Dlaczego drzewa potrzebują liści i gdzie możemy je wykorzystać?

Trzeci podziwia żółknącą i różowiejącą szatę leśną, która jeszcze wczoraj wydawała się być zielonkawa. Czwarty zadaje fundamentalne pytanie: po co drzewom w ogóle liście, które wiosną zrywane są z pąków, a jesienią kładzione u naszych stóp?

Rimanta VAINORIENĖ, młodsza badaczka z Ogrodu Botanicznego Uniwersytetu w Szawlach, chętnie zgodziła się odpowiedzieć na to pytanie i zaprosiła nas do spojrzenia na liście z innej perspektywy.

Liście – źródło pożywienia rośliny

Liście są najbardziej plastycznymi i najważniejszymi organami rośliny. Sigitas Obelevičius, niestrudzony botanik i burmistrz miasta Anykščiai, w swojej książce „The Wonderful World of Plants” porównuje liście do ludzkich dłoni i całego układu pokarmowego, choć przyznaje, że porównanie to nie jest do końca trafne: „Liście są najdoskonalszymi fabrykami materii organicznej, najdoskonalszymi akumulatorami energii słonecznej. Liście są źródłem pożywienia dla roślin, więc można powiedzieć, że im więcej liści, tym „pełniejsze” są rośliny.

Powierzchnia liści rośliny, która pochłania energię słoneczną jest ogromna, dziesiątki i setki razy większa niż powierzchnia zajmowana przez roślinę. Powierzchnia liści jęczmienia wynosi 14 500 na 1000 metrów kwadratowych, owsa 21 100, koniczyny 21 600, ziemniaków 40 000, a lucerny 85 000 metrów kwadratowych. Powierzchnia liści drzew jest kilkaset razy większa”.

Liście pobierają dwutlenek węgla z otoczenia i wodę z solami mineralnymi z korzeni, aby zapewnić roślinie pożywienie. Liście, wystawione na działanie energii światła słonecznego, syntetyzują różne substancje organiczne z tych surowców, które są następnie dostarczane do innych organów rośliny. Nie tylko odżywiają roślinę, ale także magazynują energię. Aby zmaksymalizować ilość otrzymywanego światła słonecznego, liście mają płaski kształt.

O pigmentach i testowaniu

Od wiosny do wczesnej jesieni widzimy tylko zielone liście. Dzieje się tak, ponieważ są one bogate w zielony pigment chlorofil. Gromadzi się on w komórkach liści, które tworzą tkankę asymilacyjną.

Oprócz chlorofilu istnieją inne pigmenty, takie jak karoteny i karotenoidy, ale nie widzimy ich nadających żółty i pomarańczowy kolor.

Wychodzą one na powierzchnię dopiero jesienią. Gdy dni stają się krótsze, a temperatura powietrza spada, chlorofil zaczyna się rozkładać, a inne pigmenty stają się bardziej dominujące.

Zarówno chlorofil, jak i karoteny są niezbędne do fotosyntezy. Wszystkie pigmenty przyczyniają się do absorpcji światła słonecznego, co jest niezbędne do produkcji składników odżywczych.

Główną rolą liści jest odżywianie rośliny i przeprowadzanie fotosyntezy, ale pełnią one również inne równie ważne funkcje.

Liście są wykorzystywane do wymiany gazowej, odparowywania wody przez gruczoły na ich powierzchni w celu schłodzenia rośliny i pozbycia się nadmiaru wody.

Jesienią rośliny wprowadzają niepożądane substancje, takie jak toksyny, do swoich liści, aby się oczyścić.

Dawno, dawno temu dla człowieka było zupełnie niezrozumiałe, jak i w jaki sposób rośliny się odżywiają. Był zdumiony, że sadzonka drzewa wyrastająca z małego nasionka może urosnąć do imponujących rozmiarów w ciągu kilku lat.

Rośliny zdawały się „zjadać” glebę i w rezultacie rosnąć. Uważano tak przez setki lat.

W 1634 roku holenderski lekarz Van Helmont udowodnił, że rośliny nie żywią się glebą. Van Helmont zasadził 5-kilogramową gałąź wierzby w 200-kilogramowej doniczce z ziemią. Pięć lat później lekarz zważył wszystko osobno.

Gleba ważyła 199 funtów i czternaście uncji, a wierzba 169 funtów. Po dodaniu deszczu i odjęciu odparowanej wilgoci, naukowiec nadal stwierdził, że waga wierzby wzrosła pozornie znikąd.

Doprowadziło to do wniosku, że rośliny mają dietę powietrzną, a później wykazano, że rośliny odżywiają się poprzez fotosyntezę: pobierają dwutlenek węgla z powietrza, wodę z gleby i wykorzystują energię słoneczną do syntezy węglowodanów z tych dwóch substancji.

Aby produkować więcej składników odżywczych, kształty liści ewoluowały coraz bardziej, a rośliny dostosowały się do warunków wzrostu, jakie im zapewniono.

Różnorodność liści jest nieporównywalna z żadnym organem roślinnym, nawet z wielobarwnymi kwiatami. Liście mogą być łodygowe lub nagie i mogą mieć wyrostki, osłony, które otaczają łodygę.

Kształt brzegu liścia klasyfikuje liście jako gładkie (konwalia, babka), ząbkowane, piłkowane (pokrzywa), podwójnie ząbkowane (leszczyna) i podwójnie piłkowane, ząbkowane (tchawica) i złożone (mniszek lekarski).

Różnorodność kształtów liści jest po prostu oszałamiająca. Wśród ćwierć miliona gatunków roślin kwitnących praktycznie nie ma dwóch gatunków o całkowicie identycznych liściach.

Kształty liści są bardzo ważną cechą przy opisywaniu gatunków roślin. Wszystkie liście dzielą się na proste i złożone.

Jeśli liście mają tylko jeden ogonek i jeden liścień, nazywane są liśćmi prostymi. Liście z pojedynczym ogonkiem, do którego przymocowane są trzy, pięć lub więcej liścieni, nazywane są liśćmi złożonymi.

W miarę ewolucji roślin, liście stały się bardziej podzielone. Ponieważ rośliny walczyły o przetrwanie, zwiększyły powierzchnię swoich liści. Jednak bardzo duże, ciągłe liście są narażone na silne wiatry: są rozrywane lub ich łodygi są odłamywane.

Duże liście bananowca są zawsze szarpane i rozrywane przez wiatr pod koniec sezonu wegetacyjnego. Drobno podzielone liście są mniej narażone na podmuchy wiatru.

W płynącej wodzie liście roślin mogą zostać uszkodzone przez prąd wody. Tak więc rośliny rzeczne są również mniej narażone, jeśli ich liście są drobno podzielone.

Oprócz fotosyntezy, liście roślin wodnych absorbują również substancje rozpuszczone w wodzie. Bardziej rozdrobnione liście mają większą powierzchnię absorpcyjną. W rezultacie rośliny o liściach podzielonych i złożonych stały się bardziej przystosowane w toku ewolucji.

Proste liście są dalej dzielone zgodnie z ich strukturą na całe liście (brzoza, lipa), poszarpane liście, gdzie głębokość wycięcia sięga około jednej trzeciej liścia do żyłki liścia (dąb), ścięte liście, gdzie głębokość wycięcia sięga około połowy blaszki liściowej (konik polny) i podzielone liście, gdzie wycięcie sięga do żyłki środkowej i dzieli liść na pojedyncze segmenty (kotki).

Zazwyczaj całe liście mają również różne kształty. Liście wielu roślin mgławicowych (dzwonkowatych) (żyto, pszenica, dereń, jaskier) są liniowe.

Liście drzew o nagich liściach (świerk, sosna, jałowiec) są kolczaste. Szerokość koronkowych liści, które zwężają się na obu końcach (wierzba purpurowa), jest 2-3 razy mniejsza niż długość. Wydłużone liście są 3-4 razy dłuższe niż szerokie.

Istnieją również liście zaokrąglone (osika), eliptyczne (wiciokrzew), jajowate (babka szerokolistna), odwrotnie jajowate (wierzba uszata), sercowate (wierzba sieroca), w kształcie rombu (topola czarna), w kształcie włóczni (wierzba wiciowa), w kształcie łopaty (wierzba owocowa), w kształcie tarczy (nasturcja), w kształcie nerki (wierzba pieprzowa) i w kształcie strzały (wierzba strzałkowa).

Liście klapowane dzielą się na pierzaste (dęby), trójklapowe (chmiel), pięcioklapowe, palmowe (jawory) i nerkowate (jabłoń).

Liście cięte są pierzaste (mniszek lekarski, trillium), dłoniaste (dzwonki, dzióbki łąkowe, bagienne i leśne oraz rózgowate).

Liście podzielone są pierzaste (waleriana), sporadycznie pierzaste (ziemniak, pomidor), dwukrotnie pierzaste (krwawnik), trzykrotnie pierzaste, wielokrotnie pierzaste (piołun), liryczne lub głęboko pierzaste (chwastnica).

Liście złożone dzielą się na trójlistkowe, składające się z trzech listków (truskawki, poziomki, koniczyna), palczaste (łubin, kasztanowiec), niesparowane pierzaste, gdzie wierzchołek liścia złożonego stanowi pojedynczy, równomiernie ukształtowany listek (robinia, jarzębina, jesion) oraz sparowane pierzaste (bób).

Nie tylko liście różnych gatunków roślin różnią się między sobą. Liście tej samej rośliny mogą również różnić się rozmiarem i pokrojem.

To interesujące zjawisko w świecie roślin nazywa się heterofilią. Jest ono szczególnie powszechne u roślin przybrzeżnych, gdzie niektóre liście są zanurzone w wodzie, a inne wystają w powietrze.

Na przykład, liście powietrzne roślin podmokłych o szerokich liściach są pierzaste, podczas gdy liście wodne są 2-3 razy bardziej pierzaste. Liście powietrzne jaskrów wodnych są klapowane, podczas gdy te w wodzie są nitkowate. Liście napowietrzne paproci są w kształcie strzały, w kształcie serca, gdy unoszą się na powierzchni wody, oraz pasiaste i elastyczne, gdy są zanurzone.

Heterofilia może również wynikać z różnych warunków oświetleniowych. Na przykład w przypadku kotków okrągłych tylko dolne liście podszytu są zaokrąglone, podczas gdy te wyżej, które otrzymują więcej światła, są lancetowate. Drzewa morwowe mają zarówno postrzępione, jak i całe (ciągłe) liście na tej samej gałązce.

Kształt liści może zależeć od fazy rozwoju.

Przypadek heterofilii najlepiej ilustruje epifityczna tropikalna paproć z rodzaju Deerhorn. Jeden z jej liści jest szeroki i niezbyt zakrzywiony, przyczepiony do pnia drzewa i gromadzi próchnicę. Inne są węższe i rozgałęzione jak poroże – do fotosyntezy.

Jak już wspomniano, liście są jednym z najbardziej plastycznych organów rośliny. Mogą zmieniać się na różne sposoby w zależności od warunków środowiskowych. Powszechną metamorfozą liści jest ich przekształcenie w kolce. Liście lub części liści, które stały się igłami, nazywane są racemes.

Kolce liści ostów, dereni, karczochów i zięb nadmorskich to spiczaste końce żył na wierzchołku i brzegach żył liściowych, które służą do obrony przed zwierzętami.

Całe liście robinii długołodygowej są zebrane w proste i rozgałęzione (zwykle trójramienne) grona. Raki robinii białokwiatowej pochodzą z przylistków liści, a raki agrestu pochodzą z rdzenia liściowego.

Inną dość powszechną metamorfozą liści jest przekształcenie ich w wąsy. Dobrze znany groszek strączkowy ma zarówno zmienione, jak i proste liście. Te ostatnie przeprowadzają fotosyntezę, podczas gdy wąsy, ponieważ łodyga jest bardzo smukła, przylegają do rośliny i wznoszą się w górę.

Metamorfozę liści ilustrują zmienione liście roślin owadożernych, które łapią małe zwierzęta. Mogą one przybierać różne formy: rurkowatych dzbanków, stożkowatych rurek, okrągłych pęcherzyków z zaworem. Funkcję pułapki może pełnić cały liść, np. macki, lub jego poszczególne części.

Tylko pojedyncze liście zanurzonych pierzastych liści zamieszkującej bagna Skendia są przekształcane w pęcherzyki, których używa do łapania małych skorupiaków wodnych.

Wewnętrzne ściany zawierają gruczoły, które wydzielają enzymy trawiące schwytaną zdobycz.

U słonecznicy okrągłolistnej, która rośnie na torfowiskach wysokich, cała górna część blaszki liściowej pokryta jest długimi włoskami gruczołowymi, które wydzielają lepkie soki. Kiedy owad ląduje na liściu, włoski owijają się wokół jego ciała, gdy się porusza.

Liście sukulentów (agawy, aloesu, jedwabników, drzew ciernistych) są prawdziwym magazynem wody. Liście te są bardzo grube i soczyste. Tylko wierzchnia warstwa liścia ulega fotosyntezie, podczas gdy wewnątrz znajduje się gruba tkanka magazynująca wodę.

Zwodnicze róże i szyszki

Jeśli chodzi o liście, należy wspomnieć o deformacjach spowodowanych przez pasożyty. Pasożytnicze owady, roztocza i inne małe stworzenia uszkadzają powierzchnię liści i powodują różne zmiany na liściach lub pędach, znane jako cecidia lub galasy. Cecydia mają kształt charakterystyczny dla każdej rośliny i jej pasożyta, który można wykorzystać do identyfikacji szkodnika, który je spowodował.

Zwierzęta lub ich larwy wylęgają się ze złożonych jaj i wydzielają pewne substancje drażniące, które prowadzą do zwiększonego podziału komórek i wzrostu w sąsiednich tkankach rośliny.

Podrażnione obszary są zalewane substancjami odżywczymi, którymi pasożyt się żywi i nie musi już walczyć o znalezienie pożywienia.

Caecidia występują w postaci okrągłych orzechów, wydłużonych brodawek, sutków lub włosków. Zmienił się również ich skład chemiczny.

Orzechy z liści dębu powodowane przez małą osę Diplolepis quercus-folii mają podwyższony poziom drożdży.

W czasach starożytnych takie orzechy były używane do produkcji atramentu poprzez dodanie roztworu soli żelaza do ich ekstraktu. Stąd wzięła się nazwa orzechów atramentowych.

Orzechy produkowane z pąków dębów turkusowych uszkodzonych przez osę Cynips tinctoria są stosowane w medycynie.

Czasami pojedyncza cecidia pokrywa część pędu, a nie liść. Międzywęźla takich pędów ulegają skróceniu, liście stają się łuskowate lub w inny sposób przebarwione.

Cecidia, powodowane przez wołka Chermes abietis, przypominają małe szyszki na wierzchołkach świerkowych gałązek.

Latem mają krótkie zielone kolce, a zimą są brązowawe i twarde, ale puste. Pasożyty są nieobecne, co widać po otwartych otworach.

Caecidia mogą również tworzyć się w kwiatostanach, gdy owady składają jaja w pąkach kwiatowych. W takich przypadkach powstają zdeformowane kwiaty, a listki okwiatu stają się zielone.

Czasami pąki liściowe drzew uszkodzonych przez owady pękają przedwcześnie lub wytwarzają krótkie pędy z brązowawymi liśćmi w czasie, gdy prawdziwe liście już opadły. Te zdeformowane pędy wierzby z daleka przypominają kwiaty.

Ludzie czasami błędnie interpretują marchewki jako róże w zimie.

Cecidia nie zakłócają rozwoju rośliny i nie powodują większych szkód. Po prostu nie są zbyt estetyczne. Jeśli drzewo straci liście, istnieje duża szansa, że w następnym roku nie będzie już na nim cecidia.

Największe liście na roślinach rosną w tropikach. Liście wiktorii królewskiej są uważane za największe, osiągając do 2,5 m średnicy i do 6 m obwodu.

Liście bananowca, które mogą dorastać do 1,5 m długości, są na drugim miejscu, chociaż istnieją pisemne zapisy sugerujące, że mogą mieć kilka metrów długości.

Wiele gatunków palm ma również ogromne liście, a rekordzistą jest rafia wielkolistna na Madagaskarze, z liśćmi o długości 5 m i pierzastymi liśćmi o długości 22 m i szerokości około 12 m.

Wiktoriańskie liście wyglądałyby jak krasnoludki na tle gigantycznej rafii. Wszyscy uczniowie małej szkoły i ich nauczyciele mogliby ukryć się pod jednym z takich „liści”.

Liście areki cukrowej na Archipelagu Malajskim osiągają 8 m długości. Palmy seszelskie mają liście o długości do 6 m i liście wachlarzowate o szerokości 3-5 m. Zwisające liście jednego z gatunków paproci w tropikach osiągają do 12 m długości.

W Chile liście wieloletniej trawy gunera, która przypomina gigantyczny rabarbar, są tak duże, że koń i jeździec mogą się pod nimi ukryć.

Na Litwie gigantyczne liście wytwarza łyszczec szerokolistny. W okręgu Rokiškis Sigitas Obelevičius znalazł łyszczec o łodydze liściowej o długości do 1,5 m i blaszce liściowej o średnicy do 80 cm.

Dzieci mogły chodzić bez schylania się w tym gąszczu, a pod największym liściem, niczym pod parasolem, można było schronić się przed deszczem. Inną rośliną, która wytwarza gigantyczne liście, choć nie jest rodzima na Litwie i przywieziona na Litwę z Gór Ałtaj, jest barszcz Sosnowskiego. J

Złożone liście mogą mieć metr długości, a ogonki liściowe mogą mieć 50-60 cm średnicy.

Najmniejsze rośliny w naszej florze mają najmniejsze liście. Trójlistkowe ogonki liściowe traw mają zaledwie 4-8 mm długości i 6-11 mm szerokości. Liście chwastów wodnych, weroniki wiosennej i stokłosy są również małe.

Rośliny odżywiające się saprotroficznie lub pasożytniczo również mają małe liście, takie jak wrzosy, skalnice, wierzby i drzewiaste liście długolistne.

Ich zredukowane liście są brązowymi lub żółtawymi łuskami o średnicy kilku milimetrów i nie spełniają swojej bezpośredniej funkcji odżywiania rośliny.

Zaleca się kompostowanie opadłych liści, o ile nie są mokre lub nadmiernie uszkodzone przez choroby i szkodniki, aby uzyskać doskonały biohumus.

Liście mogą być używane jako ściółka dla roślin. 10-centymetrowa warstwa ochroni korzenie przed zimnem, a także zapewni nawożenie rośliny.

Jesienną ściółkę można pozostawić na całe lato, regularnie „wzmacniając” ją ścinkami trawy i resztkami roślin.

Ściółka z liści jest bardzo dobra dla drzew owocowych, ponieważ zapewnia wilgoć drobnym korzeniom, a także dla pomidorów w szklarni.