En otoño, las hojas de muchos árboles cambian de color debido a las variaciones en la luz y la temperatura. Al acortarse los días y descender las temperaturas, los árboles de hoja caduca detienen poco a poco su actividad fotosintética y dejan de producir clorofila, que es el pigmento verde responsable de captar la luz para fabricar alimento. Al desaparecer la clorofila, salen a la vista otros pigmentos que siempre han estado en la hoja: los carotenoides, que son amarillos y anaranjados, y en algunos casos las antocianinas, que aportan tonos rojizos o púrpuras. Este proceso permite al árbol ahorrar recursos antes del invierno y proteger sus yemas para la primavera. Finalmente, el árbol forma una capa de separación en el tallo de la hoja y la deja caer para minimizar la pérdida de agua y nutrientes durante los meses fríos.
Con el cambio de estación, muchos animales también modifican su comportamiento. En España, numerosas aves insectívoras como las golondrinas, los aviones y los vencejos emprenden viaje hacia África, donde encontrarán alimento abundante. Otras especies que se marchan son las cigüeñas blancas, las águilas calzadas, los milanos negros o pequeños paseriformes como los papamoscas y los mosquiteros. Al mismo tiempo, desde el norte de Europa llegan especies que encuentran en la Península un clima más suave para pasar el invierno. Es el caso de las avefrías, los ánsares comunes, los zorzales, los pinzones reales o algunas rapaces como el águila pescadora. España actúa así como punto de paso y refugio en las grandes rutas migratorias.
Los reptiles, al ser animales de sangre fría, no pueden mantener su actividad cuando bajan las temperaturas. En otoño buscan madrigueras, grietas en las rocas o refugios bajo troncos para entrar en brumación, que es un tipo de hibernación. Durante este estado reducen su metabolismo y permanecen inactivos hasta que las condiciones vuelven a ser favorables en primavera.
El oso pardo de la Cordillera Cantábrica también se prepara para el invierno, aunque su hibernación no es tan profunda como la de sus parientes de climas más extremos. A medida que baja la temperatura y escasea el alimento, busca cuevas o refugios donde pasar varios meses con el metabolismo ralentizado. Las hembras preñadas paren durante este letargo, normalmente en enero o febrero, y amamantan a sus crías dentro de la osera. En inviernos suaves algunos osos pueden despertarse o incluso salir en busca de alimento.
Otro acontecimiento destacado del otoño es la berrea del ciervo. Entre mediados de septiembre y octubre, los machos emiten fuertes bramidos para atraer a las hembras y advertir a sus rivales. Este espectáculo sonoro resuena en dehesas, montes y sierras de toda España, como Cazorla, Monfragüe, Montes de Toledo o los Picos de Europa. En ocasiones, los machos enfrentan sus cuernas en combates rituales que determinan cuál es el dominante y quién podrá formar un harén de hembras. La berrea marca el inicio del ciclo reproductivo y es uno de los fenómenos más característicos y sobrecogedores del otoño ibérico.
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