La belleza de la transformación del color en el follaje otoñal
Este blog está inspirado en John Seymour, también conocido como John the Math Guy (http://johnthemathguy.com/).
El año pasado, en 2016, John escribió un blog sobre su arbusto ardiente, el euonymus alatus, y el hecho de que estaba comenzando la transfiguración cromática en septiembre ( http://johnthemathguy.blogspot.com/2016/09/the-color-of-leaves.html). En su artículo, seleccionó varias hojas y trazó el gráfico CIE a* & b*, así como una curva espectral para cada una.
Debido a que los arces son bastante comunes en esta zona, decidí estudiar la representación colorimétrica de dos tipos: acer rubrum (también conocido como arce rojo: https://en.wikipedia.org/wiki/Acer_rubrum) y acer platanoides (también conocido como arce de Noruega: https://en.wikipedia.org/wiki/Acer_platanoides). Tenga en cuenta que todas las hojas a las que se hace referencia a continuación se recolectaron durante el mismo período en octubre de 2017. Por lo tanto, el color de cada hoja es solo una instantánea de ese momento y lugar específicos. Al final de este artículo, la gama de colores de todas las hojas muestreadas para este artículo se mostrará en el espacio de color 3D CIE L*a*b* para entretenimiento visual.
Distribución del arce rojo en el norte de EE. UU. (Northern Research Station)
Distribución del arce de Noruega en el norte de EE. UU. (Northern Research Station)
Introducción
El follaje otoñal es muy apreciado por muchos en la región noreste de los Estados Unidos. No es raro encontrar familias de viaje por carretera o acampando en áreas de conservación nacionales o estatales durante la temporada de follaje. El objetivo de este artículo es revisar las hojas con diferentes niveles de follaje en términos de datos de reflectancia espectral, lo que es similar a cómo nuestros ojos humanos ven el color. En este artículo no se discuten las hojas que cambian de color debido a la clorosis, el estrés u otros factores.
El desarrollo del color del follaje de arce en otoño es bien conocido por tres pigmentos principales: clorofila, carotenoides y antocianinas. La clorofila es la sustancia que hace que las hojas parezcan verdes desde principios de primavera hasta finales de verano (Kozlowski y Pallardy). Cuando comienzan las temperaturas más bajas y los días más cortos, el carotenoide, contenido en las hojas durante toda la temporada de crecimiento, comienza a revelarse para ayudar a la clorofila en la absorción de luz para la fotosíntesis (Dey y Harbourne). Para las plantas con antocianinas, este pigmento es responsable de la exhibición rojo-rosa de las hojas de arce en otoño.
Metodología
Cada hoja se prensó entre dos trozos de papel y se presionó con pesas de libros durante un par de días para asegurar un área de medición plana y lisa. Durante la medición, cada hoja se apoyó en una baldosa cerámica blanca neutra y se promediaron 3 lecturas para obtener un resultado final. Dado que no hay ningún efecto especial de las hojas, como escamas metálicas o recubrimientos exóticos, utilicé un espectrofotómetro de geometría 0/45, el Techkon SpectroDens 4, como principal instrumento de captura de color. Los datos se importaron y analizaron con el software MatchMyColor Colibri.
Configuración sofisticada para medir hojas
Resultados y discusión
De las figuras de la curva espectral a continuación, las hojas verdes tienen un pico de aproximadamente 550 nm con la región azul y la región roja suprimidas. La clorofila absorbe la mayor parte de la luz de longitud de onda azul y roja y refleja el componente verde. La figura siguiente muestra la absorbancia relativa del pigmento de clorofila (cortesía de Harvard Forest) y el gráfico espectral de las hojas de arce rojo verdosas.
Respuesta espectral del pigmento de clorofila (Harvard Forest & MatchMyColor Colibri)
Con el desarrollo del pigmento de antocianina, la mayor parte de la luz de longitud de onda azul, verde y parcialmente amarilla es absorbida, pero se refleja casi todo el espectro de color rojo. Dependiendo del grado de follaje, varios tonos de colores rojos dominan la apariencia de las hojas. A continuación se muestran la absorbancia relativa (cortesía de Harvard Forest) del pigmento de antocianina y el gráfico espectral de las hojas de arce rojo rojizas.
Respuesta espectral del pigmento de antocianina (Harvard Forest & MatchMyColor Colibri)
Cuando las hojas comienzan a perder clorofila y el carotenoide se revela para ayudar en el proceso de fotosíntesis, las hojas comienzan a tener una mayor reflexión en la longitud de onda de la luz en el espectro visible verde y amarillo y la contraparte roja inferior, y continúan absorbiendo la luz azul en el espectro. En otras palabras, las hojas comienzan a ponerse amarillas como el último color en su ciclo de vida. A continuación se muestran la absorbancia relativa (cortesía de Harvard Forest) y el gráfico espectral de las hojas de arce rojo amarillentas.
Respuesta espectral del pigmento carotenoide (Harvard Forest & MatchMyColor Colibri)
Aquí están las curvas espectrales para todas las muestras de arce rojo discutidas en los párrafos anteriores.
Curvas espectrales para hojas de arce rojo
Dado que el comportamiento de desarrollo del color del arce de Noruega es bastante similar al del arce rojo, se omite aquí el análisis redundante. A continuación se muestran las curvas espectrales para todas las muestras de arce de Noruega que recolecté para este artículo.
Curvas espectrales para hojas de arce de Noruega
Gracias a la vista de gama 3D en el software Colibri, importé todas las mediciones para este artículo y las clasifiqué por tipo de árbol, lo que mapeó la gama de colores para muestras de dos tipos de arces y también sirve como un deleite visual para todos los entusiastas del color/bosque.
Visualización de gama 3D de hojas de arce rojo y arce de Noruega recolectadas en el software Colibri
Referencia
Dey, P.M. y Harbourne. 1997. Bioquímica vegetal. Academic Press, San Diego, California.
Kozlowski, T.T. y S.G. Pallardy. 1997. Fisiología de las plantas leñosas. Academic Press, San Diego.
Harvard Forest. 2017. http://harvardforest.fas.harvard.edu/leaves/pigment
John Seymour. 2016. El color de las hojas. http://johnthemathguy.blogspot.com/2016/09/the-color-of-leaves.html