Pourquoi les feuilles changent de couleur à l'automne
L’automne est ma saison préférée – vive, fraîche et pleine de promesses. Je veux porter des carreaux, tailler des crayons et acheter un nouveau journal.
Chaque année, j'attends avec impatience des promenades tranquilles parmi le feuillage aux couleurs vives qui parsèment mon paysage local.
bouleaux, Bétula spp., et les peupliers tulipes, Liriodendron tulipiferasont inondés de jaune.
Érables, Acer spp., sumac vinaigrier, Rhus typhinaet vigne viergeParthenocissus quinquefoliadevient un écarlate ardent.
Et les hortensias à feuilles de chêne multicolores orange, violet, rouge et jaune, Hortensia quercifolian'ont d'égal que les teintes tout aussi diverses des sassafras.
Au fil des années, de nombreuses expositions véritablement éblouissantes ont eu lieu, mais la palette est parfois plus discrète. Je me demandais si je savais vraiment pourquoi, alors j'ai exploré le cycle de vie d'une feuille.
Dans cet article, je vais vous raconter ce que j'ai appris sur les raisons pour lesquelles les feuilles changent à l'automne. Vous serez peut-être surpris de découvrir que même les scientifiques ne comprennent pas pleinement le phénomène.
Voici les sujets que nous aborderons ensemble :
Commençons.
Vert et en croissance
Les arbustes ligneux vivaces, les arbres et les vignes qui perdent leurs feuilles sont décrits comme étant à feuilles caduques, par opposition à persistantes.
Le feuillage vert semble vert car il contient un pigment appelé chlorophylle qui n'absorbe pas la lumière verte.
Au cours de sa vie, une plante absorbe du dioxyde de carbone et de l'eau et les transforme en nourriture via la photosynthèse.
La photosynthèse est un processus en deux étapes qui se déroule à l’intérieur des chloroplastes, des organites microscopiques ou des structures situées à l’intérieur des parois cellulaires des plantes.
La première phase dépend de la lumière. La deuxième phase, ou cycle de Calvin, est indépendante de la lumière.
Au cours de la première phase, l’absorption de la lumière crée deux molécules chimiques de coenzyme, le NADPH et l’ATP.
Durant la seconde, elle utilise leur énergie pour produire du glucose, dont les sucreries ont besoin pour survivre.
Pour pousser, fleurir, produire des fruits et produire des graines, une plante photosynthétique doit continuellement se nourrir via ce processus.
Mais à mesure que la saison de croissance touche à sa fin chez les espèces à feuilles caduques, le besoin de nourriture diminue.
Clôture
À l’approche de l’automne, les jours raccourcissent. À mesure que les nuits s’allongent et se refroidissent, les feuilles absorbent moins de nutriments et la production de chlorophylle ralentit.
À mesure que la fabrication des aliments ralentit, les plantes à feuilles caduques absorbent la chlorophylle restante.
Progressivement, la couleur verte révèle des pigments accessoires masqués par la présence de chlorophylle, notamment des tanins bruns, des caroténoïdes orange, des xanthophylles jaunes et des anthocyanes rouges.
Ces pigments se révèlent pour produire un magnifique spectacle de fin de saison.
En plus de réduire la production de chlorophylle et de changer de couleur, une plante à feuilles caduques se prépare à laisser tomber ses feuilles pour la dormance hivernale.
Pour ce faire, de nouvelles cellules se développent à l’endroit où le pétiole ou la tige se sépare de la branche principale. Ils forment une couche ou une zone d'abscission.
Les cellules bloquent les nervures des feuilles, les obligeant à retenir le sucre et à produire des anthocyanes, les pigments rouges.
Lorsque la couche d'abscission est terminée, la feuille est isolée de la branche et prête à être libérée.
Selon le service forestier de l'USDA, le calendrier du cycle foliaire semble être déterminé génétiquement et ne varie pas selon l'emplacement géographique.
Par exemple, peu importe où vous vous trouvez, les chênes sont l’une des dernières espèces à changer de couleur à la fin de la saison de croissance.
Certaines espèces, comme les chênes des pins, Quercus palustrispoussant dans un parc près de chez moi, conservent leurs feuilles jusqu'au printemps suivant.
Ce comportement est appelé marcescence et se produit chez les espèces qui ne produisent pas de couches d'abscission. Les autres arbres marcescents sont les hêtres, Fagus spp., et charme, Carpinus betulus.
Facteurs contribuant au changement de couleur des feuilles
En plus des périodes prolongées d'obscurité, des nuits plus fraîches et de la pigmentation sous-jacente, les conditions météorologiques et l'humidité jouent un rôle essentiel dans la création de la riche tapisserie de l'automne.
Lorsque les précipitations au printemps et en été sont adéquates et qu’il n’y a pas de sécheresse, les biologistes comme Harold Neufeld, le « Fall Color Guy » de l’Appalachian State University, sont optimistes quant à des résultats supérieurs.
Cependant, lorsque les températures estivales chaudes persistent jusque tard dans l’automne, non seulement elles retardent le processus de retournement, mais elles contribuent également à réduire l’éclat des couleurs que présentent les plantes.
En Caroline du Nord, en 2017, de telles températures prévalaient, produisant principalement des oranges et des jaunes.
Le vent et la pluie sont des facteurs supplémentaires préjudiciables à un grand spectacle. Les feuilles peuvent se détacher prématurément en cas de fortes rafales et d'averses.
De plus, par temps nuageux et pluvieux, la production de sucre essentiel à la production de pigment anthocyanique rouge est réduite et les couleurs déjà révélées apparaissent mal.
Enfin, un gel précoce peut anéantir toute attente de couleur magnifique, car il empêche les pigments d’atteindre leur apogée ou tue complètement les feuilles.
Les conditions météorologiques idéales lors du ralentissement de la photosynthèse sont des journées sèches et ensoleillées et des nuits fraîches sans gel.
Théories à l'étude
Comme vous pouvez le constater, nous savons beaucoup de choses sur les raisons pour lesquelles le feuillage change de couleur.
Cependant, les scientifiques ne sont pas convaincus d’avoir une vision globale de la situation.
Les recherches en cours portent sur les effets du changement climatique sur le feuillage d'automne et la pigmentation comme moyen de dissuasion des herbivores.
En 2001, les biologistes évolutionnistes WD Hamilton et SP Brown ont suggéré que les feuilles d'automne pourraient être un « signal de handicap » qui avertit les insectes de la présence de produits chimiques toxiques et agit comme un moyen de dissuasion.
On parle de handicap, car il s’agit d’un mécanisme de défense « honnête » ou non déguisé qui a un coût pour l’arbre : une réduction de la chlorophylle en échange de couleurs vives qui dissuadent les insectes.
La diversité des couleurs peut être le résultat d'une défense ciblée d'un arbre contre des ravageurs particulièrement agressifs.
Ils se sont concentrés sur les pucerons, des ravageurs qui utilisent la couleur comme indicateur lors de la sélection du feuillage de leur hôte, comme les érables.
De même, une étude de 2011 a déterminé que les tanins défendent contre les insectes nuisibles en raison de leurs propriétés dissuasives et/ou toxiques.
Une autre étude réalisée en 2020 a bouleversé les attentes des scientifiques.
Il a révélé que même si le réchauffement climatique allonge la saison de croissance et que les feuilles poussent plus tôt et tombent plus tard, une période de photosynthèse plus longue peut en réalité contribuer à une chute plus précoce des feuilles au fil du temps.
Et une chute précoce affecte négativement la capacité des arbres forestiers à absorber le dioxyde de carbone et contribue au changement climatique au lieu de contribuer à le réduire.
Le cycle des feuilles d’automne est un domaine d’étude scientifique passionnant. J'ai hâte de connaître les derniers développements !
Vraies couleurs
En plus d'être un phénomène botanique, l'observation des feuilles, comme on l'appelle, est une industrie qui pèse plusieurs milliards de dollars.
Lorsque des prévisionnistes comme Harold Neufeld prédisent une mauvaise diffusion, les régions populaires comme la Nouvelle-Angleterre et la Caroline du Nord sont confrontées à des conséquences économiques.
Ici, dans le sud-est de la Pennsylvanie, la sécheresse estivale de cette année nous prive d'un automne spectaculaire.
Alors que la plupart des grands arbres sont encore verts, certaines plantes ornementales plus petites deviennent orange et d’autres perdent déjà leurs feuilles jaunes.
Nous ne sommes qu’en août au moment d’écrire ces lignes et notre feuillage culmine généralement en octobre.
Les feuilles d’automne ne révèlent pas seulement des couleurs cachées, elles dressent également le portrait d’une planète en pleine mutation.
Prenez le temps d'apprécier la palette exquise de la nature. Plantez des arbustes ligneux à feuilles caduques vivaces, des arbres et des vignes qui sont non seulement beaux, mais créent un habitat pour la faune et favorisent le refroidissement.
Laissez votre espace de vie extérieur refléter ce que vous aimez et qui vous êtes.
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