自然界中，花青素一般会与糖结合，以花色苷的形式存在。
秋冬季节，低温和较大的昼夜温差会使叶片中的糖分不断积累，这让花青素能够大量转化为稳定显色的花色苷。
而且，在细胞代谢过程中，可溶性糖会分解产生氢离子和酸性物质，使细胞液呈酸性。
这个时候，花青素的色素含量占主导，而花色苷等花青素物质在酸性环境下会显现红色，所以我们就看到了红色的叶片。
落叶前变黄的叶片主要是因为叶绿素的分解、类胡萝卜素的显露，那么，那些主动耗能合成花青素的叶片，到底图什么呢？明明都快掉落了，还费尽心思变红，不是无用功吗？
对于这个问题，植物学家提出了许多理论，其中核心的两个是光保护假说与协同进化假说。
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光保护假说认为，这些植物之所以要在落叶前主动合成花青素，是因为花青素能够保护植物在分解叶绿素时不被强光损伤。
具体而言，叶片尚未离开枝头时仍然进行着光合作用，但叶绿素的逐渐分解让叶片吸收和转化光的能力大大降低，这会使光能在叶片中过量积累，与光合作用的产物发生反应，生成活性氧。活性氧会破坏细胞的生物结构，还会阻碍养分从叶片向枝干转移。
而花青素有着“防晒霜”的功效，它能够过滤紫外线，吸收蓝光和绿光，缓解光能过载。
不仅如此，花青素还具有较强的抗氧化性，能够“逮捕”捣乱的活性氧，阻止它们破坏细胞结构和干扰养分运输，从而保证植物的健康和养分回收的效率。
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协同进化假说则是从颜色本身出发，认为叶片变色是在给蚜虫等吃植物的昆虫发出“警告”，用鲜艳的红色告诉它们“我不好吃”“我有毒”。
有人关心我的死活吗？）
不过，这两种假说都有支持或是推翻的研究证据，导致植物学家们一度吵得不可开交。
现在，随着研究的深入，植物学家意识到落叶变色的功能也许并不是单一的，很可能是多种功能的混合。因此，学界开始转向用更综合、跨学科、互补式的研究思路来理解落叶变色的现象。
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让我们一起期待落叶变色之谜真相大白的那天吧～如果你对落叶变色的原因有自己的想法，欢迎在评论区留言分享！小编也很期待你在评论区晒出自己拍到的落叶美景哦！
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