El cambio climático puede cambiar el color del otoño

En la economía de Nueva Inglaterra, en el noreste de EE.UU., está emergiendo una industria peculiar: el turismo de otoño. En estados como Massachusetts, Vermont y New Hampshire, el ‘leaf peeping’ o ‘observación de hojas’, se ha vuelto muy popular. Según el científico forestal de la Universidad de Vermont, William Keeton, los leaf peepers gastan aproximadamente 800 millones de dólares al año solo en Vermont.

El ‘leaf peeping’ atrae a millones de visitantes cada año. Estos planifican sus viajes para coincidir con el pico de coloración de las hojas, cuando los paisajes se transforman en una vibrante mezcla de rojos, amarillos, naranjas y púrpuras. Además de ofrecer una experiencia visual espectacular, esta actividad impulsa la economía local y promueve la conservación de los bosques, fomentando un mayor aprecio y respeto por el entorno natural.

¿Qué tiene el otoño en Nueva Inglaterra?

La respuesta es una espectacular gradación de tonos que, como describía el poeta neoyorquino Walt Whitman, comprende “rojo, amarillo, pardo, púrpura, y verdes claro y oscuro”. Cualquiera que lo haya comprobado por sí mismo puede certificar que Whitman no pecaba de exceso de imaginación, a pesar de que en Europa estemos acostumbrados a otoños en los que podríamos adjetivar los colores con muchos matices, pero siempre del amarillo. El fenómeno de que en los otoños de América y Extremo Oriente predominen los rojos, frente a los amarillos europeos, es conocido desde antiguo: en Europa solo hay 24 especies que viran al rojo, contra 89 en Norteamérica y más de 150 en Oriente. Sin embargo, no tan inmediato es comprender el porqué y, mucho menos, el para qué.

¿De qué depende el color de los árboles?

En primavera los árboles y arbustos caducifolios empiezan a producir hojas, los generadores de energía de los vegetales. La planta aprovecha el sol y los nutrientes de la estación favorable para invertir un gran esfuerzo en fabricar hojas y atiborrarlas de clorofila, el pigmento verde capaz de convertir la luz solar y el dióxido de carbono en energía y compuestos orgánicos. Junto a la clorofila se encuentran otros pigmentos amarillos y anaranjados llamados carotenoides, como los que dan color a las zanahorias, pero sus tonos quedan enmascarados por el verde.

Al llegar el otoño, la planta debe recoger velas y prepararse para aguantar los rigores del invierno en un estado de mínima actividad. Las hojas ya no son necesarias, así que la planta deja de producir clorofila y recicla hacia su cuerpo leñoso todos los valiosos nutrientes de sus paneles solares. La hoja muere; pero antes, la ausencia de clorofila deja al descubierto los colores amarillos de los carotenoides. Cuando la hoja se seca y cae del árbol, ya no es más que una cáscara vacía sin nada aprovechable.

Sin embargo, en los árboles americanos y asiáticos sucede algo insólito. Al llegar el otoño, los árboles comienzan a fabricar otro pigmento llamado antocianina, de color rojo; en Nueva Inglaterra hasta un 70% de las especies pueden producir antocianina, frente a un 10% en otras regiones. Esto explica el porqué de la diferencia de colores. Otra cosa es entender con qué fin la planta invierte tanto empeño en producir un nuevo pigmento cuando la hoja está a punto de desecharse.

El color del otoño en Europa

La pregunta que surge es qué sentido biológico tiene la producción de antocianina y por qué los árboles europeos prescinden de ella. Respecto a lo primero, una hipótesis sugiere que el color rojo disuade a los insectos. Los áfidos, o pulgones, evitan poner sus huevos en las hojas con antocianina, que las plantas fabrican como señal de “peligro, productos químicos defensivos”. Así, el beneficio es mutuo: los pulgones saben cómo eludir las plantas que podrían matarlos, y estas consiguen evitar la infestación. Los defensores de esta hipótesis, publicada por primera vez en 2001, la proponen como un ejemplo de coevolución entre un parásito y su hospedador.

Aunque existen otras teorías sobre la función de la antocianina, es esta explicación la que tomaron como premisa los investigadores Simcha Lev-Yadun, de la Universidad de Haifa-Oranim (Israel), y Jarmo Holopainen, entonces en la Universidad de Kuopio (Finlandia) y hoy en la Universidad de Finlandia Oriental. Desde este país escandinavo, el científico israelí explica que en 2008 llegó a Finlandia para tratar de entender el enigma de los colores del otoño en Europa y América. “Alquilé un coche y salí a los bosques para observar por mí mismo qué sucedía”, recuerda Lev-Yadun.

“La naturaleza te enseña cosas que los libros no pueden”

“Al segundo día, me hallaba en el centro del cinturón que estaba en pleno apogeo de la coloración amarillo-dorado. Conduje unos 600 kilómetros desde Kuopio y vi millones de árboles amarillos, pero también millones de arbustos rojos creciendo bajo los árboles”, relata Lev-Yadun. “En una de mis paradas, mientras tomaba fotografías y notas de campo, comprendí el principio”.

Según Lev-Yadun y su colega Holopainen, que conoce todos los secretos de la ecología local, los árboles y sus insectos atacantes están expuestos a temperaturas extremas en invierno, mientras que los arbustos quedan cubiertos de nieve; “tienen un iglú natural”, señala Lev-Yadun. Así, los árboles no precisan el color rojo porque sus parásitos mueren durante la estación fría, mientras que los arbustos escandinavos necesitan mantener esta protección. Esto fue “el primer paso en la resolución del enigma”, apunta el investigador.

Siendo así, ¿por qué los árboles americanos y asiáticos se han visto obligados a conservar sus señales de advertencia, mientras que los europeos han podido prescindir de ellas? Para resolver el misterio, los científicos ampliaron su foco de estudio a las condiciones geográficas y climáticas en la historia reciente del planeta, y advirtieron una curiosa circunstancia: en Europa las principales cadenas montañosas discurren de este a oeste, mientras que en América y Asia lo hacen de norte a sur. Los humanos vivimos en la Glaciación Cuaternaria, una Edad del Hielo marcada por períodos glaciales, de frío más intenso, y otros interglaciales, como el actual, con temperaturas más moderadas.

“De otros estudios sobre los cambios climáticos globales, especialmente en el Pleistoceno, sabíamos que las extinciones [debidas al frío] han sido mucho más fuertes en Europa a causa de la dirección de las montañas”, explica Lev-Yadun. Es decir, que en América las especies, incluyendo los parásitos de las plantas, pudieron emigrar al sur en periodos de frío extremo, mientras que en Europa las cordilleras se lo impedían y morían atrapadas por los hielos. Libres de la infestación, los árboles europeos pudieron prescindir del caro peaje de producir antocianina.

“Las diferencias en la riqueza biológica, las extinciones desiguales, la fisiología de los insectos y los distintos mecanismos de defensa de las hojas rojas y amarillas, todo ello combinado respalda la hipótesis”, afirma Lev-Yadun. El trabajo de ambos investigadores, publicado en la revista New Phytologist, “atrajo mucho interés de la comunidad científica y de los medios, hasta tal punto que algunos lo vieron como la solución a muchas incógnitas y dejaron de estudiar la coloración del otoño”. “Pero aún tenemos muchas preguntas que tardaremos años en responder”, concluye el científico.

En la Universidad de Múnich y el politécnico ETH de Zúrich, Susanne Renner y Constantin Zohner se hicieron una de estas preguntas: si la coevolución con los parásitos es la explicación, ¿por qué ciertos experimentos muestran que las mismas plantas producen más antocianina con más luz y más frío? Según Renner y Zohner, en otoño el este de Norteamérica y Asia reciben más luz solar a igual latitud que Europa, y además en Nueva Inglaterra el clima es más propenso a heladas súbitas. Sus experimentos sugieren que la antocianina actúa como un protector solar, escudando las hojas de este exceso de luz que perjudica la reabsorción de nutrientes, favoreciendo así que el proceso se complete antes de una helada repentina. Curiosamente, las especies que viven en simbiosis con bacterias que fijan nitrógeno no producen antocianina, presumiblemente porque sus simbiontes cubren una función que evita depender de la protección solar que ofrece el pigmento.

Los efectos del cambio climático en los colores del otoño

Pero con una explicación u otra, sobre este fenómeno de los colores otoñales pende hoy una gran amenaza: el cambio climático. La propia Renner contaba cómo viajó a Vermont siguiendo los pronósticos sobre cuándo el colorido estaría en plena explosión, y quedó frustrada por lo que todavía era un manto verde. Lo cierto es que los otoños más cálidos están retrasando la aparición de los tonos de la temporada de un modo que cualquiera puede apreciar, y que los datos científicos avalan: desde el siglo XIX la llegada del rojo a las hojas de los arces en Norteamérica se ha retrasado más de un mes. Pero la situación a largo plazo puede ser más compleja, y su impacto mucho mayor que el de un simple cambio de fechas.

Según ciertos modelos, hacia finales de este siglo los colores otoñales podrían retrasarse entre una y tres semanas. Si el verano se alarga, el otoño se acorta y el invierno entra sin dejar tiempo suficiente al proceso de reabsorción, los árboles perderán fortaleza para revivir a la primavera siguiente. Y si los árboles crecen peor, disminuirá su capacidad para captar carbono, empeorando el problema del cambio climático en un ciclo que se retroalimenta de forma destructiva.

Pero según Renner, lo que en realidad está ocurriendo es algo más complicado, si bien no menos pernicioso. La producción de antocianina está disminuyendo debido a los otoños más calurosos, resultando en colores más apagados. Sin embargo, un estudio de Renner, Zohner y sus colaboradores indica que hay un efecto contrario al retraso de los colores otoñales: la productividad de las hojas tiene un límite; y al incrementarse esta productividad por el aumento de las temperaturas, las hojas se agotarán y caerán antes, compensando el retraso. Según Renner, “el resultado final es que las hojas comenzarán a morir después de pasar aproximadamente el mismo tiempo en el árbol que en años y décadas pasadas”.

Así, desde mediados hasta finales de este siglo, el otoño en las hojas de hecho podría llegar a adelantarse hasta casi una semana. Lo cual, escribían los investigadores, “revela importantes limitaciones en la duración de las futuras estaciones de crecimiento y en la captura de carbono de los árboles”. Mirado de un modo u otro, los colores del otoño serán un síntoma de la salud del clima del planeta, y no pintan bien.