Interruptores climáticos de la caída de las hojas

La presencia de los árboles caducifolios se ve comprometida en invierno; cuando las ramas están desprovistas de su abrigo de hojas. Estos órganos vegetales, como sabemos, tienen la función de captar la luz solar para poder sintetizar moléculas orgánicas a través de la fotosíntesis. Si tan necesarias son, ¿por qué deshacerse de ellas? En este artículo os contaremos en qué consiste este proceso y cómo se ve alterado por el cambio climático.

Aunque parezca una contradicción, la muerte es necesaria para que la vida continúe y por eso los seres vivos la tienen, incluso, programada en sus genes. Senescencia es el término que se utiliza en biología para referirse a todos aquellos procesos metabólicos que implican muerte a nivel celular programada genéticamente. Ocurre en tres sencillos pasos: primero se detecta el estímulo que activará los genes implicados en la senescencia de un determinado órgano; a continuación, se degradan los elementos celulares y moléculas, y son transportados a otras partes de la planta; finalmente, se degradan las clorofilas y empezamos a ver esos naranjas y amarillos tan característicos, hasta la caída de la hoja.

¿Cómo ocurre?

Las protagonistas son dos hormonas vegetales: la auxina y el etileno. En el peciolo existe una región llamada zona de abscisión donde las células se encuentran organizadas en capas más finas de lo habitual y no están reforzadas por lignina, un polímero vegetal conocido por aportar rigidez. La auxina protege esta región de la acción del etileno, que es la hormona que activará una serie de reacciones que harán que las células se separen. Cuando la planta está lista para dejar caer sus hojas la cantidad de auxina disminuye, dejando actuar al etileno. Es necesaria también la acción de movimientos celulares para que la hoja se desprenda.

La auxina y el etileno son las hormonas vegetales que controlan la caída de las hojas.

¿Por qué?

Las hojas son órganos efímeros y, normalmente, se desprende en algún momento a lo largo del ciclo de vida de la planta. Algunas especies se caracterizan por perder simultáneamente todas sus hojas, son caducifolias. En los bosques templados, es un mecanismo de adaptación al invierno, época en la que las temperaturas bajan y parte del agua que hay en el suelo se encuentra congelada. Como las hojas podrían también congelarse y sus tejidos quedar dañados, los árboles caducifolios se han adaptado y se desprenden de ellas cuando las temperaturas bajan y los días se acortan. Además, son capaces de aprovechar las moléculas orgánicas y trasladarlas a otros órganos del árbol donde se podrán utilizar para garantizar su supervivencia en esta época del año. A pesar de ello, hay que tener en cuenta que la pérdida simultánea de las hojas es más bien una adaptación al estrés. Hay también caducifolios estivales y muchas plantas se desprenden de parte de sus hojas antes situaciones de estrés hídrico o térmico.

Algunos caducifolios del Jardí Botànic

En el Jardí Botànic de la Universitat de València podemos encontrar especies caducifolias con tan solo mirar hacia arriba, donde nuestros árboles monumentales son los protagonistas. Destacamos el almez (Celtis australis), un árbol mediterráneo que puede alcanzar los 30 metros de altura. Su madera se utiliza en la elaboración de utensilios agrícolas por su gran flexibilidad.

Almez en la entrada del Jardí Botànic. Foto: Coke Güemes.

Otro árbol interesante es el plátano de sombra (Platanus orientalis), muy utilizado como ornamental en ciudades. Proviene de la cuenca mediterránea oriental y puede llegar hasta los 35 metros de altura.

Entre ellos también encontramos al famoso Gingko o árbol de los cuarenta escudos (Gingko biloba). Su hoja con forma de abanico lo convierte en un excelente árbol ornamental. Es originario del este de China y Japón y puede medir hasta 40 metros de altura.

Ejemplar de gingko del Botànic. Foto: Elisa Caballer.

¿Cómo afecta el cambio climático a este proceso?

Durante los últimos años, los científicos han observado que la época de crecimiento de los árboles de los bosques templados se ha ido extendiendo con el aumento de las temperaturas: como los inviernos son más cálidos las plantas tardan en detectar el riesgo de congelarse y las hojas se caen más tarde. Durante la época de crecimiento, los árboles necesitan CO2 para poder sintetizar glucosa, por lo que un alargamiento de este periodo podría suponer que fuera mayor la cantidad de CO2 captado y que los árboles fueran más productivos y que aumentara el CO2 extraído de la atmósfera.

Las investigaciones científicas están mostrando cambios en los bosques templados.do cambios

No obstante, existen evidencias de que esta suposición podría no ser del todo cierta. En un estudio de 2018 publicado en Nature Climate Change en el cual colaboró el Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF), adscrito a la Universidad Autónoma de Barcelona se investigó la influencia de los cambios de temperatura entre el día y la noche, en primavera, sobre la caída otoñal de las hojas en bosques templados del hemisferio norte. Los resultados permitieron predecir que a finales de siglo este fenómeno podría ocurrir de forma general cada vez más pronto y, en consecuencia, generar una reducción en la captación potencial de CO2 supuesta y contribuyendo al aumento del cambio climático.

Pero recientemente, se ha publicado otro artículo en la revista Science que arroja aún más luz sobre el asunto. Este estudio demuestra que la caída de las hojas en los bosques templados europeos ocurrirá cada vez más pronto y asocia a ese aumento de productividad comentado anteriormente: cuanto más productiva sea una planta más carbono podrá guardar en forma de moléculas orgánicas (celulosa, principalmente) en sus tejidos. Si eso ocurre, llegará un momento en que estas plantas no podrán almacenar más carbono, porque los tejidos estarán saturados y serán incapaces de incorporar más moléculas ricas en carbono. En este momento, las hojas dejarán de ser un recurso imprescindible para la absorción de carbono atmosférico y se convertirán en un coste energético inaceptable para la planta. Ésta reaccionará desencadenando el proceso de senescencia de las hojas, que provocará su caída temprana, limitando la capacidad de fijación de CO2 aun cuando las temperaturas sean suaves al final del otoño y durante el invierno.

Alteraciones en el proceso de senescencia de las hojas a causa del calentamiento global.

En el estudio se habla también de que la caída de las hojas de los árboles en los bosques templados, podría adelantarse de tres a seis días a finales del siglo XXI, lo que podría limitar la capacidad de los árboles caducifolios de mitigar los efectos del cambio climático.

Las consecuencias de esta crisis ambiental están más cerca de lo que creemos y las plantas son buenas aliadas, hemos de pasar a la acción para poder así mejorar la calidad de vida de todos los seres vivos del planeta.

Bibliografia

Azcón-Bieto, J. & Talón Cubillo, M. (2008) Fundamentos de Fisiología Vegetal 2ª ed. Publicacions i Edicions Universitat de Barcelona & McGraw-Hill Interamericana.

Costa, M. & Plumed, J. (2016) Monografías botánicas. Jardín Botánico de la Universidad de Valencia, 3: La arboleda monumental. Universitat de València E.G.

Rollinson, Ch.R. (2020) Surplus and stress control autumn timing. Science 370 : 1030-1031. DOI: 10.1126/science.abf4481

Wu, Ch. et al. (2018) Contrasting responses of autumn-leaf senescence to daytime and night-time warming. Nature Climate Change 8: 1092-1096.

Zani, D. et al. (2020) Increased growing-season productivity drives earlier autumn leaf senescence in temperate trees. Science 370: 1066-1071. DOI: 10.1126/science.abd8911

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Estudiante de Biologia en la Universitat de València. Colabora en el Departamento de Cultura y comunicación del Jardí Botànic
Me gusta escuchar música, ver series y hacer senderismo. Soy monitora voluntaria en un grupo Scout y colaboro con la web BPoD.cat

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