martes, 27 de agosto de 2013

El color del otoño

Al verano en el hemisferio norte le queda menos de un mes y, como todos los años, se repetirá el misterio de un Sol cuya superficie sigue a más de 5000 ºC mientras aquí, en la mitad norte de la Tierra, cada vez hace más frío. 



Al contrario de lo que mucha gente todavía piensa, la llegada del otoño no es debida al alejamiento de la Tierra del Sol, sino a que la inclinación del eje de rotación de la tierra respecto al plano de su órbita hace los días más cortos. Esto se traduce en una menor temperatura ambiental y en una mayor inestabilidad atmosférica.


Dice Juan José Millas que una de las cosas más bellas es observar los cambios que se producen a lo largo de las estaciones del año. Y, sin duda, una de las épocas más excitantes para nuestros sentidos es la llegada del otoño, especialmente en las zonas boscosas con árboles caducifolios. Pero, ¿a qué se deben estos cambios de color?


Durante el verano, los árboles producen grandes cantidades de una molécula que se conoce como clorofila y que es la encargada de absorber la energía luminosa para realizar la fotosíntesis, esto es, la producción de nutrientes a partir de dióxido de carbono y agua. Como la clorofila absorbe longitudes de onda correspondientes al rojo y al azul, las hojas de las plantas es predominantemente verde.
Clorofila a 

Hojas verdes















La biosíntesis de la clorofila se realiza a partir de otra molécula que se conoce como protoclorofila e involucra una enzima que se conoce como protoclorofila reductasa, cuya acción depende de la luz.

Protoclorofilida, precursor de la clorofila a
Con la llegada del otoño y la consecuente reducción a la exposición solar de las plantas, la síntesis de clorofila se ve ralentizada y su concentración en las hojas decae. Esto permite que aparezcan visibles otros pigmentos de vivos colores que durante el otoño estaban ocultos por la clorofila. Algunos de ellos son los carotenoides, las xantófilas y las antocianinas.

CAROTENOIDES

Los carotenoides son compuestos hidrocarbonados - que sólo contienen átomos de carbono y de hidrógeno - con enlaces dobles. Absorben luz correspondiente al color azul para su uso en la fotosíntesis y protegen a la clorofila de la autoxidación. Ejemplos de este tipo de pigmentos son el beta-caroteno y el licopeno.

beta-caroteno

XANTÓFILAS

Las xantófilas son los pigmentos responsables de los tonos amarillentos y su estructura química es muy parecida a la de los carotenoides con la particularidad de contener uno o varios átomos de oxígeno que desempeñan la función alcohol o epoxi. La luteína, la zeoxantina o la neoxantina son compuestos xantófilos.

Luteína
Neoxantina

ANTOCIANINAS

Son los pigmentos responsables de las tonalidades rojas, azules y violetas, y derivan de la estructura química:


En función de la naturaleza de los sustiuyentes R1, R2, R3, R4, R5, R6 y R7  reciben distintos nombres.

Capensinidina, una antocianina

Parece que su función es la de proteger la hoja de los rayos UV, así como la de atraer los insectos polinizadores

La ventaja que aportan estos pigmentos es que, al reducirse la concentración de clorofila durante el otoño, permiten a las plantas continuar el proceso fotosintético, ya que son más estables que la clorofila. Cuando la temperatura se reduce demasiado, la captación de los nutrientes obtenidos por fotosíntesis se hace muy dificultosa para el árbol, por lo que éste "corta" la hoja para evitar que se congelen, entrando así en un periodo de reposo hasta la llegada de la primavera.

La estrategia que toman las coníferas ante la llegada del frío también es curiosa. Para empezar, en lugar de hojas han desarrollado acículas, con poca superficie de manera que evitan las sombras para aprovechar la poca luz que pueden captar en invierno. Para evitar la congelación, la resina sirve como anticongelante, gracias a una propiedad físico-química que se conoce como descenso crioscópico y que ya vimos en molesybits.


Esta entrada participa en el XXVII Carnaval de Química que organiza Bernardo Herradón en su blog Educación Química 


Esta entrada participa en el XXIV Carnaval de Biología acogido en Pero eso es otra historia... de @Ununcuadio


5 comentarios:

Jorge Alemany dijo...

Las acículas del pino también son una estrategia para perder menos agua en condiciones extremas de calor, como los cactus o en caso menos exagerado el lentisco que ha modificado la hoja original por lo que parece un grupo de hojas (el tejido intersticial nos avisa de que es una sola hoja).

En cualquier caso ya sabes, cuanto más frío más corta es la aguja. Esto es una verdad universal aplicable en muchos otros campos.

Jorge Alemany dijo...

Las acículas del pino también son una estrategia para perder menos agua en condiciones extremas de calor, como los cactus o en caso menos exagerado el lentisco que ha modificado la hoja original por lo que parece un grupo de hojas (el tejido intersticial nos avisa de que es una sola hoja).

En cualquier caso ya sabes, cuanto más frío más corta es la aguja. Esto es una verdad universal aplicable en muchos otros campos.

Luis Reig dijo...

Jajajajaja, ¡cierto! ;)

Ununcuadio Uuq dijo...

¡Caray! Parece que me lees la mente... justo hoy me he planteado por qué las hojas cambian de color... He dado por supuesto que "morían", pero esto ¡es mucho más interesante y químico! Gracias!

Kurt Friedrich Gödel dijo...

Una excelente forma de referirse a la Naturaleza: partiendo del Cosmos hasta lo más mundano y expresivo de la vida terrestre.

Sucinto y feliz texto. Excelente. Saludos. \o

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