En las próximas semanas tendrá lugar delante de nuestros ojos una de las transformaciones químicas más alucinantes de la naturaleza. La llamamos otoño, y es la reacción del metabolismo de las plantas a la reducción de horas de luz y una manera de prepararse para los largos meses de invierno. Lo que sucede básicamente es que la producción de clorofila, lo que le da ese característico color verde a la vegetación en sus momentos de mayor actividad, se ralentiza a medida que el sol calienta menos horas y con menor intensidad. Y ese pequeño cambio transforma el paisaje.
Lo que hace el árbol es empezar a producir menos clorofila y, al mismo tiempo, intentar recuperar algunos de los nutrientes que se acumulan en las hojas (como fósforo y nitrógeno) para llevarlos hacia el tronco y las ramas y no perderlos durante el invierno. Así que pone en marcha un proceso de descomposición de la clorofila que provoca que los otros compuestos que formaban parte de la hoja, como los carotenos y flavonoides, empiecen a hacerse visibles y a dotarla de su característico color amarillo o anaranjado (estos compuestos son los responsables del color de la zanahoria, de los tomates o de las yemas de los huevos, por ejemplo). A diferencia de la clorofila, estos compuestos no requieren de la luz del sol para producirse, de modo que empiezan a hacerse visibles en todas las hojas y le dan a la planta el tono característico del otoño.
Dentro de los flavonoides hay otro grupo de moléculas en juego, las llamadas antocianinas, responsables del color rojo que también caracteriza a los árboles en esta época del año. Estas, en cambio, no están presentes en la hoja, sino en la savia de la planta y se sintetizan a partir de la acumulación de azúcares en las hojas en presencia de luz. No se conoce bien su función, pero los biólogos creen que puede ser un mecanismo de defensa de las plantas para protegerse de los daños que puede causar la radiación ultravioleta del sol en ese proceso de desmantelamiento (se producen radicales libres). De esta forma, la acumulación de antocianinas le da un color rojizo extra a las hojas al tiempo que prolonga el tiempo que siguen en el árbol sin caer al suelo
Un aspecto curioso de estas moléculas es que son muy sensibles a los cambios de pH de la savia y cambian de color según este varíe. Así, por ejemplo, si el medio es más ácido las hojas se ponen más rojas y si es más alcalino adquieren un color más púrpura. Estas moléculas también se encuentran en los frutos y flores, y son las que dan a la lombarda esa capacidad para cambiar de color cuando hacemos experimentos con el pH como el que hicimos en Órbita Laika.
También explican aquel experimento que ya vimos por aquí con las campanillas que cambiaban de color cuando aumentaba la acidez de su ambiente.
Pero el asunto más fascinante, sin duda, sobre el cambio de color de las hojas es el que tiene que ver con los tonos que adquiere el otoño en distintos continentes. En concreto, los científicos llevan años intrigados por el hecho de que en Europa los bosques adquieren tonos predominantemente amarillos en otoño mientras que en América y Asia predominan los rojos. ¿Qué misterioso mecanismo está detrás de esta diferencia? Para resolver el acertijo, hace solo unos años un par de botánicos, el israelí Simcha Lev-Yadun y el finlandés Jarmo Holopainen, propusieron una interesantísima hipótesis que explicaría lo que sucede a partir de los sutiles equilibrios de la evolución.
Además de proteger a la planta de la radiación, los investigadores sostienen que las antocianinas juegan un importante papel de advertencia contra los insectos que se alimentan de la planta. El intenso color rojo puede indicar a algunos de estos insectos, como los áfidos, que la hoja contiene mayores concentraciones de sustancias tóxicas y pocos nutrientes. De hecho, revisando el comportamiento de 262 especies de árboles, los autores descubrieron que tenían una larga relación evolutiva con los áfidos, lo que se conoce como una carrera armamentística, en la que el árbol iba desarrollando nuevas técnicas - como el sabio de color - para defenderse de los ataques. ¿Y por que no sucede esto en Europa?
Para explicarlo Lev-Yadun y Holopainen se remontan ha ce 35 millones de años, el periodo en el que se produjeron en el planeta una sucesión de olas glaciales que obligaron a muchas especies a huir hacia el sur. También a los árboles. Pero en Europa, a diferencia de América y Asia, las cordilleras corren de este a oeste y no de norte a sur, de modo que muchas especies de arboles encontraban una barrera física al huir del hielo y se extinguieron. Y con ellas, los bichitos que llevaban millones de años en una carrera armamentística que provocaba el cambio de color. De este modo, concluyen, los árboles que repoblaron Europa tras las glaciaciones se encontraron con menos 'enemigos' y pusieron menos esfuerzo en generar antocianinas contra los insectos. Y por eso hoy día las hojas de los bosques europeos son amarillas y en el resto del mundo siguen siendo rojas.
¿No es maravilloso todo lo que se puede aprender a partir de algo tan aparentemente simple como el color de las hojas?
Más info: Why red-dominated autumn leaves in America and yellow-dominated autumn leaves in Northern Europe? (New Phytologist) | The Chemicals Behind the Colours of Autumn Leaves (Compound Interest) | The Chemistry of Fall's Foliage (Acs Underground)
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