Couleurs de l’automne

Les couleurs vertes

Au printemps et en été, la substance la plus abondante dans les feuilles est la chlorophylle, qui leur donne leur couleur verte. La chlorophylle est essentielle à la photosynthèse, le processus qui convertit l’énergie de la lumière du soleil en sucre. Cette lumière solaire est également nécessaire à la synthèse de la chlorophylle elle-même. Pendant l’été, lorsque les jours sont longs et que la lumière du soleil est abondante, la chlorophylle est synthétisée en quantité constante et abondante, de sorte que les feuilles demeurent vertes tout au long de la saison. Mais lorsque l’automne approche et que les heures de lumière diminuent, la production de chlorophylle ralentit. De plus, les températures fraiches de l’automne freinent le passage des nutriments dans les feuilles, ce qui diminue davantage la synthèse de chlorophylle. À mesure que la quantité de chlorophylle dans la feuille diminue, d’autres substances colorées, qui étaient toujours présentes dans les feuilles mais jusqu’alors masquées par le vert, deviennent visibles.

Couleurs jaunes

Parmi les groupes de substances qui apparaissent lorsque la chlorophylle diminue se trouvent les caroténoïdes. Ces pigments d’un jaune éclatant changent en or les trembles, ainsi que de nombreux autres arbres comme les bouleaux, les peupliers, les aulnes, les noyers, les érables, les sycomores et les cerisiers tardifs. Les caroténoïdes sont présents dans de nombreux autres organismes vivants, et ils donnent leur couleur caractéristique au canari, au maïs, aux carottes, ainsi qu’au bouton d’or, à la banane et au jaune d’œuf. Contrairement à la chlorophylle, les caroténoïdes n’ont pas besoin de la lumière du soleil pour la synthèse, de sorte que le raccourcissement des jours en automne ne les affecte pas et que leur couleur domine lorsque la chlorophylle disparait. La couleur jaune du gazon qui est temporairement caché du soleil par un morceau de bois ou une roche est un exemple de la manière dont les caroténoïdes n’ont pas besoin de sa lumière.

Couleurs rouges et pourpres

Le feuillage d’automne jaune est commun sous les latitudes tempérées partout dans le monde, mais on ne trouve les rouges éclatants qu’en Amérique du Nord, au Japon, en Corée du Sud et du Nord et dans le nord de la Chine. L’érable rouge nord-américain est introduit dans de nombreux pays, et sa culture sélective donne naissance à de nombreuses variétés locales qui portent des noms charmants comme October Glory (gloire d’octobre), Red Sunset (coucher de soleil rouge) ou Autumn Flame (flamme automnale).

Les rouges et les pourpres du feuillage automnal sont le résultat de la présence d’un autre groupe de pigments appelés anthocyanines. Contrairement aux caroténoïdes jaunes, ces substances rouges ne sont pas présentes durant toute la saison de croissance et ne se développent qu’à la fin de l’été, en raison d’un changement dans la décomposition métabolique du sucre. C’est aux anthocyanines qu’on doit les magnifiques rouges des érables, des chênes, des sumacs, des cornouillers, des bruyères et des nyssas sylvestres. Ils donnent également leurs couleurs familières aux fruits communs comme les canneberges, les prunes, les raisins, les pommes, les cerises et les fraises. Ces mêmes pigments sont souvent combinés aux pigments des caroténoïdes jaunes pour produire les teintes de bronze ou d’orangé de certains autres feuillus.

Variation des couleurs

Certains automnes sont moins colorés que d’autres. La sécheresse fait pâlir les feuilles qui brunissent et tombent en ne laissant aucune trace de couleur. Les fortes pluies empêchent également les belles couleurs d’automne de se manifester. Lorsque les fortes pluies se combinent au vent, les arbres peuvent être dépouillés de leurs feuilles avant qu’elles n’atteignent tout leur éclat. Les meilleures conditions sont des journées chaudes et ensoleillées et des nuits fraiches sans gel qui, contrairement à la croyance commune, ne sont pas nécessaires à la transition des couleurs et peuvent entrainer la chute des feuilles prématurée. Bien que les journées claires et lumineuses et les nuits fraiches accentuent les rouges, ces conditions semblent n’avoir que peu d’effet sur l’intensité des jaunes.

Habitats colorés

L’un des habitats les plus colorés du Canada est la tourbière. Une tourbière est un type de terre humide dans laquelle la sphaigne constitue le principal couvert végétal (voir Terres humides). L’eau des tourbières est très acide et pauvre en oxygène, des caractéristiques qui ne conviennent pas à de nombreuses plantes. En plus de la sphaigne, deux groupes de plantes prospèrent dans les tourbières, soit la bruyère et le mélèze, qui arborent tous deux de vives couleurs en automne. La famille des bruyères, qui comprend les bleuets et d’autres arbrisseaux comme la cassandre, l’andromède, le thé du Labrador et le kalmia à feuilles étroites, tournent au pourpre vif en automne. Le mélèze laricin, un conifère de la grande famille des mélèzes, passe du vert clair à un jaune d’or riche et translucide. Ses aiguilles longues et fines donnent à ses branches un aspect plumeux et délicat. Contrairement aux autres conifères, le mélèze laricin perd ses aiguilles en automne.

Perte des feuilles

Les arbres perdent leurs feuilles en automne, car c’est pour eux le moyen le plus économique de survivre à l’hiver. Quand elles sont sur l’arbre, les feuilles perdent continuellement de l’eau par leurs pores de surface qui doivent rester ouverts pour absorber le dioxyde de carbone nécessaire à la photosynthèse. Quand la température devient trop froide pour la photosynthèse, si l’arbre conserve ses feuilles, il continue à perdre de l’humidité sans en tirer aucun bénéfice. Alors que le sol gèle, l’arbre ne peut plus en extraire l’eau dont il a besoin pour compenser ces pertes. De plus, si les feuilles étaient conservées en hiver, elles deviendraient trop lourdes en raison du poids de la neige et de la glace, et elles tomberaient, emportant avec elles des éléments nutritifs essentiels à la santé de l’arbre. À l’état normal des choses, les arbres à feuilles caduques drainent les minéraux et autres nutriments de leurs feuilles avant qu’elles ne tombent, et ils les emmagasinent en prévision de la prochaine saison de croissance. Les conifères n’ont pas besoin de se dépouiller de leurs aiguilles en automne, parce qu’ils sont mieux protégés contre la perte d’eau. Leurs aiguilles sont recouvertes d’une épaisse couche de cire, et leurs pores peuvent se fermer complètement afin d’éviter toute perte d’humidité.

Le destin des feuilles d’automne est déterminé des semaines avant qu’elles ne se détachent de l’arbre. Quand s’achève la saison de croissance à la fin de l’été, une couche liégeuse de cellules se forme à la base de la tige de la feuille. Ces cellules empêchent le passage des minéraux, de l’eau et d’autres nutriments de pénétrer dans la feuille. Peu à peu, cette couche affaiblit le point d’attache de la feuille, et éventuellement, le vent détache la feuille. Une substance cireuse et imperméable scelle alors la cicatrice de feuille. Durant l’hiver, les feuilles tombées s’entassent sous l’effet de la neige et de la pluie. Au printemps, elles sont lentement décomposées par les bactéries, les champignons, les insectes et les vers et sont converties en nutriments qui peuvent être à nouveau absorbés par l’arbre, contribuant ainsi au cycle nutritif des écosystèmes et à un sol riche et sain. Ces feuilles mortes servent également d’abri en hiver à divers petits animaux, comme les insectes, en les isolant de la neige et du froid.

Le saviez-vous?
Il arrive que certains arbres à feuilles caduques, comme les chênes et les hêtres, ne perdent pas leurs feuilles en hiver, même après avoir perdu leur chlorophylle. Ce phénomène se nomme la marcescence et est décrit comme le flétrissement et la persistance d’un organe végétal qui tombe généralement (le plus souvent une feuille). Ces feuilles brunes et séchées peuvent rester jusqu’à ce qu’un vent suffisamment fort ou une autre force arrache la feuille de l’arbre.