Pourquoi certaines plantes perdent-elles leurs feuilles en automne ?

Chez les arbres à feuilles caduques, la chute des feuilles en automne constitue une adaptation aux conditions difficiles de l'hiver. Lorsque les jours raccourcissent et que les températures baissent, les feuilles deviennent moins rentables pour la plante : elles produisent moins de sucres par photosynthèse, tout en continuant à perdre de l'eau. L'arbre réduit alors sa surface foliaire afin de préserver ses réserves et de mieux résister à la saison froide. Le chêne, l'érable, le bouleau et le hêtre suivent, avec des différences selon les espèces, ce cycle saisonnier.

La baisse de la lumière déclenche le changement

La diminution de la durée du jour est l'un des principaux signaux qui annoncent l'arrivée de l'hiver. Le refroidissement intervient également, mais son importance varie selon les espèces et les conditions locales. Ces signaux modifient le fonctionnement de l'arbre et déclenchent la sénescence des feuilles, c'est-à-dire un vieillissement programmé. Avant leur séparation, l'arbre récupère une partie des substances utiles qu'elles contiennent, notamment certains minéraux et des composés azotés, qu'il peut stocker dans ses branches, son tronc ou ses racines. La chlorophylle, le pigment vert indispensable à la photosynthèse, se dégrade alors progressivement. D'autres pigments, déjà présents dans la feuille ou révélés par la disparition de la chlorophylle, produisent les couleurs jaunes, orange et rouges caractéristiques de l'automne.

Une protection contre la déshydratation

La raison principale de la chute est la réduction des pertes d'eau. Les feuilles rejettent naturellement de la vapeur d'eau par leurs stomates, de minuscules ouvertures qui contrôlent les échanges gazeux : c'est la transpiration. En hiver, cette perte peut devenir dangereuse, car l'eau du sol est parfois difficile à absorber lorsque la terre est gelée ou que les températures sont très basses. Par ailleurs, les racines et les tissus conducteurs fonctionnent plus lentement pendant la saison froide. En se séparant de ses feuilles, l'arbre diminue fortement sa surface exposée et limite donc la quantité d'eau perdue. Cette économie contribue à éviter la déshydratation et les dommages liés au gel, même si elle s'accompagne d'un arrêt ou d'un ralentissement marqué de la photosynthèse.

Une séparation préparée par l'arbre

La feuille ne tombe pas simplement parce qu'elle se dessèche sous l'effet du froid. À la base de son pétiole, l'arbre met en place une zone d'abscission, constituée de cellules qui permettent une séparation progressive entre la feuille et le rameau. Avant cette séparation, les tissus foliaires utiles sont en partie récupérés. Après la chute, des tissus protecteurs se forment au niveau de la cicatrice laissée sur le rameau. Cette cicatrice contribue à limiter les pertes d'eau et l'entrée d'agents pathogènes. La chute des feuilles est donc un processus physiologique organisé, et non un accident provoqué uniquement par le vent ou les températures basses.

Des stratégies différentes selon les plantes

Toutes les plantes ne perdent pas leurs feuilles en automne. Les espèces à feuilles persistantes, notamment de nombreux conifères, conservent leur feuillage plusieurs années. Leurs aiguilles ou leurs feuilles sont généralement étroites, épaisses et protégées par une cuticule qui réduit la transpiration ; elles peuvent ainsi mieux supporter certaines périodes froides ou sèches. Chez certains chênes, les feuilles mortes restent attachées aux branches pendant une partie de l'hiver : ce phénomène est appelé marcescence. Le moment de la chute varie aussi selon l'espèce, l'âge de l'arbre et les conditions de lumière, de température et d'humidité. Mais chez les arbres caducs, le principe reste le même : abandonner temporairement les feuilles permet de réduire les pertes d'eau et de traverser une saison où la croissance et la photosynthèse sont moins favorables.