Aunque Robert Frost podría haber imaginado algo más poético, los fisiólogos de los árboles le dirán que la respuesta es la antocianina. Este es el pigmento que producen las hojas en otoño, creando las brillantes exhibiciones de follaje rojo y púrpura que atraen a miles de turistas melancólicos (y sus billeteras) a Nueva Inglaterra.
Pero la química no es la causa. «Conocemos las razones bioquímicas básicas (las hojas se vuelven rojas)», dice el investigador del Servicio Forestal de los Estados Unidos Paul Schaberg — bajo estrés, los azúcares de las hojas se convierten en antocianina — » pero la ecología y los mecanismos exactos aún se desconocen.»¿Por qué un arce se vuelve amarillo un año y rojo el siguiente? ¿Las noches frías son el detonante? ¿El color rojo sirve para disuadir a las plagas de insectos? «Hay docenas de teorías en competencia», dice.
Es por eso que él y su pasante, Will Young, estudiante de silvicultura de la Universidad de Vermont, están mirando un arce azucarero fuera de la Estación de Investigación del Servicio Forestal en Spear Street en Burlington, Virginia Occidental. Debajo del árbol, han instalado un congelador cubierto de lona, adornado con cables azules y tubos plateados que corren hacia las ramas. Dentro de los tubos, el anticongelante fluye hacia ramas seleccionadas y las mantiene más frías que las ramas circundantes.
Y, por supuesto, las ramas frías mostraban hojas rojas brillantes la semana pasada y ahora son un gris desnudo de noviembre, mientras que las ramas circundantes todavía están cubiertas de hojas amarillas. «Si podemos entender qué desencadena la producción de antocianinas (el frío es claramente parte de la imagen), entonces podemos comprender mejor las razones por las que el árbol produce antocianina», dice Schaberg. «Producir el pigmento tiene un costo metabólico para el árbol al final de la temporada; entonces, ¿cuáles son los beneficios?»
Para explorar esta cuestión, Schaberg y Paula Murakami, su colega en el Servicio Forestal, han estado colaborando con los investigadores de la Universidad de Vermont John Shane, Gary Hawley y otros en la Escuela Rubenstein de Medio Ambiente y Recursos Naturales de la UVM.
Durante décadas, los libros de texto forestales afirmaron que la antocianina no tenía ninguna función como árboles preparados para dejar caer sus hojas; simplemente se hizo visible cuando las moléculas de clorofila verde se rompían en otoño. Pero investigaciones más recientes de todo el mundo han propuesto numerosas formas en que la antocianina podría beneficiar a los árboles en otoño: como protector solar para proteger las hojas del exceso de luz, como antioxidante para ayudar a reparar el daño de las hojas y para ayudar a resistir el frío y la sequía. En resumen: está hecho, no sobrante.
Un artículo reciente en la revista Trees, coautor de investigadores del Servicio Forestal y de la UVM, mostró que en los arces azucareros los tallos de las hojas de color rojo estaban más firmemente unidos que sus hermanos amarillos. Esta observación agrega otra pieza a la hipótesis que Schaberg y sus colegas han estado explorando: la antocianina puede permitir que los árboles sigan absorbiendo azúcares y nutrientes de las hojas más adelante en el otoño, una ventaja obvia para un arce azucarero que vive en una ladera fría de la montaña con una temporada de crecimiento corta.
«¿Yo? Solo subo y bajo escaleras con cinta adhesiva», dice Will Young, con una sonrisa, mientras coloca cuidadosamente pequeños discos de hojas cortadas en un tubo de ensayo de metanol. Como parte de una beca para minorías del USDA que recibió a través de la Escuela Rubenstein, cada semana Young trabaja con investigadores en laboratorios del Servicio Forestal y en el campus, mientras miden los niveles de azúcar, registran el contenido de clorofila y buscan pistas sobre cómo se gana la vida un arce.
«En Recursos Naturales 1, mi primer día aquí, hablamos de por qué las hojas se vuelven rojas», dice Young. «Esto es Vermont. A todo el mundo le importan las hojas rojas.»
Y una de las razones por las que las personas se preocupan por las hojas rojas es que su papel en el paisaje y la economía de Vermont puede estar amenazado por el cambio climático.
En Octubre. 1 en el Centro de Investigación Proctor Maple de UVM en Underhill Center, los investigadores Tim Perkins, Abby van den Berg y Tom Vogelmann lanzaron un nuevo proyecto que también buscaba respuestas a la pregunta, ¿por qué las hojas se vuelven rojas?
» Al igual que el equipo del Servicio Forestal, estamos haciendo una pregunta básica sobre cómo afecta la temperatura al color de las hojas. La hipótesis es que las noches frías, pero no heladas, promueven el desarrollo de antocianinas», dice van den Berg.
«Pero tras esta pregunta básica, queremos ser capaces de predecir mejor cómo el cambio climático afectará la coloración otoñal», dice.
En el Centro Proctor, los investigadores tienen alrededor de 200 plántulas en macetas. Algunos, en una bañera azul refrigerada, se mantienen más fríos que el aire circundante: un grupo solo por la noche, otros todo el tiempo. Durante el otoño, van den Berg ha estado monitoreando el desarrollo del color de las plántulas con una cámara digital y utilizando un medidor portátil para medir el contenido de antocianina y clorofila.
«El frío de noche puede impedir que la hoja exporte todos los azúcares que produce durante el día a la ramita y, por lo tanto, quedan atrapados en la hoja», dice. Y estos azúcares son la columna vertebral de la síntesis de antocianinas: «proporcionan los precursores», dice. Con un clima cálido, los investigadores quieren saber cómo cambiará este proceso, tal vez cortando, extendiendo o retrasando la temporada de «mirar hojas».
Al final de su proyecto de tres años, financiado por el USDA, van den Berg espera tener un pronóstico más claro sobre el futuro del follaje rojo.
» Nuestro enfoque principal aquí en Proctor es la producción de jarabe de arce, pero muchos de esos productores dependen del turismo de otoño para vender su producto. La temporada de hojas realmente impregna las economías locales durante todo el año», dice van den Berg. El Departamento de Turismo de Vermont contabilizó el gasto de los visitantes durante la temporada de turismo de otoño del año pasado en $363 millones.
Y el cambio climático puede afectar no solo a las hojas, sino también a las especies de árboles de los bosques de Nueva Inglaterra. «Si perdemos nuestros arces de azúcar o nuestros arces rojos (por el cambio climático)», pregunta van den Berg, » ¿qué le hará eso a nuestro color de otoño?»