La química del otoño: por qué las hojas de los árboles cambian de color

En el fondo de la belleza otoñal están la clorofila, los carotenos, las antocianinas: los pigmentos que nutren, protegen y pintan las hojas.

Esta entrada es una colaboración con la sección ´Aquí hay ciencia´en Tercer Milenio, suplemento de ciencia del Heraldo de Aragón, donde fue publicada originalmente.

´Paisaje de otoño con tres árboles’, de Vincent van Gogh.

 

A cámara rápida, un año en la vida de un árbol puede verse como una sucesión de cambios en sus ropajes. Hojas de color verde intenso en verano, un marrón con tonos amarillo y ocres o incluso algunas veces rojos brillantes en otoño; una estoica desnudez en invierno y una vuelta a la vida verde primaveral.

Sin embargo, bajo tanto color y metáfora, todos esos cambios que llenan versos mediocres y a los que saturamos de adjetivos son un proceso de adaptaciones eminentemente prácticas, una concatenación de reacciones, síntesis y deterioros. Tras todo ello, al final, lo que vemos es fundamentalmente lo que queda tras lo que se nos esconde.  Es tras todo ello cuando llegan la belleza, los ropajes, la vida estoica.

Pero en el fondo están la clorofila, los carotenos, las antocianinas, los pigmentos que nutren, protegen y pintan las hojas. De sus juegos y requiebros resultan el otoño y nuestros colores.

Y esto es lo que, a cámara rápida, sucede con ellos:

1.      La clorofila

Es el pigmento fundamental que al captar la luz permite la fotosíntesis: esa reacción tan perfectamente complementaria e inversa a nuestra respiración por la que las plantas captan (nuestro) dióxido de carbono y junto con un poco de agua lo transforman en (nuestro) oxígeno y en los azúcares que les sirven de alimento.

La clorofila tiene todo su sentido en verano, en las épocas de mayor luz solar. Por una parte porque es cuando ejerce mejor su función. Por otra porque ella misma necesita de la luz para poder ser fabricada. Y por eso, porque están cargadas de ella, las hojas de los árboles son verdes en verano.

¿Pero por qué es verde la clorofila?

Lo que vemos es el resultado de lo que no se nos esconde: de todo el espectro de la luz solar, la clorofila absorbe fundamentalmente la zona del rojo y el azul, pero refleja el verde, que es lo que llega hasta nuestros ojos.

¿Y por qué las hojas no siguen verdes en otoño?

Por una cuestión de adaptación y supervivencia. La clorofila es muy inestable, muy frágil, y tiene que estar continuamente sintetizándose para sustituir a la que se destruye. En otoño la luz solar es mucho menor, por lo que apenas puede ejercer su función. Por eso la planta decide disminuir la savia que llega a las hojas y ralentizar su producción, ahorrar costes. Pero además sucede que las hojas transpiran mientras realizan la fotosíntesis, sueltan agua que se distribuye por su superficie. En épocas frías esto aumenta el riesgo de congelación, de ahí que interese deshacerse del pigmento verde (las hojas de árboles perennes, sin embargo, resisten mucho mejor las bajas temperaturas: a la presencia de un anticongelante natural suman su forma de espinas, lo que minimimiza su exposición).

Y de ahí a los carotenoides, los amarillos escondidos.

2.      Los carotenoides

Los carotenoides son un conjunto de numerosos pigmentos entre los que se encuentra, por ejemplo, la vitamina A. Aunque varían de color, muchos de ellos absorben la luz azul y azul-verdosa, de forma que reflejan (no esconden) el amarillo.

Se los conoce también como “absorbedores accesorios”. Son mucho más estables que la débil clorofila, y la protegen en parte del exceso de luz solar, colaborando a su vez con ella en la fotosíntesis.

Pero, ¿cómo aparece el amarillo?

En verano los carotenoides se encuentran ocultos por la presencia verde de la clorofila. Sin embargo, en otoño, esta se deteriora mucho más rápido que ellos, de forma que su desaparición los va descubriendo progresivamente. Llevaban meses allí, pero escondidos bajo un manto verde.

¿Y el resto de colores posibles? ¿Los marrones, los rojos, los ocres? Ahí entran en juego las antocianinas.

3.      Las antocianinas

Son una serie de pigmentos que se producen fundamentalmente, estos sí, en otoño. Para ello necesitan algo de luz y, sobre todo, precisan de los depósitos de azúcar que las hojas fabrican y que en este momento del año acumulan. No se conoce muy bien su función, y no todos los árboles las elaboran, pero se barruntan papeles tan diversos como la protección frente a la luz solar (aunque vaya disminuyendo en otoño la planta se vuelve más sensible al ir perdiendo el resto de pigmentos), ser repelentes de insectos, funcionar como antioxidantes o incluso como anticongelantes contra el frío que se va instalando.

Avenida de los álamos en otoño / Van Gogh

Su estructura absorbe (esconde) el azul y el verde, de forma que reflejan el color rojo (aunque hay variantes que extienden la paleta hacia el púrpura). Este será tanto más brillante cuanto más luminoso y seco sea el otoño, ya que ambas condiciones estimulan la producción de azúcares y antocianinas. Y de su combinación con el resto de pigmentos restantes surgen varios de los colores otoñales: su presencia con la clorofila resulta en marrón (aunque este también procede de la oxidación de los taninos, sustancias de desecho que la planta acumula), y con los carotenoides en naranja.

Sin embargo, con el tiempo y la cercanía del invierno, las reservas de azúcar disminuyen y las antocianinas dejan también de fabricarse. Se cierra definitivamente el paso de savia hacia las hojas y estas terminan por secarse y caer. De alguna forma los árboles también hibernan, concentrando sus recursos en mantener vivas las raíces que les permitirán resurgir: la vida estoica, ya se sabe.

(Y en algún momento, entre todo ese baile funcional y práctico, termina llegando Van Gogh.)

Publicado por Jesús Méndez

Escritor y periodista científico. MD, PhD

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