Nous apprécions tous l’ombre que nous procurent les arbres en été et leurs belles feuilles en automne, mais qu’en est-il en hiver ? Que font les arbres lorsqu’il fait froid et qu’ils sont recouverts d’une couche de neige ?
Lorsque les jours commencent à raccourcir et les nuits à se rafraîchir, les arbres entament un changement très important. Pendant un bref instant, nous pouvons observer leur magnifique transition, les feuilles passant des teintes vertes aux oranges, rouges et jaunes profonds, avant qu’elles ne tombent, laissant l’arbre stérile pour les mois d’hiver.
Pourquoi les arbres perdent-ils leurs feuilles à l’automne ?
L’une des raisons pour lesquelles les arbres à feuilles caduques perdent leurs feuilles à l’automne est qu’elles les protègent du poids de la neige et de la glace. Si les arbres feuillus, comme les chênes ou les érables, gardaient leurs feuilles toute l’année, la surface disponible pour l’accumulation de neige et de glace pendant l’hiver serait plus importante. Cette accumulation supplémentaire de neige et de glace pourrait peser sur les arbres et provoquer la rupture de leurs branches, voire de leurs troncs dans certains cas.
Cependant, les conifères, comme l’épicéa et le pin, ne perdent pas leurs aiguilles à l’automne. Leurs aiguilles fines offrent beaucoup moins de surface d’appui à la neige et à la glace, ce qui leur évite d’avoir à supporter le poids d’une importante couche de neige.
Une autre différence physique qui influe sur la capacité d’un arbre à supporter le poids de la neige est sa forme. Alors que les arbres à feuilles caduques ont l’essentiel de leur canopée au sommet, les conifères sont à l’opposé. Leur forme conique empêche de grandes quantités de neige de s’accumuler sur les branches. Au lieu de cela, la petite quantité de neige qu’un conifère recueille agit comme une couverture et protège les aiguilles des rayons nocifs du soleil, tout en offrant un abri à de petits animaux tels que les oiseaux.
Acclimatation
Outre la perte des feuilles à l’automne, les arbres subissent également une transformation interne pour survivre aux températures glaciales de l’hiver. Les arbres qui passent une partie de l’année à des températures inférieures à zéro passent par un processus en deux étapes appelé acclimatation.
La première étape a lieu à la fin de l’été, lorsque les jours raccourcissent et que l’exposition de l’arbre à la lumière diminue. Au cours de cette phase, les photopigments sensibles à la lumière réagissent en envoyant des signaux qui déclenchent la dormance.
La deuxième phase est activée par le froid, généralement à des températures inférieures ou égales à 10 °C. Les acides gras saturés sont alors libérés. Au cours de cette phase, les acides gras saturés présents dans les membranes cellulaires sont remplacés par des acides gras insaturés. Ces acides gras insaturés ont une température de congélation plus basse que leurs homologues saturés, ce qui aide l’arbre à poursuivre le processus d’acclimatation lorsque les températures baissent.
Résistance au froid
Une fois le processus d’acclimatation terminé, l’arbre est prêt à devenir résistant au froid. La résistance au froid est la capacité d’une plante à survivre à des températures inférieures à zéro. Bien que de nombreuses transitions différentes se produisent à l’intérieur de l’arbre à des températures inférieures à zéro, l’objectif principal est de protéger l’arbre contre le gel interne. Le gel peut provoquer l’expansion de l’eau dans l’arbre, endommager ses cellules et entraîner la mort de l’arbre. Pour éviter cela, les arbres extraient l’eau de l’intérieur de leurs cellules et la stockent dans les voies apoplastiques qui les séparent. Bien que cette eau soit toujours sujette au gel, elle ne causera pas de dommages à l’arbre.
Certaines espèces nordiques, comme l’épicéa noir et le peuplier faux-tremble, utilisent ce processus d’adaptation étonnant pour survivre à des températures aussi basses que -80ºC !
