Pourquoi les feuilles tombent en automne ?

Pourquoi les feuilles tombent en automne ? — pour les grands

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Pourquoi les arbres perdent leurs feuilles avant l’hiver ?

Une feuille est une usine à sucre. Grâce à sa chlorophylle, le pigment vert, elle capte la lumière du Soleil et fabrique du sucre à partir d’eau et de gaz carbonique. Mais cette usine a un coût : pour fonctionner, elle laisse s’évaporer beaucoup d’eau par de minuscules pores, les stomates. Un hêtre adulte perd ainsi entre 200 et 400 litres d’eau par jour en été, qu’il pompe dans le sol par ses racines.

En hiver, le calcul ne tient plus. Les journées raccourcissent, la lumière faiblit, et l’usine produit peu. Surtout, quand le sol gèle, les racines ne peuvent plus pomper d’eau. Une feuille qui continuerait à évaporer ferait mourir l’arbre de soif en plein gel. Les arbres à feuilles larges, chêne, érable, bouleau, ont donc adopté une stratégie radicale : tout jeter, et repartir de zéro au printemps. Cela coûte moins cher que d’entretenir des feuilles qui ne servent à rien.

Comment l’arbre sait-il que c’est l’automne ?

Ce n’est pas le froid qui déclenche la chute, mais la longueur des nuits. Les feuilles contiennent un pigment sensible à la lumière, le phytochrome, qui mesure la durée du jour comme une horloge. Quand les nuits dépassent un certain seuil, vers la mi-septembre sous nos latitudes, l’arbre reçoit le signal et lance le programme. C’est pourquoi les feuilles tombent chaque année à peu près aux mêmes dates, qu’il ait fait doux ou frais. Ce raccourcissement des jours vient de l’inclinaison de la Terre, décrite dans Pourquoi il fait nuit ?.

La température joue un rôle secondaire, sur la vitesse. Un automne doux et ensoleillé ralentit le processus et allonge la saison des couleurs. Une gelée précoce peut au contraire tuer les feuilles d’un coup : elles tombent alors encore vertes ou brunes, sans passer par le rouge et l’or. Les arbres de ville, éclairés la nuit par les lampadaires, sont parfois trompés et gardent leurs feuilles plusieurs semaines de plus que ceux de la campagne.

Pourquoi les feuilles changent de couleur avant de tomber ?

Avant de laisser partir une feuille, l’arbre la vide. La chlorophylle est riche en azote, un élément rare et précieux ; l’arbre la démonte et rapatrie l’azote vers ses branches et son tronc pour le stocker jusqu’au printemps. Or la chlorophylle masquait d’autres pigments, présents tout l’été : les caroténoïdes, jaunes et orange, les mêmes qui colorent les carottes. Quand le vert disparaît, le jaune apparaît. Il n’est pas fabriqué, il est révélé.

Le rouge, lui, est une véritable création d’automne. Certains arbres, comme les érables, la vigne vierge ou le liquidambar, fabriquent en septembre un pigment rouge, l’anthocyane, à partir des sucres restés bloqués dans la feuille. Les journées ensoleillées et les nuits fraîches, autour de 5 °C, favorisent sa production. C’est pourquoi les automnes du Québec ou de la Nouvelle-Angleterre, aux nuits froides et aux jours lumineux, sont si flamboyants.

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Comment la feuille se détache-t-elle sans se déchirer ?

Une feuille ne tombe pas parce qu’elle est morte. C’est l’arbre qui la coupe, proprement. À la base du pétiole, la petite tige qui relie la feuille à la branche, une rangée de cellules forme une zone d’abscission, du mot latin qui signifie couper. En automne, ces cellules se fragilisent, tandis que, juste derrière, l’arbre construit une couche de liège qui referme la plaie avant même que la feuille ne parte. Il ne reste plus qu’à attendre un coup de vent, une pluie ou le poids du givre. La feuille se détache, et la branche garde une petite cicatrice sèche, sans perdre une goutte de sève.

Le chêne et le hêtre font exception : leur zone d’abscission se forme mal, et beaucoup de feuilles brunes restent accrochées tout l’hiver, jusqu’à ce que les nouveaux bourgeons les poussent dehors au printemps. C’est ce qu’on appelle la marcescence, bien visible dans les haies de charmes taillées.

Pourquoi les sapins gardent leurs aiguilles ?

Les conifères ont choisi l’autre stratégie : plutôt que de tout jeter, ils ont des feuilles conçues pour résister. Une aiguille est fine, recouverte d’une cire épaisse, avec très peu de stomates enfoncés dans des creux. Elle perd cent fois moins d’eau qu’une feuille de chêne, et elle contient un antigel naturel. Un épicéa peut donc garder ses aiguilles 5 à 7 ans, et continuer à produire un peu de sucre même en hiver, dès qu’un rayon de Soleil le touche.

Cette stratégie l’emporte là où la belle saison est courte, en Scandinavie, en Sibérie ou en montagne : fabriquer des feuilles neuves chaque printemps coûterait trop cher pour un été de trois mois. Le mélèze est le seul conifère européen à perdre ses aiguilles, qui deviennent dorées en octobre dans les Alpes. Tous les conifères renouvellent en réalité leurs aiguilles, mais un peu chaque année, sans jamais se retrouver nus. Le vent qui finit par arracher les feuilles en octobre est le même que toute l’année ; son origine est expliquée dans Pourquoi y a-t-il du vent ?.