C’est surtout la lumière 

L’automne est déjà bien avancé. Les couleurs flamboyantes qu’arborent nos arbres s’estompent graduellement avec la chute des feuilles. En ce sens, on pourrait qualifier la forêt de la plus grande effeuilleuse qui soit. À chaque automne on me demande : comment se fait-il que les feuilles se colorent et tombent? Est-ce à cause du froid? Est-ce la lumière qui diminue un peu chaque jour? Le facteur principal de cette transformation est surtout la lumière. Le froid, dans une moindre mesure, influence surtout la nuance des couleurs. Avant d’aborder le vif du sujet, un petit rappel sur le rôle important des feuilles dans la nature. 

De petites usines

Les feuilles d’un arbre sont un peu comme des milliers de petites usines chimiques. Elles captent la lumière du soleil qu’elles transforment en gaz carbonique pour en soutirer le carbone et en nourrir l’arbre. En retour, elles rejettent un «déchet» essentiel à la vie sur notre planète: l’oxygène. Si tous nos déchets avaient cette valeur, je serais certes éboueur. Tout ce procédé se nomme la photosynthèse, mais je vous ferai grâce des détails du mécanisme. Par contre, si vous désirez en savoir plus ou simplement rafraîchir vos connaissances sur le sujet, vos pouvez jeter un coup d’oeil à l’article suggéré en hyperlien. Pour en revenir à nos couleurs d’automne, ce qu’il importe de préciser ici, c’est le rôle que jouent les pigments dans la coloration des feuilles. 

Les pigments

Les pigments sont des molécules contenues dans les tissus des végétaux, plus particulièrement dans leurs feuilles. Le plus connu et le plus abondant des pigments végétaux est certainement la chlorophylle. C’est la chlorophylle qui, pendant la majeure partie de sa vie, procure à la feuille sa couleur verte. D’autres pigments sont également présents en quantité moindre dans la feuille, soit les carotènes et les xantophylles qui feront apparaître en automne les orangés et les jaunes. Enfin, une autre famille de pigments, les anthocyanines, fera pour sa part rougir l’érable, le chêne, le sumac vinaigrier et bien d’autres. Mais comment et pourquoi s’effectue cette métamorphose? 

Lorsque décroit la lumière

La chlorophylle

Avec la venue du printemps, les heures d’ensoleillement augmentent chaque jour et la température se réchauffe. C’est le signal pour les bourgeons de s’ouvrir et pour les feuilles d’en sortir et de croître rapidement. Nous avons évoqué précédemment le mécanisme de la photosynthèse qui est rendu possible grâce à la chlorophylle, ces pigments qui colorent nos feuilles de vert. La saison n’est pas si longue, quelques mois tout au plus, pendant lesquels la chlorophylle est abondante et permet à la feuille de nourrir l’arbre. Quand arrive l’automne, même s’il est parfois trompeur avec des températures encore chaudes, une chose ne peut mentir, c’est lorsque décroit la lumière. Peu à peu, dès le début de l’été, dès le solstice en fait, la durée du jour diminue. C’est imperceptible au début, on le réalise davantage en août et le phénomène s’accélère à partir de l’équinoxe d’automne.

Se préparer pour l’hiver

 C’est le temps pour l’arbre de commencer à se préparer pour l’hiver qui peut, ici, s’avérer parfois assez rude. Le tronc de l’arbre est protégé par son écorce et ses racines par le sol. Les feuilles étant trop fragiles pour résister au froid, il en coûterait trop à l’arbre en énergie pour tenter de les protéger. La stratégie qu’il a développée est tout simplement de les laisser tomber. Le passage qui suit, tiré de Science&Vie, décrit bien et de façon imagée la première étape de la décrépitude, aussi appelée sénescence, des feuilles: « Les journées raccourcissent, les nuits rafraîchissent… et l’arbre commence à se mettre en veilleuse. Il ralentit son métabolisme et interrompt la photosynthèse. Dès lors, la chlorophylle devient inutile : des enzymes s’activent pour démolir cette grosse molécule, et les « briques » qui la composent quittent la feuille avec la sève pour être stockées dans le tronc, les branches ou les racines. Elles seront ré-assemblées au printemps dans les nouvelles feuilles vertes.»

Les pigments jaunes et orangés

Parallèlement à l’opération d’évacuation de la chlorophylle, l’arbre sécrète une hormone végétale, l’éthylène. Cette dernière initie la formation d’un « tampon » de liège à la jonction de la tige de la feuille et de la branche, ce qui bloque les minuscules canaux qui conduisent la sève vers la feuille. La feuille épuise peu à peu ses propres réserves et la chlorophylle restante s’estompe. La disparition des pigments verts laisse la place aux autres pigments déjà présents dans la feuille, et c’est parti pour le bal des couleurs! Voici maintenant l’heure de s’exprimer pour les pigments de xantophylles et de carotènes. Place au jaune chez les xantophylles et à l’orangé chez les carotènes!

Les pigments rouges

Si la plupart des pigments étaient déjà présents dans la feuille pendant tout l’été mais étaient tout simplement masqués part le vert, il y a de spectaculaires exceptions. Celles-ci proviennent d’une autre famille de pigments, les anthocyanines. Les anthocyanines ne sont pas présentes dans la feuille en été, elles sont produites tout juste pendant la période de transition, avant la chute des feuilles. Les pigments rouges, bleus ou violets qui se forment alors nous permettent d’admirer ces couleurs flamboyantes qui embrasent pratiquement les chênes rouges, les amélanchiers, le sumac vinaigrier, les vignes sauvages, sans oublier bien sûr notre symbole: la feuille d’érable. Les anthocyanines sont surtout très présentes dans les fruits et les baies et elles jouent un rôle important pour notre santé grâce à leurs propriétés anti-oxydantes.

Soudain elles tombent!

«Toute bonne chose a une fin» entend-on souvent. Le spectacle des couleurs ne fait pas exception. Sous leur apparat automnal, les feuilles se dégradent et s’affaiblissent peu à peu. Soudain elles tombent! Au gré des intempéries, la chute peut se faire en quelques heures à peine et parfois c’est plus graduel. Quoi qu’il en soit, le sol se couvre bientôt lui aussi de milliers, voir de millions de feuilles. C’est à son tour de se colorer un peu. Il ne restera pas ainsi très longtemps car très vite les feuilles bruniront. Pour plusieurs personnes, cet événement devient une corvée que de râteler et ramasser toutes ces feuilles. Pourquoi ne pas, bien au contraire, en profiter pour sortir et admirer ce joli spectacle? Pourquoi ne pas passer le râteau en chantant ou sifflotant, tout en prenant un bon bol d’air frais? Pourquoi ne pas se permettre de retomber un peu en enfance et se laisser tomber dans le moelleux tas de feuilles? Pourquoi ne pas faire tout simplement d’une potentielle corvée une occasion de s’amuser dehors en famille ou entre amis? 

Laissons parler l’image

Goethe affirmait que «Les couleurs sont des actions de la lumière». Paradoxalement, sous nos latitudes on pourrait dire qu’au contraire c’est la diminution de la lumière qui crée, pour un éphémère moment, l’apparition des couleurs. Je m’amusais récemment à établir une certaine analogie entre le cycle du feuillage de nos arbres décidus et les feux de circulation. L’été tout est au vert, c’est la saison où tout roule allègrement. Vient l’automne, le feuillage vire au jaune, l’arbre ralentit, puis il passe au rouge et tout s’arrête. L’arbre se dénude et marque un temps de pause pour l’hiver.

Allons, trêve de bavardage, à quoi bon tous ces mots? La photographie peut décrire bien mieux qu’eux la beauté de l’automne. Laissons parler l’image…

• Sources: Science&Vie, ArbresCanada, SciencePost, Le jardin botanique, NatureConservacyCanada, Botarela