Los árboles en otoño: por qué caen las hojas y qué les ocurre a los bosques mediterráneos

Cuando llega el otoño, los árboles caducifolios comienzan a transformarse: sus hojas cambian de color y caen. El paisaje verde se tiñe poco a poco de tonalidades amarillas, naranjas y marrones y las hojas van cayendo, formando alfombras de hojarasca en los suelos de los bosques.

Este proceso natural indica que el paisaje entra en una nueva fase, marcada por temperaturas más bajas y días más cortos. Pero, ¿qué ocurre realmente dentro de los árboles? ¿Y por qué sólo los árboles caducifolios realizan estos cambios?

Los árboles caducifolios son los que pierden sus hojas durante una época del año. Como todas las plantas, dependen de la luz para realizar la fotosíntesis, un proceso que sirve para generar energía y crecer. ¿Y por qué caen cuando llega el otoño?

En esta época del año, las temperaturas comienzan a bajar, las noches son frías y el día tiene menos horas de luz –de forma más técnica diríamos que el fotoperiodo es más corto. Las especies de árboles caducifolios detectan que los días se acortan y es cuando activan un mecanismo de protección y ahorro de energía para sobrevivir durante esta época: dejar caer las hojas.

Pero la caída de las hojas de los árboles no se hace de un día para otro: todo es un proceso de preparación que dura semanas y empieza por el cambio de color de las hojas . El primer paso que dan los árboles de hoja caduca es aprovechar al máximo los nutrientes que tienen en las hojas, por ejemplo el nitrógeno, el fósforo y el potasio. Para ello, con la ayuda de las hormonas vegetales –sí, ¡las plantas también tienen hormonas!–, lo redistribuyen hacia otras partes del árbol como las ramas y el tronco poder reutilizarlos durante la primavera siguiente.

Una vez que los nutrientes están asegurados en otra parte del árbol, inician una fase de ahorro energético. Los árboles caducifolios dejan de hacer la fotosíntesis de forma progresiva: dejan de fabricar la clorofila y eliminan la que ya estaba en las hojas.

La clorofila es el pigmento natural que da el color verde de las plantas y que, a su vez, es la molécula más importante para realizar la fotosíntesis. Así, mientras la clorofila desaparece, desenmascara otros pigmentos que existen , como los carotenos –responsables del color naranja– y las antocianinas –que dan el color rojo.
 

El cambio de color de las hojas es gradual hasta que el árbol está listo para dejarlas caer. En la última etapa de cambio de color, las hojas pierden ya todos los pigmentos activos y quedan los taninos, que son el resultado de la degradación de las células y quien da el color marrón. Para que la hoja caiga, intervienen tres hormonas vegetales que trabajan juntas: la auxina, el etileno y el ácido abscísico.

Las hojas están pegadas a las ramas a través de la parte inferior que sobresale en forma de coleta, llamada peciolo. En esta zona hay un pequeño tejido que se llama zona de abscisión, donde se acumulan células duras y protegidas por la auxina. La auxina es la responsable de mantener la hoja unida a la rama mientras inhibe la producción de etileno y de ácido abscísico.

La planta detecta que hace más frío y que hay menos horas de luz solar y sintetiza menos auxinas. Cuando esto ocurre, la planta comienza a producir etileno y ácido abscísico, las hormonas que harán que la hoja se despegue de la rama y caiga.

En algunos casos, la caída de las hojas de los árboles también puede ser un síntoma de vejez. Los árboles no crecen de forma infinita pero tampoco tienen una edad determinada para morir. Todo depende de la especie, del lugar donde se encuentren, o si han sufrido alguna perturbación o enfermedad. Cuando un árbol se hace viejo, se manifiesta en estado de senescencia avanzada: quiere decir que sus tejidos sufren fatiga, las células mueren, y esto puede provocar la caída de hojas, ramas o, incluso, el derrame del tronco principal. Todo ello indica que el árbol entra en su fase final.

Durante el otoño, las hojas muestran gran variedad de colores: cuando se destruye la clorofila (el pigmento verde), quedan al descubierto otros pigmentos que se encuentran siempre dentro de las células de las hojas y participan en el proceso de la fotosíntesis.

Cada pigmento tiene una función específica que ayuda a la planta a adaptarse a los cambios de luz y temperatura de esta estación. Por ejemplo, algunos ayudan a absorber otras longitudes de onda de la luz o actúan como protectores.

Los principales pigmentos típicos del otoño son los carotenoides, las xantofilas y las antocianinas.

• Carotenoides y flavonoides: ayudan a captar diferentes longitudes de onda de la luz y actúan como antioxidantes, protegiendo la planta durante la fotosíntesis frente a la radiación ultravioleta. Se dividen en dos categorías principales: carotenos y xantofilas. El beta-caroteno, uno de los carotenos más comunes, absorbe la luz verde y azul y refleja la roja y la amarilla, lo que le da su característico color naranja. Este pigmento se puede encontrar en las zanahorias y en los tomates.
• Xantofilas : son un subtipo de carotenoides responsables de las tonalidades amarillas del otoño. Como los carotenoides, están en las hojas durante todo el año, pero se ven cuando la clorofila se descompone. La luteína, una de las xantofilas principales, es el pigmento que da el color amarillo a la clara de huevo y al plátano.
• Antocianinas: aportan tonalidades rojas y púrpuras. A diferencia de los carotenoides, las antocianinas no están siempre en las hojas: se sintetizan a medida que la clorofila desaparece. Aunque su función no está del todo clara, se cree que protegen las hojas del exceso de luz y de la luz ultravioleta.

A veces, los colores marrones del paisaje se pueden confundir con la sequía. La clave es fijarse en el patrón del cambio de color, ya que en cada caso existe un patrón diferente. Lo explica el equipo del proyecto de ciencia ciudadana del CREAF Alerta Forestal, que tiene el objetivo de analizar el estado de salud actual de los bosques de Cataluña. Por ejemplo, los ataques de insectos suelen provocar rodales localizados de árboles afectados, mientras que la sequía genera un secado más homogéneo de algunos de los árboles y el cambio de color puede verse de forma más extensa.

Otra diferencia es la intensidad o brillo del color: los colores del otoño son colores vivos, mientras que los de la sequía son más apagados. Por último, se puede diferenciar si el marrón aparece por sequía o porque llega el otoño según si el cambio de color aparece más rápido o gradualmente . La coloración de otoño en árboles caducifolios es un proceso programado. Por el contrario, la sequía provoca el cambio de color de las hojas de forma más brusca. En este caso, dado que cambio es tan brusco, el árbol no tiene tiempo de redistribuir los nutrientes de las hojas hacia otras partes del árbol y puede afectar aún más a la salud de los árboles.

Para aprender a diferenciar estos síntomas, aquí puedes aprender a detectar alertas por sequía y consultar su mapa.

A diferencia de los animales, los árboles no pueden moverse ni migrar cuando las condiciones ambientales cambian o son adversas, por ejemplo si hace frío o si hay sequía. Por eso, han desarrollado estrategias para sobrevivir en diferentes situaciones.

Por lo general, los árboles se clasifican en dos tipos: caducifolios y perennifolios. Tal y como podemos ver en los bosques de clima Mediterráneo, los árboles de hoja caduca, como los robles, frutales, castaños y hayas, son los que pierden las hojas cuando hace más frío y hay menos luz porque no pueden absorber bien los nutrientes del suelo ni el agua. Por eso, cuando llega el frío entran en un período de reposo hasta que vuelva el buen tiempo.

Durante este proceso de hibernación, el tronco deja de crecer y guarda la energía para reactivarse en primavera, cuando las hojas vuelven a brotar. Sin embargo, las raíces de los árboles de hoja caduca no descansan en ningún momento y siguen creciendo, según un reciente estudio del CREAF.

En cambio, los árboles de hoja perenne, como las encinas, los olivos, los pinos o los abetos, son especies que pueden soportar condiciones extremas como el frío. En su caso, conservan las hojas verdes todo el año, pero las renuevan muy despacio y no las dejan caer hasta que han desarrollado nuevas.

El otoño nos permite visualizar la diversidad de especias de los bosques en forma de una gama de colores. Esto puede apreciarse muy bien en los bosques mediterráneos, donde conviven especies caducifolias y perennifolias. Sin embargo, predominan las especies de hoja perenne y esto se entiende muy bien si nos fijamos con el clima.

En la región mediterránea el agua disponible para los árboles cambia mucho a lo largo de las diferentes estaciones del año. Por eso, los árboles perennifolios son los que mejor pueden soportar las épocas de menos agua y, además, no deben gastar tanta energía en reconstruir todo el follaje en primavera.

¿Y cómo es que cerca de los ríos siempre hay árboles de hoja caduca? En estas zonas, así como cerca de los acuíferos, torrentes y ramblas, siempre hay más agua y más nutrientes. Es una situación cómoda para los árboles y les es más fácil volver a fabricar hojas cuando llegue la primavera. Por eso, apuestan por dejarlas caer y volver a generarlas.

Las especies caducifolias que destacan por sus cambios de colores son:

• el haya (Fagus sylvatica)
• el castaño (Castanea sativa)
• varios robles como Quercus robur, Q. petraea, Q. pyrenaica o Q. humilis
• el abedul (Betula spp.)
• el fresno (Fraxinus excelsior)

En las zonas de ribera, también podemos ver árboles de hoja caduca como:

• el álamo (Populus alba)
• el chopo verde (Populus nigra)
• el olmo (Ulmus minor)
• el sauce (Salix spp.)
• el aliso (Alnus glutinosa)

El otoño es una época ideal para observar los bosques mixtos, formados por una combinación de especies caducifolias y perennifolias. Esta diversidad de especies se hace especialmente visible con el cambio de color de las hojas, creando paisajes espectaculares y ayudándonos a identificar fácilmente los bosques mixtos.

Los bosques mixtos tienen un gran valor ecológico, ya que su variedad de especies de árboles favorece la presencia de una mayor diversidad de animales y otros organismos que encuentran su hábitat. Además, cuanto más diversa es la composición del bosque, mayor capacidad tiene de responder y recuperarse después de alguna alteración o impacto, como la falta de agua, el fuego, las ventoleras, las plagas o enfermedades. Esto es posible porque cada especie tiene su mecanismo y se complementan entre sí. Este “poder” de mantener las funciones principales del bosque a pesar de que haya perturbaciones se llama resiliencia ecológica.

Además, la diversidad de los bosques mixtos contribuye a estabilizar la producción forestal, mejorar la calidad del suelo y favorecer la conectividad ecológica, es decir, la conexión entre distintas áreas naturales. Esto facilita la circulación de especies como insectos y pájaros por el territorio.

Para los árboles caducifolios, perder las hojas puede suponer un gasto energético muy grande porque deben volver a fabricarlas de nuevo cuando acaba el invierno. Por el contrario, perder las hojas es una adaptación evolutiva que les permite soportar las períodos del año en las que las condiciones ambientales son más duras.

• Protegerse contra el frío: las hojas pueden ser vulnerables a las heladas ya las duras condiciones del invierno. Al perderlas, el árbol evita ese daño.
• Ser eficiente con la energía: mantener las hojas durante el invierno requiere destinar mucha energía a mantener la fotosíntesis en condiciones adversas. Sin embargo, el árbol entra en un estado de reposo y conserva recursos.
• Renovar y reciclar nutrientes: las hojas caídas se descomponen y enriquecen el suelo con nutrientes, que el árbol puede reutilizar en primavera.

Por otra parte, el bosque también se beneficia de los árboles que pierden las hojas en otoño. Cuando las hojas de los árboles caducifolios caen al suelo, se mezclan con otros restos orgánicos y se acumulan en el suelo. Es lo que se llama hojarasca o virosta, la cual está formada por materia orgánica, residuos vegetales como hojas, ramas, ramitas, pólenes, hongos, y residuos animales, como heces y restos de invertebrados.

• Por un lado, nutre los hongos y bacterias, que actúan como descomponedores, y también la fauna detritívora, como las lombrices de tierra, que se alimentan de los descomponedores. Los descomponedores desintegran la materia orgánica, mientras que los detritívores la ingieren y la fragmentan, facilitando su transformación en humus y nutrientes que las plantas pueden aprovechar. Asimismo, los detritívores son una fuente de alimento para muchos animales, como insectos, aves, reptiles y micromamíferos.
• Actúa como hábitat y refugio para muchos insectos y otros invertebrados, como arañas o escarabajos.
• Ayuda a estructurar el suelo en capas u hortizones orgánicos.
• Mantiene la humedad del suelo y hace que las plantas tengan más agua disponible.
• Protege el suelo de muchos otros fenómenos, como la erosión cuando hay lluvias intensas, lo que no pasaría si el suelo fuera desnudo. También de la desecación, los rayos solares ultravioleta, la luz y el frío

El otoño meteorológico comienza el día 1 de septiembre, pero, ¿cómo sabemos que el otoño comienza, oficialmente, en la naturaleza? El indicador principal es cambio de color del bosque a través de la observación del paisaje. Sabemos que el otoño llega porque los árboles cambian de color, los paisajes se tiñen de tonos amarillentos, naranjas y marrones, y además, el clima cambia.

Sin embargo, en los últimos años el otoño no llega cuando está previsto. El calentamiento global deja huella y las temperaturas anómalas pueden acortar el otoño climático. Por ejemplo, en 2021 el CREAF detectó que el otoño llegó con bastante retraso respecto al año anterior porque septiembre fue más cálido de lo normal, e incluso en octubre superó la media habitual.

Estos cambios de clima pueden confundir las especies que normalmente van sincronizadas con el clima de cada estación y, en consecuencia, sus ciclos biológico o fenología pueden alterarse. De hecho, varios estudios y proyectos del CREAF demuestran estos cambios en las temperaturas se hacen visibles tanto en primavera, cuando algunos árboles brotan y florecen antes de tiempo, como en otoño, viendo que algunas plantas han dejado caer las hojas más tarde de lo habitual, y en algún caso incluso han vuelto a florecer en otoño .

En este aspecto, el seguimiento científico es fundamental para saber si el otoño se adelanta o llega tarde. Por un lado, la observación a través de imágenes satélite puede darnos información clave sobre los cambios de colores del paisaje. Por ejemplo, desde el portal de Copernicus, el programa de observación de la Tierra de la Unión Europea que cuenta con la colaboración del CREAF, se pueden obtener imágenes para ver el color de los árboles. En este caso, si ponemos el ojo en los bosques caducifolios, como los que rodean el Turó del Home en el Montseny, en dos fechas diferentes, podemos ver cómo cambian sus colores.

Para detectar los cambios en la fenología de los árboles, la participación ciudadana también puede ser clave, sobre todo en zonas muy locales donde los satélites no tienen tanta resolución. Por eso, el CREAF estudia los efectos del cambio climático sobre la naturaleza a través del proyecto de ciencia ciudadana RitmeNatura .

Se trata de un observatorio participativo que recoge evidencias de los cambios en la fenología de más de 3000 especies de animales y plantas. A pesar de aceptar observaciones puntuales, el proyecto promueve el apadrinamiento de individuos de plantas caducifolias comunes, que son fáciles de identificar, como las fresnedas o los árboles frutales, y con fases fenológicas claras.

Gracias a las observaciones aportadas por la ciudadanía, se ha podido evidenciar que el cambio climático hace que el otoño sea cada vez más anómalo, e incluso se ha visto que algunas especies de plantas realizan una segunda floración en otoño, aparte de la primavera.

En concreto, entre julio de 2023 y junio de 2024 la ciudadanía ayudó a detectar 214 especies de plantas que habían florecido como no tocaban. La causa de esa confusión estacional fueron temperaturas anómalas y un régimen de precipitaciones alterado.

Las consecuencias de estos efectos pueden verse en cadena afectando a otras especies del ecosistema. Si te interesa seguir el ritmo fenológico del otoño y contribuir a estudiar los efectos del cambio climático, descubre aquí cómo participar en el proyecto .