Cada año, con la llegada del otoño, las hojas de los árboles toman hermosos colores, desde amarillos a rojos intensos. ¿Por qué la naturaleza se da la molestia de producir estos colores? Es evidente que la pregunta no es algo que inquiete a los poetas ni a los pintores que encuentran en ello su inspiración. Pero sí interesa a los biólogos, que buscan el por qué de las cosas, sabiendo que nada sucede en la naturaleza sin una razón. Los hermosos colores de los pétalos de las flores atraen a los insectos polinizadores. Los lujuriosos colores que alcanzan las frutas son signos de su madurez y con ello invitan a los animales para que ingiriéndolas dispersen sus semillas. ¿Qué razón hay para que las hojas se pongan rojas cuando ya las flores y los frutos han pasado?

Para algunos la respuesta parece obvia y piensan que los colores del otoño son sólo la consecuencia de que el ciclo se ha completado y que al final las hojas rompen sus cloroplastos que ya no les son útiles. Esto podría ser cierto para las hojas que no se colorean, secándose con un color amarillo o verde, pero no para aquellas que se tiñen intensamente de colores rojos llamativos antes de morir.

Lo curioso es que con estos pigmentos se colorean tanto las hojas jóvenes, como las viejas, y en ellas hay un complejo proceso de producción que tiene un alto costo que no puede ser simplemente un lujo que se da la planta. Buscando explicaciones, algunos piensan que en los climas fríos, los pigmentos rojos mantienen a las hojas calientes, que protegerían a las plantas de la sequía o que alejarían a los insectos. Otros piensan que los pigmentos rojos bloquearían los peligrosos rayos ultravioletas del sol.

Pero ahora que se conoce más la naturaleza de estos pigmentos, parecería que la verdadera razón es que ellos serían una respuesta general a diversos factores de estrés a que estarían sometidas las plantas. Escasez de agua, luz solar muy intensa, carencia de nutrientes, ataques de herbívoros y patógenos, producen estrés en las plantas y estas responden en diversas formas. Como en el reino animal, las situaciones de estrés llevan a la producción de peligrosos radicales libres que pueden atacar las membranas y dañar el DNA.


El rojo es señal de alarma

Casi todos los colores rojos de las hojas son el resultado de la producción de pequeños grupos de moléculas de flavonoides, llamadas antocianinas, que son producidas en el citoplasma celular y luego transportadas a las vacuolas (figura 1). El pigmento rojo se genera a partir de estas materias primas, a las que se adicionan algunos azúcares y experimentan otras transformaciones químicas. El proceso es complicado y requiere de una apreciable cantidad de energía. Generalmente ello se produce sólo en las hojas en los tejidos fotosintéticos del mesófilo (figura 1).

Los "flavonoides", entre las que se incluyen las antocianinas, son poderosos antioxidantes. Ellos captan los radicales libres y las formas reactivas del oxígeno. Los radicales libres son tan perjudiciales para las plantas, como lo son para los humanos (Los radicales libres: Los manipuladores de la química). El hecho es que cuando la planta está sometida a situaciones de estrés, responde produciendo antocianinas y este mecanismo es especialmente sensible cuando el estrés es extremo, como cuando bajan las temperaturas o vienen períodos de sequías, como sucede al comenzar el otoño.

Michele Holbrook y Taylor Feild de la Universidad de Harvard, examinaron 98 especies de plantas diferentes de los bosques de Massachusetts, que se caracterizaban porque durante el otoño sus hojas se ponían rojas. Encontraron que el 70% de estas especies producían antocianinas durante su senectud. Es decir, las hojas en forma activa, producían más pigmentos rojos, incluso cuando comienzan a morir. (Plant Physiology, vol. 127, pág. 566).

¿Por qué proteger hojas que se van a morir? Los mismos investigadores piensan que es importante que durante este período los pigmentos protejan a los cloroplastos del exceso de luz, para que el árbol antes de morir recupere todos los nutrientes que pueda de las hojas. Estos le van a permitir producir nuevas hojas en la próxima primavera. En otoño, cuando las hojas comienzan a desprenderse de los cloroplastos es cuando son más susceptibles al daño de la luz. Las moléculas de clorofila liberadas durante este proceso, son altamente peligrosas: si las impacta la luz, pueden generar una gran cantidad de radicales libres muy peligrosos. "Si se dañan las células de las hojas durante la senectud, se reducen las posibilidades de éxito en el próximo ciclo", dice David Lee, un botánico de la Florida International University en Miami, que ha estado estudiando desde 1970 las hojas rojas de los árboles.

Pero no sólo una prerrogativa del otoño que las hojas se ponen de colores, sino también numerosos árboles de bosques tropicales normalmente tienen hojas rojas. También en ellos existe el mismo mecanismo de producción del pigmento en el que las antocianinas son la materia prima. Kevin Gould, un fisiólogo de plantas de la Universidad de Auckland en Nueva Zelandia, describe diferentes experimentos que confirman igual mecanismo protector de las antocianinas contra los radicales libres y las formas reactivas de oxígeno.

El mismo estrés que generan los radicales libres, también gatillan la producción de antocianinas. "Cuando un insecto daña una hoja del árbol "horopito" de Nueva Zelandia, se forma una marca roja alrededor de la herida" dice Gould. "Del mismo modo, durante las sequías las hojas verdes del árbol "parataniwha" se vuelven rojas". Así parece que los trabajos de Gould y Lee ya nos han dado la respuesta a nuestra pregunta de por qué las hojas se ponen rojas en algunos árboles.



Bibliografía


1.- Pain Stephanie. "Red Alert": Scientific American, Sept 28, pág. 40, 2002.

2.- "Antricyanins in Leaves". Gould, K.S. y Lee D.W., Editores. Advances in Botanical Research, vol 37, Octubre 2002.