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¿Cómo y por qué en otoño caen las hojas de los árboles?

La caída de las hojas de los árboles de hoja caduca con la llegada del otoño no está causada sólo por el viento. Es más bien el árbol el que las echa de sus ramas una vez que ya no son útiles -y que mantenerlas se volvería en su contra.

Durante los meses más cálidos las hojas alimentan al árbol proporcionándole nutrientes que le permiten crecer y reproducirse. Hay una explicación bastante clara en Why Leaves Really Fall Off Trees,

Si los árboles mantienen las hojas permanentemente no tendrían que hacer crecer una nuevas. Pero las hojas no son muy espabiladas, de modo que en los días de tregua del invierno con algo de sol las hojas comenzarían a hacer la fotosíntesis: absorberían humedad y empezarían a funcionar de nuevo, suministrando alimentos al árbol.

Pero en cuanto volviese el frío propio de la estación pillaría a las hojas con agua en sus venas, lo que las congelaría y mataría; de modo que el árbol se quedaría cubierto de hojas muertas que no serían de gran ayuda, no funcionarían con la llegada de la primavera y por tanto éste también moriría.

De modo que los árboles de hoja caduca se comienzan a deshacer de las hojas en cuanto la luz del sol se reduce y llega el frío. En ese momento se produce la absición: el árbol produce células que se desarrollan en la unión entre la hoja y la rama, desde la base de la unión hacia el interior, que corta la unión entre ambas, lo que termina "separando" la hoja del árbol, que cae al suelo.

Bonus: No parece que haya muchas referencias sobre el origen de la palabta otoño. Parece proceder del latín autumnus, que a su vez procedería de augeo annus que de algún modo significaría "época de brote". La estación como tal parece que fue referenciada inicialmente hace relativamente poco en regiones donde en esta época la agricultura produce frutos, ya que antiguamente era habitual considerar dos o como mucho tres estaciones (básicamente, invierno y verano). Un curioso escrito al respecto es Divertimento filológico sobre el otoño (PDF).