樹葉在秋天里干了什么

金仕并

當溫帶地區的深秋來臨之時，許多樹木的葉子都變了顏色，有的變成黃色：有的變成紅色。秋葉。尤其是紅葉的絢爛顏色，往往使之成為一道迷人的風景，唐代詩人杜牧就有“停車坐愛楓林晚。霜葉紅于二月花”的名句，北京的香山紅葉更是令游客年年向往不已。

要問秋葉是怎么變色的，答案似乎很簡單：葉子的葉綠體里含有兩類色素——類胡蘿卜素和葉綠素，都是葉子進行光合作用所需的。平時，葉綠素的顏色蓋過了類胡蘿卜素的黃色，所以使葉子呈現綠色。但在樹木落葉的前夕。葉綠素逐漸被分解、回收，于是類胡蘿卜素的顏色就顯現出來，使葉子變黃了。如果葉子中還含有紅色的花色苷，那么它就會變紅。

可是，如果我們要問，為什么有的樹葉子變黃，有的卻變紅呢?這個問題就不好回答了。科學家發現，紅葉中的花色苷并不是一直存在的，而是在落葉前才合成出來的。花色苷的合成是一個很復雜的過程，需要好幾種酶的參與，還要消耗能量。辛辛苦苦合成出來的花色苷，用不了多久就會隨著凋落的秋葉離樹枝而去。乍一看，這簡直就是一種浪費行為。所以科學家們猜測紅葉的紅色一定對樹木有什么重要意義，要不然為什么紅葉樹種不像其他的落葉樹那樣，老老實實地讓自己的葉子變黃呢?

美國動物學家斯代爾斯第一個試圖回答這個問題。他認為一些植物的葉子在秋天變紅，是為了吸引鳥類來為它們傳播種子。這些植物的果實往往小而不起眼，很難被鳥類從很遠的距離看到，但它們一旦披上“紅裝”，馬上就變成了最耀眼的明星。斯代爾斯認為美國東部森林中的毒漆藤、五葉地錦、檫術、美國山胡椒、多花藍果樹等植物都是靠這種辦法傳播后代的。但是，對于其他大多敬秋葉植物來說，這個假說是不成立的。

之后，另一些科學家給出了另一個答案，認為秋葉中的黃、紅色素可以吸收多余的光，起到掩護的作用。這有什么好處呢?原來，樹木是不會白白讓老葉中的養分損失掉的，會千方百計地把它們回收回來。回收養分需要能量，這能量是來自老葉的光合作用。可是，光合作用需要在適宜的光強度下進行，過強的光反而抑制光合作用，而且在深秋的低溫環境下，葉片對強光更為敏感。黃葉中的類胡蘿卜素之所以沒有像葉綠素那樣被回收利用，就是為了留下來起遮蔽強光的作用。但是，類胡蘿卜素吸光的效率很低，于是一些樹種轉而依靠花色苷來增強掩護力量。盡管合成花色苷需要消耗一部分養分和能量，但只要能夠保證更多的養分安然撤回植物體內，這點“犧牲”還是值得的。

這個解釋看來很合理，但是它卻不能說服英國著名生物學家、進化論學者漢密爾頓。漢密爾頓在晚年也曾經關注過秋葉變色的問題，他提出了一個有趣的假說：秋葉變色是為了威懾蚜蟲。蚜蟲是一種迂飛性害蟲，每年深秋會遷飛到這些樹上產卵。為了保護自己，一些“體格強壯”的樹就會讓葉子的秋色變得格外鮮艷，這是在給蚜蟲警告：“你看，我既然健壯得足以浪費養分和能量合成這么多色素，那我肯定也能合成更多的化學物質毒死你，你去找那些弱小的樹吧!”而蚜蟲在識別出這種信號之后，也會知趣地遠離這些葉色鮮亮的樹，去為害那些沒法讓葉色鮮亮起來的弱樹。這樣一來，不僅樹木保護了自己不受蚜蟲侵害，蚜蟲也保護了自己不被毒死。這種進化機制，就是所謂的“累贅原理”。

這兩種觀點，到底哪一個正確，現在還沒有答案。