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Colores
Introducción
¿Alguna vez te has preguntado por qué las hojas cambian de verde a una increíble variedad de amarillo, naranja y rojo durante el otoño? Las hojas obtienen sus colores brillantes de pigmentos compuestos de moléculas de varios tamaños que crean color.
Durante los meses cálidos y soleados, las plantas usan sus hojas para convertir la luz solar en energía alimentaria, un proceso llamado fotosíntesis. Este utiliza principalmente un pigmento que refleja la luz verde, lo que le da a las hojas su color característico.
En otoño, cuando llegan días más fríos y cortos, muchos tipos de árboles ya no producen energía alimentaria con sus hojas y, en consecuencia, ya no necesitan el pigmento verde. Otros pigmentos de las hojas, algunos de los cuales ya estaban allí durante el verano, se hacen visibles. Descubra estos colores ocultos de otoño separando los pigmentos de las plantas con un proceso llamado cromatografía de papel. ¿Qué colores ves?
Fondo
Hay muchos tipos de pigmentos en las hojas de las plantas. La clorofila los hace verdes y ayuda a realizar la fotosíntesis durante los meses cálidos y soleados. A medida que llega el otoño y el color verde de los alimentos se desvanece, otros pigmentos como el amarillo, el naranja y el rojo se vuelven más visibles.
Las xantofilas son pigmentos amarillos, y los carotenoides le dan a las hojas un color naranja. La fotosíntesis también utiliza estos pigmentos durante el verano, pero la clorofila, un pigmento más fuerte, los domina. Estos pigmentos tardan más tiempo en descomponerse que la clorofila, por lo que se ven visibles en las hojas de otoño. También se encuentran en zanahorias, narcisos, plátanos y otras plantas que tienen estos colores vibrantes. También hay antocianinas, pigmentos rojos intensos que no se hacen durante el verano, solo aparecen con el grupo final de los colores de otoño. Estas moléculas también le dan el tono rojo a las manzanas, los arándanos, las fresas y más.
Aunque una hoja es una mezcla de estos pigmentos, puede separar los colores utilizando un método llamado cromatografía de papel. Este proceso disuelve los pigmentos y permite que sean absorbidos por una tira de papel. Las moléculas más grandes tienen más dificultades para moverse en el papel tejido y quedan atrapadas en el papel primero, mientras que las más pequeñas viajan más lejos a lo largo del papel. Este proceso separa la mezcla de pigmentos por tamaño molecular y por color.
Materiales
• Hojas en diferentes etapas de torneado de colores (cuanto más mejor, aproximadamente 10 de cada color es el mejor)
• Tijeras
• Vasos fuertes y resistentes para beber (de tres a cuatro)
• Alcohol para frotar (alcohol isopropílico)
• Cuchara de madera u otro utensilio de madera con un extremo romo para triturar hojas
• Tenedor
• Cuencos muy pequeños o portavelas con luz de té (tres a cuatro)
• Toallas de papel fuertes, blancas, pesadas y ultra absorbentes
• Regla
• Lápiz
• Palillos de dientes
• Placa (u otra superficie para proteger el área de trabajo de tintes)
• Tarros de vidrio altos, como tarros de albañil (de tres a cuatro)
* Pinzas para la ropa o clips de papel grandes (de nueve a doce)
Preparación
* Recoge algunas hojas que se encuentran en diferentes etapas de cambio de color durante el otoño, preferiblemente del mismo árbol.
• Separe sus hojas en grupos distintos ordenados por color, con aproximadamente 10 hojas grandes por grupo. Separarlos en pilas verdes, amarillas y rojas puede ser más fácil.
• Prepare tiras de toallas de papel, haciendo de tres a cuatro tiras para cada grupo de hojas. Corta una toalla de papel gruesa y fuerte en tiras largas de una pulgada de ancho. Deben ser lo suficientemente largos como para tocar el fondo de los tarros de vidrio altos o tarros de vidrio y aún así extenderse sobre la parte superior. Con un lápiz, dibuja suavemente una línea a una pulgada de la parte inferior de cada tira.
Procedimiento
* Cortar las hojas en trozos pequeños con tijeras. Coloque cada grupo de hojas en el fondo de un vaso para beber.
• Agregue una cucharada de alcohol para frotar a cada vaso.
• Triture las hojas en el alcohol con el extremo romo de una cuchara de madera durante unos cinco minutos, hasta que la solución esté oscura. ¿Cómo ha cambiado el color del alcohol?
• Deje reposar la solución durante 30 minutos en un lugar oscuro en el interior.
* Utilice un tenedor para retirar las hojas de las soluciones y desecharlas, dejando el líquido en el vaso.
• Vierta cada solución en un recipiente muy pequeño y déjela en un lugar oscuro en el interior para permitir que se evapore más alcohol. Estará listo para el siguiente paso cuando revuelva sus soluciones con un palillo de dientes y parezcan más gruesas.
• Revuelva bien cada solución de color con un palillo de dientes, usando un palillo de dientes diferente para cada solución para no mezclar los colores.
* Con un palillo de dientes para cada color, «pinta» suave y uniformemente un poco de cada solución a través de una tira de toalla de papel en la línea de lápiz que dibujaste. Debido a que algunos pigmentos de plantas pueden manchar, debe hacerlo en una placa para que el color no manche su superficie de trabajo. Para cada color, haga esto usando un total de tres a cuatro tiras.
• Deje secar las tiras.
* Mientras las tiras se secan, vierte suficiente alcohol en cada frasco de vidrio para cubrir el fondo. Prepare un frasco para cada solución de color.
* Con las tiras secas, coloque cuidadosamente el extremo pigmentado en el frasco hasta que la tira toque el alcohol. Cubra la parte superior de la tira sobre la abertura del frasco y asegúrela con una pinza para la ropa. Asegúrese de que cada tira no toque los lados del frasco, sino que solo entre en contacto con el frasco donde está asegurado. Coloque y asegure las tiras de la misma solución en el mismo frasco, pero evite que se toquen entre sí.
• Deje reposar los vasos durante 30 minutos y observe las tiras de papel. ¿Qué está pasando con el color de las tiras de papel?
* Cuando uno de los colores llegue a la parte superior de una tira, retire todas las tiras y déjelas secar.
• Mire las diferentes tiras secas. ¿En qué se diferencian los colores de las tiras? ¿Las tiras de diferentes soluciones de color tienen colores únicos, colores compartidos o ambos?
* Observe el orden en que aparecen los colores en las diferentes tiras. ¿Es del mismo color en el mismo lugar en tiras diferentes o está en un lugar diferente? ¿Los colores aparecen en el mismo orden de separación o en diferentes órdenes en cada tira?
* Tip: Si la cromatografía sale pálida, intente usar más hojas, cortarlas en trozos más pequeños y/o «pintar» más de la solución en la línea de lápiz de la toalla de papel.
• Extra: Puede usar este mismo procedimiento para comparar las moléculas de color en muchas fuentes vegetales diferentes. Por ejemplo, puedes probar repollo rojo, arándanos, zanahorias, remolachas, espinacas, flores u otras plantas de colores intensos. ¿Cómo se comparan sus mezclas de moléculas de color?
* Extra: Si encuentra un árbol con una amplia gama de colores, puede repetir este procedimiento utilizando hojas en etapas más intermedias de cambio. Una fuente especialmente buena de una amplia variedad de colores de hojas son los álamos.
Observaciones y resultados
¿Pudo ver varias bandas de color en sus tiras reactivas? ¿Viste que algunas de las bandas presentes eran diferentes para las diferentes soluciones de color utilizadas?
A pesar de que una hoja de planta parece ser principalmente de un color, en realidad está compuesta por una mezcla de moléculas de pigmento. En este procedimiento, la cromatografía de papel separó los pigmentos por el tamaño de sus moléculas. En consecuencia, debe ver diferentes colores en diferentes lugares a medida que avanza a lo largo de una de las tiras de toallas de papel, y el orden en el que aparecen los colores debe ser aproximadamente el mismo entre las diferentes soluciones de color que probó.
¿Cuáles son las diferentes bandas de color en las tiras reactivas? Estos son los diferentes pigmentos en las hojas. Los que puede ver en sus tiras de toallas de papel son: clorofilas verdes, xantofilas amarillas, carotenoides naranjas y antocianinas rojas. Los pigmentos con moléculas más grandes generalmente permanecen cerca de la parte inferior de la tira, donde la solución se «pintó» por primera vez en la línea del lápiz, porque es más difícil para ellos viajar hacia arriba a través de la fibra tejida de la toalla de papel. Los pigmentos más pequeños pueden atravesar más fácilmente la toalla de papel y, en consecuencia, generalmente viajan más arriba de la tira.
Debido a que el color de la hoja depende de la mezcla de pigmentos dentro de ella, las hojas de diferentes colores mostrarán diferentes colores en sus tiras de toallas de papel. Por ejemplo, las hojas muy verdes pueden no tener ningún color rojo (antocianinas) en sus tiras.
Limpieza
Debido a que algunos pigmentos de plantas pueden manchar, tenga cuidado de no derramar sus soluciones de colores al tirarlas.
Más para explorar
«¿Qué Hace que las Hojas de los Árboles Cambien de Color en otoño?»de Scientific American
«Why Leaves Change Color», de S. U. N. Y. College of Environmental Science and Forestry E-Center
» Color de Follaje de otoño», del Museo Fisher, Harvard Forest, Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Harvard; y la Universidad Internacional de Florida, Departamento de Ciencias Biológicas
«Recursos de Cromatografía en papel», de Science Buddies
«Cromatografía en papel: Versión Básica», de Science Buddies
Esta actividad se le presentó en asociación con Science Buddies