Outono: Porque as plantas mudam de cor nesta estação?

O outono inicia oficialmente hoje, 23 de Setembro, aqui no hemisfério norte. E este será o terceiro outono que vivencio acima do trópico de câncer. Mesmo com relativamente “pouca” experiência nesta estação nesta parte do globo, posso afirmar que esta é sem dúvida a minha estação do ano favorita. Não que as outras estações não tenham o seu charme. A primavera aqui é lindíssima, ver a natureza ressuscitar é mágico. No verão os dias são longos e as pessoas parecem ter mais tempo para curtir a vida. Já o inverno, é duro e longo até de mais. Porém também tem seu charme, é lindo ver os flocos de neve caindo deixando tudo branquinho do lado de fora.

Brandywine Creek em Delaware

Mas o outono… Ahh o outono dispensa comentários. É simplesmente mágico.. Para alguns, o outono é um tempo de tristeza eminente com a chegada do inverno. Mas para mim não, talvez por ter feito engenharia florestal e gostar tanto plantas e árvores, vê-las trocando de cor dia após dia é um espetáculo que se você tiver oportunidade/sorte de presenciar um dia na vida, seja viajando ou morando numa das zonas temperadas do mundo, é algo que recomendo de olhos fechados.

Outono no Brandywine Valley

Se não bastasse apenas a beleza natural, o outono também significa a estação da colheita ou seja:  na Alemanha celebrando a estação é nesta época que acontecem algumas das festas populares mais animadas e tradicionais daquele país. Festas como a Oktoberfest de Munique, a Cannstatter Volksfest em Stuttgart entre outras, as quais atraem milhões de pessoas todos os anos.

Brandywine Creek State Park

Já nos EUA, essa época coincide com o Thanksgiving (Dia de Ação de Graças), Black Friday e Halloween e marca o início oficial da Holiday Season que se extende até o Natal. Ou seja, a partir de agora, é hora de enfeitar a casa para o final do ano. Uhul!! 😀

Folhas de Outono

Até antes de morar nos EUA, enfeitar a casa para o final do ano se restringia apenas à decoração de Natal. A qual abrangia um período que ia desde o primeiro domingo de advento até o dia de reis (06/01). Mas agora, incorporando a tradição americana do Thanksgiving é hora de também decorar a casa com motivos outonais e porque não Halloween.

Arvores coloridas no Outono dos EUA

Mas deixando um pouco de lado a pompa e circunstância das festividades associadas a esta estação, resolvi escrever um pouco sobre o espetáculo da mudança das cores das folhas das árvores e sua senescência durante o Outono. Uma espécie de De-já-Vu de disciplinas como Bioquímica, Genética, Fisiologia Vegetal, Ecologia entre outras cursadas durante a faculdade.

Estradinha no Norte de Delaware

Para a natureza nesta parte temperada do planeta, esta época é o último suspiro antes de cair no “sono” profundo do inverno. A partir de hoje, com o equinócio de outono, os dias ficam mais curtos, as noites mais longas e as temperaturas vão caindo gradativamente dia após dia. Os tons de verde da vegetação serão gradualmente substituídos por tons vívidos de amarelo, laranja, vermelho, dourado e marrom antes que todas as folhas caiam e as árvores/arbustos entrem em dormência.

Colorido do Arboreto do Longwood Gardens

Muita gente deve se perguntar: Porque as folhas das arvores e arbustos trocam de cor durante o outono?

Durante anos, cientistas e pesquisadores têm trabalhado duro para tentar compreender como e porque estas mudanças acontecem. Com o auxílio de técnicas moleculares, nos últimos anos tem sido possível isolar e estudar muitos dos genes envolvidos nestes processos. Entendendo melhor o funcionamento da fisiologia vegetal nestes processos poderemos otimizar ainda mais a produção de alimentos e melhorar a tecnologia de colheita ,  armazenamento e transporte de flores, frutas, verduras, legumes e afins.

Árvore no Longwood Gardens em Kennett Square

Apesar de hoje ainda não conhecermos ainda todos os detalhes deste quebra cabeça, sabemos o suficiente para entender o básico. Por exemplo hoje já se sabe que o momento do início da mudança de cor das folhas de plantas caducifólias e sua posterior senescência são primariamente reguladas pelo comprimento da noite.

Estrada ao norte de Wilmington em Delaware

Ou seja, nenhuma das outras influências ambientais como temperatura, precipitação, nutrição e assim por diante são tão relevantes para desencadear este processo ​​como o comprimento cada vez maior da noite durante o outono. Enquanto os dias ficam mais curtos e noites mais longas e consequentemente mais frias, uma série de processos bioquímicos começam a acontecer nas folhas que culminam com a mudança nas cores da paisagem até a senescência total das folhas nas plantas decíduas/caducifólias.

Cores do Outono refletidas no White Clay Creek em Delaware

Em outras palavras, temos três fatores principais responsáveis pelo aparecimento das cores de outono na vegetação. São eles: os pigmentos existentes na folha, comprimento da noite e o clima.

Outono na fazenda dos Du Ponts em Delaware

Mas enfim, de onde vem as cores do Outono?

As cores das folhas no verão ou outono são resultado da predominância de três tipos de pigmentos que estão envolvidos diretamente no metabolismo vegetal.

Os 3 pigmentos que dão cor a vegetação estão retratados nesta foto

O mais importante e conhecido deles é a clorofila, a qual confere à planta sua cor básica verde. Este pigmento é fundamental para a fotossíntese, uma reação química que permite que as plantas utilizem a luz solar para fabricar açúcares para a sua alimentação. Bem como fornece energia para toda a cadeia alimentar do ecossistema no qual esta inserida.

Árvores em processo de transição no outono em Talleyville Delaware

O segundo grupo de pigmentos são os carotenóides, os quais produzem os tons de amarelo, laranja e marrom e que estão presentes em vegetais como o milho, cenouras, narcisos, bananas entre outros.

Gingko Biloba com altos teores de Carotenóides em Wilmington Delaware 

O terceiro grupo de pigmentos são as antocianinas, as quais produzem tons de vermelho e violeta e que dão cor às maçãs vermelhas, uvas, blueberries, cerejas, morangos, ameixas entre outros.

Folhas de Maple com altos teores de Antocianinas

Todos eles são pigmentos solúveis em água e que aparecem no líquido aquoso do interior das células vegetais. Tanto a clorofila como os carotenóides estão presentes nos cloroplastos das células (local onde acontece a fotossíntese) durante todo o período vegetativo. Já as antocianinas, por sua vez, são produzidas basicamente durante o outono, em resposta à luz e açúcares em excesso nas células das folhas e frutos. Um exemplo clássico é a maturação das uvas.

Carvalho Americano no Outono no Rockford Park em Wilmington, DE

Durante a estação de crescimento (período vegetativo), a clorofila é o pigmento mais abundante da planta e é continuamente produzida pelas células. Para quem não sabe, a clorofila é verde pelo fato de sua molécula conter Íons de Mg⁺⁺  o que faz com que as folhas também sejam verdes. Durante o outono, com o comprimento da noite aumentando, a produção de clorofila diminui e num determinado momento cessa completamente e, eventualmente, toda a clorofila é destruída. Sem a clorofila, os carotenóides e antocianinas que estavam presentes na folha em concentrações menores são, então, revelados o que nos garante o espetáculo das cores de outono.

Brandywine River em Montchanim em Delaware

A coloração da vegetação nesta época do ano é resultado direto da presença maior ou menor de cada um destes 3 pigmentos. A existência de 3 diferentes pigmentos se deve a necessidade de abranger todo o spectro da luz e seus comprimentos de onda. Mas não sendo muito técnico o teor destes pigmentos variam de espécie para espécie.

Outono no Rockford Park em Wilmington Delaware

Por exemplo no outono, os carvalhos americanos apresentam cores que vão do vermelho ao marrom passando pelo castanho-avermelhado. Já as nogueiras apresentam cores que vão amarelo ao marrom passando pelo bronze dourado. Os álamos americanos, por sua vez, apresentam cores que vão amarelo ao dourado.

Nogueira no Mt. Cuba Education Center em Greenville Delaware

Mas quando se fala em cores de outono na vegetação a grande estrela da estação são as diferentes espécies do gênero Acer. As quais, dependendo da espécie assumem diferentes colorações ao longo do Outono. Nos EUA a região da Nova Inglaterra é famosa justamente por isso. Nesta região encontram-se as maiores florestas de Acer da América do Norte, no que é chamado por aqui de Foliage Season. Um acontecimento que leva centenas de milhares de visitantes à região da Nova Inglaterra todos os anos. Este ano estaremos indo lá conferir pessoalmente este espetáculo da natureza 😀

Acer, uma dos generos mais abundantes de arvores na Nova Inglaterra 

Porém nem todas as espécies de caducifólias proporcionam o espetáculo da mudança de cores durante o outono. Algumas espécies, como os olmos (Ulmus sp) simplesmente murcham e caem, exibindo pouca ou quase nenhuma cor diferente do monótono marrom.

Ponte Coberta no Brandywine Valley

Aqui em Delaware já podemos notar a chegada da estação. Na floresta é possivel ver árvores bem amarelinhas, algumas já quase sem folhas. Isso se deve ao fato de que o momento da mudança de cor das folhas varia de espécie para espécie. Mesmo dentro de uma mesma espécie, este processo pode variar de procedência para procedência.

Estrada as margens do Brandywine River em Chadds Ford na Pennsylvania

Por exemplo os carvalhos, são uma das espécies mais atrasadinhas. Eles mudam geralmente de cor muito tempo depois que outras espécies. As quais muitas vezes já estão totalmente desprovida de folhas como é o caso do Plátano, uma das mais apressadinhas.

Fazenda em Chadds Ford, PA

Dentro de uma espécie, indivíduos de uma mesma matriz plantados na mesma latitude vão mostrar a mesma coloração tanto plantada numa elevação mais alta com uma temperaturas mais baixas, quanto um indivíduo da mesma progênie plantado num vale com temperaturas mais amenas. Mas então como é que o clima afeta a cor das folhas do outono?

Onde há maior incidência de sol mais açucar produzido = antocianinas = vermelho

A quantidade de pigmento e o brilho das cores das folhas estão diretamente relacionados às condições climáticas que ocorrem antes e durante o tempo que o de clorofila nas folhas está diminuindo. Neste contexto temperatura e umidade são as principais variáveis do processo.

Beaver Damm em Hockessin, DE

Por exemplo, uma sucessão de dias quentes e ensolarados e noites frescas com temperaturas superiores a 0C proporcionam as cores mais espetaculares. Durante estes dias, os  açúcares produzidos na folha, acabam retidos na mesma graças às noites frescas e o  gradual fechamento das veias da folha. O que acaba por evitar a saída desses açúcares. Estas condições de muito açúcar e muita luz, estimulam a produção de antocianinas, que conferem a tonalidade vermelha, roxa ou carmim.

Japanese Maple. Planta Ornamental muito cultivada aqui nos EUA por suas cores

No caso dos carotenóides, como eles estão sempre presentes nas folhas, as cores amarelo e ouro permanecem relativamente constantes de ano para ano.

Brandywine River

A umidade no solo também afeta as cores do outono. Como o clima, a umidade do solo varia muito de ano para ano. As inúmeras combinações desses dois fatores altamente variáveis asseguram que não há dois outonos exatamente iguais. Existe a tendência e a carga genotípica. Mas quem dá a palavra final sempre é a intereção genótipo ambiente.

Folhas no Outono

Em outras palavras. Uma seca severa ao final da primavera ou no verão, pode retardar o aparecimento da cor das folhas de outono e a consequente queda por algumas semanas. Um período de calor durante o outono também irá reduzir a intensidade das cores do outono daquele ano. A condição ideal é: Uma primavera quente e úmido, um verão quente e ensolarado e um início de Outono ensolarado com quedas significativas de temperatura durante à noite. Produzindo assim, cores de outono ainda mais vibrantes

Maple em Wilmington

Se dependesse da minha vontade as folhas de outono poderiam ficar pelo menos mais um mês nas arvores antes de cair. Mas o que desencadeia a queda das folhas durante o Outono?

No início do Outono, em resposta ao encurtamento dos dias e declínio da intensidade de luz solar, as folhas começam os processos que levaram à sua senescência. Os vasos que transportam fluidos para dentro e para fora da folha gradualmente fecham como uma camada de células na base de cada folha. Estas “veias” então entupidas de açúcares funcionam como uma armadilha na folha promovendo a produção de antocianinas, o que explica também o porque as frutas maduras caem do pé.

Outono as margens do lado que abastece Wilmington

Uma vez que esta camada de separação está totalmente completa de açucares que irão funcionar como um isolante no inverno, os tecidos de conexão são “fechados” e a folha está “pronta” para cair.

Folhas de Gingko Biloba caídas

Mas porque as folhas caem no Outono? Que benefícios isso traz para a árvore?

O inverno é uma certeza que a vegetação nas zonas temperadas enfrenta a cada ano e graças a evolução, plantas perenes, incluindo árvores, desenvolveram ao longo do tempo mecanismos de proteção para sobreviver às temperaturas de congelamento e outras influências severas do inverno.

Folhas de Maple caídas

Hastes, ramos e brotos estão equipados de uma espécie de “cera” capaz para sobreviver ao frio extremo, para que possam despertar na primavera, quando se dá início a outra estação de crescimento. As folhas, no entanto, se permanecessem na árvore iriam congelar no inverno, assim as plantas tem duas opções: Endurecer e proteger suas folhas (Coníferas) ou eliminá-las.

Casa em Greenville, Delaware

Os pinheiros, abetos, cedros, azevinhos e assim por diante, são capazes de sobreviver ao inverno sem derrubar suas folhas/acícolas, pois eles conseguem “endurecer” suas folhas/acícolas. As quais são cobertas com uma camada de cera e o fluido dentro de suas células contém substâncias que resistem ao congelamento.

Caiaque pelo rio Brandywine, uma das melhores formas de apreciar o Foliage

Já nas plantas de folhas largas e algumas espécies de pinheiros, por outro lado, a parede celular é mais delicada e vulneráveis ​​a danos causados por congelamento. Estas folhas são geralmente grandes e finas e não são protegidos por qualquer tipo de revestimento. Com o frio, o fluido das células destas folhas geralmente uma fina seiva aquosa, congela facilmente. E como numa lata de cerveja ou garrafa de vidro no congelador, estoura quando congelada graças ao comportamento anomalo de solidificação da água. O que acaba resultando invariavelmente na morte celular.

Floresta temperada no Outono

 Isto significa dizer que as células não poderiam sobreviver no inverno onde as temperaturas caem abaixo de zero. Desta forma, tecidos incapazes de “encarar o inverno” devem ser selados e derrubados para garantir a sobrevivência da planta. E assim temos, a queda das folhas no outono precedendo cada inverno nas zonas temperadas.

Fazenda no Brandywine Valley em Centreville, Delaware

E o que acontece com todas aquelas folhas caídas durante o outono?

Como dizia Lavoisier, Na natureza nada se perde, tudo se transforma. Acícolas, folhas, galhos, flores e afins que caem não são desperdiçados. Se decompõem e reabastecem o solo com nutrientes. Num processo conhecido como ciclagem de nutrientes. Além disso, criam uma camada esponjosa húmus sob o solo da floresta que absorve e mantém as chuvas. As Folhas caídas também servem de alimentos para milhares de organismos do solo, vitais para o ecossistema florestal.

Arvore mudando de cor

Para finalizar este post especial sobre Outono. Aqui nos Estados Unidos você poder curtir a mudança das cores das árvores nos parques, bosques, campos e montanhas. Ou até mesmo na arborização urbana das cidades. Qualquer lugar que você encontre árvores de folhas caducas como carvalhos, maples, faias, sweetgums, choupos, dogwoods, nogueiras, entre outros é certeza de belas fotos nesta época do ano. Num rápido passeio pela vizinhança podem ser encontradas árvores especialmente plantadas tendo em vista as cores de outono.

Olhando pelo retrovisor do carro numa das estradinhas de Delaware

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