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martes 23, abril 2024

Árboles de hoja caduca y de hoja perenne

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La caída (o no) de las hojas.

El pasado miércoles 20 de marzo a las 4:06 h se producía el cambio de estación del invierno a la primavera. Por lo tanto, estamos en una fecha muy apropiada para tratar el tema de la caída o no de las hojas de los árboles. Como bien sabemos, la primavera es la estación en la que los árboles que habían perdido sus hojas en otoño vuelven a recuperarlas. Dichos árboles, denominados de hoja caduca, se diferencian de los de hoja perenne precisamente en esto, en que los primeros pierden completamente la hoja durante el otoño y el invierno, mientras que los segundos la conservan. Pero, ¿por qué ocurre esto?

Árbol de hoja caduca (izquierda) y de hoja perenne (derecha).
Figura 1. Árbol de hoja caduca (izquierda) y de hoja perenne (derecha).

La primavera es una estación en la que, en general, la vida que parecía un poco “apagada” durante el invierno vuelve a renacer con energías renovadas. Sin duda, es la estación favorita de la naturaleza. Florecen las plantas, reverdece la vegetación y empieza el cortejo de muchas especies animales. Este letargo y posterior renacer de la vida está muy relacionado con la cuestión de la pérdida y recuperación de las hojas en los árboles de hoja caduca. Y es que, en realidad, la perdida de las hojas forma parte del proceso de “hibernación» que los árboles de hoja caduca llevan a cabo cada invierno.

Más en concreto, la caída de hojas otoñales es una forma de autoprotección y de ahorro de energía. Echando un vistazo a los árboles de hoja caduca, nos damos cuenta que, generalmente, son originarios de regiones con climas templados, relativamente fríos en invierno, pero no en exceso (la temperatura media del mes más frío está comprendida entre -5 y +5ºC), como el tipo de clima continental húmedo de Norteamérica y Asia y Europa central y oriental. Suelen ser regiones lluviosas con veranos templados. Por lo tanto, si un árbol evoluciona en estas condiciones climáticas, está claro que, aunque puede tolerar inviernos fríos, no está adaptado a climas extremos con temperaturas muy bajas en invierno.

La autoprotección y el ahorro de energía son las razones por las que los árboles de hoja caduca pierden las hojas. Pero, ¿cómo hacen para perder las hojas justo en el momento que lo necesitan? ¿Qué mecanismo utilizan para deshacerse de las hojas?

También tenemos que tener en cuenta que, cuando cogemos una hoja, por ejemplo, de castaño, es evidente que son hojas con una gran superficie y delgadas, muy diferentes a las de las especies de hoja perenne como, por ejemplo, los pinos. Esta particular morfología de las hojas, las hace vulnerables a las bajas temperaturas. Esto ocurre porque al ser hojas delgadas y llenas de agua que transportan los nutrientes, si son sometidas a bajas temperaturas, el agua se congela, se expande debido a la congelación y las hojas se podrían romper y dejar de hacer su función. Recordemos que las hojas son vitales en las plantas ya que se encargan de realizar la fotosíntesis, respirar y producir los alimentos. Así que, básicamente, sin las hojas las plantas se mueren. Y por ello la rotura de las hojas sería fatal para los árboles. Además, como la superficie de estas hojas es grande, el viento que suele soplar con más fuerza en los meses de invierno y el peso de la nieve que se acumularía en todas esas hojas, supondrían un grave riesgo para la integridad del árbol pues se podrían producir roturas de ramas o incluso la fractura o arrancamiento del árbol.
Finalmente, hay que tener en cuenta que, al vivir estos árboles en climas con veranos templados, existen multitud de insectos que se alimentan de las hojas con lo que, generalmente, al final del verano muchas hojas están comidas, enfermas o seriamente dañadas. Por otro lado, hay que tener también en cuenta que, durante el invierno, pueden producirse heladas que dificultan a las raíces conseguir los nutrientes del suelo. Por lo tanto, sin nutrientes que circulen por el árbol, las hojas no tienen ninguna función que cumplir y simplemente están ahí consumiendo energía. Sin embargo, si el árbol las pierde y entra en estado latente, puede ahorrar energía y sobrevivir para producir nuevas hojas en la primavera.

Hojas de árbol de diferentes colores

A medida que la clorofila se recupera de la hoja, otros químicos y pigmentos en las hojas se vuelven visibles. Esta recuperación de la clorofila es la que hace que las hojas cambien de color de verde a naranja y amarillo, e incluso a rojo o púrpura.

Así pues, la autoprotección y el ahorro de energía son las razones por las que los árboles de hoja caduca pierden las hojas. Pero, ¿cómo hacen para perder las hojas justo en el momento que lo necesitan? ¿Qué mecanismo utilizan para deshacerse de las hojas? Pues esto ocurre mediante un proceso que se denomina abscisión y es un ejemplo de que, aunque pensemos que las plantas en general son unos seres vivos bastante simples, llevan a cabo elaborados y complejos procesos que nada tienen que envidiar a los que ocurren en el cuerpo humano.

Como decimos, la abscisión es un proceso complicado que consta de varias etapas (ver esquema muy sintetizado en la figura 2). Este proceso se activa cuando la duración del día se acorta y las temperaturas bajan. En estas condiciones, se producen ciertos cambios químicos en los árboles derivados de la cambiante actividad hormonal. El proceso está controlado por la hormona vegetal auxina. A medida que bajan los niveles de luz y las temperaturas, el flujo de auxina hacia las hojas se ralentiza y aumentan los niveles de otra hormona, el etileno (C2H4 según su fórmula química). Cuando esto ocurre, comienza la abscisión propiamente dicha y lo primero que hace el árbol es reabsorber valiosos nutrientes de sus hojas que se almacenan para su uso posterior en las raíces. La clorofila, clave en la fotosíntesis y que les da a las hojas su color verde, es una de las primeras moléculas que se descompone para obtener sus nutrientes. A medida que la clorofila se recupera de la hoja, otros químicos y pigmentos en las hojas se vuelven visibles. Esta recuperación de la clorofila es la que hace que las hojas cambien de color de verde a naranja y amarillo (cuando podemos ver pigmentos de caroteno), e incluso a rojo o púrpura (cuando podemos ver pigmentos de antocianina). A la vez, los vasos que llevan el agua a la hoja y los azúcares al resto de la planta se cierran y una capa de células, conocida como capa de abscisión, comienza a crecer entre el tallo de la hoja y la ramita que la sostiene. En estos momentos, la concentración de auxina en la región de abscisión disminuye con el aumento simultáneo de la producción de etileno. Esto también aumenta la sensibilidad de las células de la zona al etileno, que ahora sintetiza enzimas que degradan la pared celular, como celulasas y pectinasas, y que promueven la senescencia o desmantelamiento celular. La actividad de estas enzimas da como resultado el aflojamiento de la pared celular y la separación de las células, lo que finalmente conduce a la abscisión de las hojas. A medida que caen las hojas, los árboles entran en letargo, ahorrando su energía para el gran brote de primavera. Al final del proceso de abscisión, cuando las hojas se han desprendido, una capa protectora de células crece sobre el área expuesta.

Sinopsis del proceso de abscisión.

Figura 2. Sinopsis del proceso de abscisión.

Los árboles de hoja perenne están mucho mejor adaptados a las bajas temperaturas. En general, generan ceras y resinas espesas para protegerse de la congelación y la fractura.

Esto es lo que ocurre con los árboles de hoja caduca, pero ¿qué pasa con los de hoja perenne? ¿Por qué no se les caen las hojas? Los árboles de hoja perenne están mucho mejor adaptados a las bajas temperaturas. En general, generan ceras y resinas espesas para protegerse de la congelación y la fractura. En lugar de que las hojas se caigan, estas plantas desarrollaron un tipo de líquido anticongelante en su interior que resiste la congelación. Además, la forma alta, delgada y puntiaguda de la mayoría de estos árboles implica que son capaces de aguantar vientos fuertes y fuertes lluvias o nieve al dejar que la humedad o la nieve se deslice directamente.

En definitiva, tanto los árboles de hoja caduca como los de hoja perenne han evolucionado cada uno adaptándose a las condiciones climáticas en su alrededor. Ambas adaptaciones demuestran ser muy válidas para soportar climas adversos. Esto revela que los árboles y, en general, las plantas son seres vivos mucho más complejos de lo que nos imaginamos y con una capacidad de adaptación al medio envidiable.

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