Los árboles son seres vivos que necesitan agua, luz y nutrientes para crecer y desarrollarse. Las hojas son los órganos encargados de realizar la fotosíntesis, el proceso por el cual los árboles transforman la luz solar y el dióxido de carbono en azúcar y oxígeno. Sin embargo, las hojas también tienen un costo para los árboles, ya que pierden agua por transpiración y requieren energía para mantenerse.
Cuando llega el otoño, los días se acortan y las temperaturas bajan. Esto hace que la cantidad y la calidad de la luz solar disminuya y que el suelo se seque o se congele. Estas condiciones dificultan la fotosíntesis y la absorción de agua y nutrientes por las raíces. Los árboles, entonces, tienen que tomar una decisión: mantener sus hojas o deshacerse de ellas.
Los árboles que mantienen sus hojas se llaman perennes y son capaces de adaptarse a las condiciones climáticas adversas. Tienen hojas pequeñas, duras y resistentes que reducen la pérdida de agua y la superficie expuesta al frío. También tienen mecanismos para proteger sus células del daño causado por las bajas temperaturas. Algunos ejemplos de árboles perennes son los pinos, los abetos o los eucaliptos.
Los árboles que pierden sus hojas se llaman caducifolios y optan por entrar en un estado de reposo o latencia durante el invierno. Antes de perder sus hojas, los árboles reabsorben los nutrientes que contienen, como el nitrógeno o el fósforo, y los almacenan en sus raíces o tallos. Luego, cortan el suministro de agua y azúcar a las hojas y forman una capa de células muertas en la base del pecíolo, que es el tallo que une la hoja a la rama. Esta capa se llama abscisión y es la responsable de que las hojas se caigan. Algunos ejemplos de árboles caducifolios son los robles, los arces o los castaños.
Antes de caerse, las hojas cambian de color debido a la degradación de la clorofila, el pigmento verde que capta la luz solar. La clorofila se descompone en componentes más simples que son reutilizados por el árbol. Esto hace que aparezcan otros pigmentos que estaban ocultos por la clorofila, como los carotenoides, que dan el color amarillo o naranja, o las antocianinas, que dan el color rojo o morado. Estos pigmentos tienen funciones protectoras, como absorber la luz excesiva o evitar el estrés oxidativo.
Así pues, los árboles pierden sus hojas en otoño como una estrategia de supervivencia ante el cambio estacional. Al hacerlo, ahorran energía y agua y evitan el daño por el frío o la sequía. Las hojas caídas también benefician al ecosistema, ya que se descomponen y enriquecen el suelo con materia orgánica y nutrientes. Los árboles caducifolios volverán a brotar sus hojas en primavera, cuando las condiciones climáticas sean más favorables.