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Ciencia Nuestra de cada Día

La Naturaleza nos sorprende cada instante con multitud de fenómenos que despiertan nuestra curiosidad. La Ciencia Nuestra de Cada Día es un espacio en el que Ángel Rodríguez Lozano nos incita a mirar a nuestro alrededor y descubrir fenómenos cotidianos que tienen explicación a la luz de la ciencia.

¿Por qué cambian de color las hojas en otoño?

Hojas de otoño

En otoño, cuando se observa un bosque en el que se mezclan árboles de distintas especies, unos de hoja perenne y otros de hoja caduca, la naturaleza nos ofrece un espectáculo de colores difícil de olvidar. Distribuidos al azar, se mezclan distintos tonos de verde, amarillo, marrón, naranja y rojo. Cada uno de esos colores tiene su razón de ser.

Las plantas son seres vivos capaces de captar directamente la energía del sol y convertirla en energía química. El secreto de esa conversión está en la molécula de clorofila que es la sustancia encargada de absorber la luz. Una hoja es como una fábrica de alimentos. Procedente de la raíz, a través del tallo, un conjunto de finísimas tuberías entran por el pecíolo, o rabillo, de la hoja y se ramifican por los nervios hasta alcanzar toda la superficie. Estas tuberías constituyen la red de transporte particular de la planta: llevan agua y sales minerales hasta la hoja, allí, gracias a la clorofila, que capta la energía luminosa, combinan esos ingredientes con el dióxido de carbono del aire para fabricar los alimentos que la planta necesita para vivir.

La clorofila es un pigmento que absorbe todos los colores que componen la luz blanca del Sol, menos el verde. Por esa razón las plantas son verdes, es el color rechazado, o dispersado, por la clorofila. La hoja funciona como fábrica de alimentos a pleno rendimiento siempre que haya horas suficientes de luz solar y agua disponible. Al llegar el otoño, especialmente en las latitudes que están alejadas del Ecuador terrestre, los días se hacen más cortos y fríos y la planta se prepara para los rigores del invierno.

En el rabillo o pecíolo de cada hoja, cerca del punto de unión a la rama, existe una porción ligeramente más gruesa llamada zona de abscisión. Durante el verano, las conducciones que llevan el agua y los alimentos la savia atraviesan esa zona sin problemas pero cuando llega el otoño, las células que componen la abscisión comienzan a hincharse y van estrangulando poco a poco los conductos que unen la hoja con el resto de la planta. La zona de abscisión va tomando un aspecto acorchado y llega un momento en el que interrumpe totalmente el flujo de savia.

Cuando la comunicación se interrumpe, la glucosa y los productos de desecho quedan atrapados en la hoja y, sin el aporte de agua, la clorofila comienza a degradarse. A medida que la cantidad de clorofila disminuye, el color verde va desapareciendo con ella y otras sustancias coloreadas, otros pigmentos, comienzan a tomar el relevo.

Algunas plantas, como por ejemplo, el arce ( acer saccharum ), cuya hoja es parte de la bandera de Canadá, utiliza la glucosa almacenada en las hojas para producir unos pigmentos de color rojo intenso, llamados antocianinas. Las antocianinas son sustancias antioxidantes que abundan en muchas plantas, por ejemplo, le dan el color rojo a la piel de algunas variedades de manzana y a la uva de la que sale el vino tinto. Algunos científicos piensan que este colorante actúa como anticongelante, evita que las hojas se hielen inmediatamente y prolonga el tiempo que se mantienen unidas al árbol, de esa manera la planta puede extraer los azúcares y otras sustancias que tienen almacenadas las hojas. Otra teoría defiende que las hojas muertas que se acumulan en otoño liberan las antocianinas al suelo para impedir, con su efecto tóxico, que nazcan plantas que podrían competir con el árbol en primavera.

El color marrón de algunas hojas se debe a los taninos, un tipo de pigmentos que se producen por la acumulación de las sustancias de desecho. El color naranja se debe al caroteno y el amarillo a las xantófilas, ambos son carotenoides, un grupo de pigmentos muy comunes en las flores y en algunos alimentos como las zanahorias, los plátanos o la yema de huevo. Algunas de esas sustancias existen habitualmente en las hojas pero en menor cantidad que la clorofila, mucho más abundante, y por esa razón sólo salen a la luz cuando la clorofila desaparece. No se conoce muy bien su función en las plantas pero, se baraja la posibilidad de que jueguen algún papel relacionado con la fotosíntesis.

Dependiendo de la especie de árbol, y del tiempo atmosférico durante los días de otoño, los colores toman un protagonismo más o menos acusado y proporcionan al bosque una gama extensa de tonos que le dan una belleza especial. Cuando el frío avanza y llega el invierno, las células que forman la zona de abscisión, que sella el paso de fluidos entre las ramas y las hojas, se van degradando, las hojas pierden su conexión a la rama y caen. Los árboles, ayudados por una simple brisa, se desnudan de su abrigo de hojas y esperan pacientes la llegada de la primavera.

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