一叶知秋——叶子的飘落，是秋风、偶然、还是注定的命运？

进入十月，树上的大部分叶子仍然是绿色的，但有些已经部分或完全变黄、变红。时不时，一片叶子在空中翻滚，轻轻地落在草地上、道路间，与早先坠下的同伴躺在一起。

这怎么发生的？几乎没有微风，所以偶尔落下的树叶并不是被强行吹走。

树冠上的黄叶也没有全部落下。一棵树上所有颜色鲜艳的叶子不会立即落下，否则人潮人海怎么会聚集到香山看红叶呢？

心里一直有疑问，为什么有些叶子先飘落下来，就好像树木已经轻轻地放走了它们，而大多数叶子仍然紧贴在它们的母枝上？

从植物学的角度看，落叶，基本上和风毫无关系。

这是偶然，还是谁在冥冥中决定了叶子的命运？

在脱离区放手

当叶子掉落时，叶柄从附着在专门的「脱落区」的树枝上分离出来。

脱离区由六层细胞组成，这些细胞的壁在一年时间里变得越来越薄，直到它们最终彼此分离/或完全破裂。

一旦进入到最终阶段，将叶柄固定在树枝上的就只有维管束的细胞——维管束是细长细胞的细长集合，它们将水、营养物质、糖和激素输送到叶子或从叶子中运出，并在叶子上分支出明显的叶脉。

很快，那片特定的叶子会因自身重量或微风而掉落，即使微风非常温和。

你看上图，在叶柄和树枝形成的角度（称为腋）中，有一个芽，明年春天就会从芽中长出新鲜的叶子。腋芽等到了春天再写，今天这篇重点关注叶子和叶柄。

下图是猫子把叶子从茎上扒拉下来后拍的。为了让大家看清楚，当叶子掉落时，树枝上还剩下什么——这是一道整齐、光滑、崭新的疤痕。该疤痕是由脱落区的茎侧残余物形成的。中断的维管束清晰可见。

一叶不仅能知秋，还能知晓人生

到目前为止，我们已经看到树叶不会随意掉落。一切都不是偶然。

相反，进化的设计目的是在适当的时机到来时坠落。树叶主要在秋天落下，当它们落下时，已经失去了光合作用的能力。

基本上，季节、叶子的光合作用能力、脱离区的分离，以及叶子的最终死亡之间存在着协调。

脱离区是如何形成的？

落叶树的每一片叶子都注定会掉落——每一片叶子的脱落区，在发育早期就形成了。

事实上，在许多物种中，未来脱离区的细胞早在叶芽开放之前就可以在叶芽中识别出来——说白了，脱离区在叶子的整个生命周期中都存在。就像加缪在 24 岁的年纪写下《向死而生》，叶子从一出生就在为最后一舞准备着。

当然，在最终时刻来临之前，组成脱离区的细胞非常顽强，将叶子牢固地附着在茎上，理所应当的可以抵抗强风——闭上眼睛，你一定能立即回忆起夏日里，杨树林里“哗啦哗啦”的叶子涛声。

脱离机制

通过什么机制，分离区的细胞在适当的时间被削弱？

分离区的细胞在初期就像普通植物细胞一样，坚硬的细胞壁彼此牢固地附着在一起。在脱落过程中，这些壁变得脆弱并且容易彼此分离。

这种变化是由酶（尤其是果胶酶）产生的，酶实际上消化了将相邻细胞壁彼此固定的分子。

然后一阵微风吹来，完成了工作。

事实上，风并没有让树叶掉落。是那棵树。

秋季脱落区细胞发生变化的直接原因是激素的作用。我们之前已经看到，激素影响植物的细胞行为，就像激素影响动物行为一样。

特别是，激素-生长素调节细胞延伸，并且是允许植物垂直向上生长、远离重力的机制的一部分。

生长素也在叶脱落中发挥作用。

生长素这种激素是在树枝的尖端和叶子中产生的，因此在夏季，脱落区的细胞可以获得丰富的生长素。

然而，到了秋天，叶子的许多代谢过程开始发生变化，为其最终死亡做准备，其中包括生长素合成的下降。

随着生长素水平的下降，脱离区的细胞对第二种激素乙烯变得更加敏感。

乙烯实际上是一种气体，其最著名的作用是促进水果的成熟。在商业农业中，水果通常在成熟前采摘，确保采摘和储存过程中不易损坏。随后暴露于乙烯会促进它们的成熟。

乙烯也会促进落叶——调节产生脱落的酶的合成。

乙烯影响分离区细胞中数百个基因的活性，其中包括编码脱落所需酶的基因。因此，乙烯通过调节基因的表达来促进脱落。

注意了，正因为这个过程，平凡的落叶包含着一个硬核的真理：基因不是驻留在染色体中并根据某种预定方案编码基因产物的被动实体。相反，它们是动态实体，其活动不断受到一系列因素（其中包括激素）的调节。（动物也是一样）

至于哪片叶子先掉落，就像每一个物种的寿命一样，后天因素起了决定作用。但还是那句话——常者皆尽，高者必堕，会合有离，生者有死。

叶落归根

叶子的坠落并不是故事的结局。

每个叶痕构成一个相当大的区域，其中树枝的内部暴露于外部环境，因此容易因蒸发而失水以及病原体的入侵。

这种情况不能持续太久。很快（在某些物种中，甚至在叶子真正掉落之前），脱落区茎侧的细胞就开始合成分子并沉积在细胞壁中，使这些细胞形成保护层，此功能取代了先前的功能形成分离层。

主要分子是木质素和木栓质。木质素有助于其韧性，木栓质通常与栓皮和根部外层联系在一起，形成不透水层。上图是在脱落后六小时拍摄的，已经可以看到橙棕色的颜色正在形成。

而下面是四天后叶疤的样子。整个表面已被木木化和木质化。伤口已完全密封，防止水分流失和感染，并且在该茎的整个生命周期中都将保持这种状态。

自己通读检查一遍的时候，猫子担心是不是依然写得有些复杂了，如果你觉得这篇文章不容易直接拿来给自己家孩子讲科普，可以用结尾的这种说法：

树叶为什么会掉落？

你可以把叶子看成在树的厨房里上班的员工。

在春季、夏季和初秋，它们生产有助于树木生长、繁衍和繁殖的食物。当白天变短和寒冷时，食物生产就会减慢，这给了树一个选择：它可以保留厨房工作人员，也可以放手。

针叶树在进化中选择永久保留叶子，它们就不必长出新叶子——节省了不停雇新人的开销。

落叶树选了另一条路——它们宽大、充满水分的叶子——胖大的厨房工作人员，如果继续在冬天工作（进行光合作用），那么，叶子“血管”里的水，将被冻成冰，然后死掉。

因此，冬天，树上粘着的不是正在休息的厨房工作人员，而将是已经死去的工作人员。

总之，对于树叶来说，秋风不是罪魁祸首，是树木正在把它们统统开除掉。

作者感谢你的关注(- _-)