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Pourquoi les feuilles d'automne virent au rouge

> 01 novembre 2007

Selon une hypothèse récente, le rougissement des feuillages d'automne traduirait la maximisation des processus de stockage de nutriments avant la chute définitive des feuilles, permettant au végétal de passer l'hiver dans les meilleures conditions.

 

Les feuillages d'automne sont typiquement synonymes d'embrasement de couleurs, les jaunes d'or disputant aux teintes fauves et sanguines la palme de l'élégance. Pourtant, aussi surprenant soit-il, les causes et mécanismes des variations de couleur foliaire conservent encore leur part de mystère.

Paysage d'automne - Limousin

Le mécanisme du jaunissement est parfaitement expliqué. Il intervient lorsque s'arrête la synthèse de chlorophylle, démasquant alors les caroténoides jaunes contenus dans la feuille. En revanche, la couleur rouge résulte de la synthèse automnale de nouveaux pigments phénoliques (anthocyanines et caroténoides rouges) [1]. Se pose alors la question de savoir pourquoi certains arbres dépensent de l'énergie à synthétiser un nouveau pigment pour des feuilles sur le point de tomber.

Ce sujet a été largement débattu et a engendré plusieurs explications quant au rôle possible des pigments rouges : défense contre certains insectes [2, 3, 4, 5] a b, attraction pour les oiseaux qui disperseraient alors plus efficacement les fruits [9, 10].

Mais l'une des hypothèses les plus séduisantes a été avancée il y a quelques années par Hoch et al. [11] selon laquelle ces pigments agiraient comme photoprotecteursc pendant que l'arbre récupère le maximum de nutriments des feuilles avant leur chuted. Pendant que le taux de chlorophylle décroit, la feuille devient en effet très vulnérable à l'excès d'ensoleillement et sa préservation augmente les performances de recyclage de nutiments.

Il est ainsi fréquent de constater, notamment chez les érables, que les feuilles exposées au sud ou situées à la périphérie soient plus rouges que celles orientées au nord ou vers l'intérieur de l'arbre. En dehors de la luminosité, les basses températures peuvent aussi favoriser l'apparition d'anthocyanine. Ceci s'accorde bien avec les observations selon lesquelles les couleurs les plus vives apparaissent lors de la succession de journées très ensoleillées et de nuits très froides, conditions plus fréquemment rencontrées en Amérique du Nord qu'en Europe.

Une observation récente d'Emily Habinck (Université de Caroline du Nord, Charlotte, E.U) relayée par la revue Nature [12] semble conforter la thèse de Hoch. A la suite d'observations locales, cette scientifique a constaté que des arbres poussant sur milieux pauvres viraient au rouge pendant l'automne, alors que leurs homologues poussant sur sol riche ne se départissaient pas de leur teintes dorées. Pour compenser ce qu'ils ne trouvent pas en quantité suffisante dans le sol, les arbres poussant en milieu ingrat développent donc une stratégie de récupération maximale des composés azotés depuis les feuilles et l'effet photoprotecteur des anthocyanines jouerait alors à fond.

Tout aussi intéressantes que soient chacune des théories, il faut bien convenir qu'elles n'ont pas de portée universelle tant au plan géographique que celui des espèces concernées. Certains arbres ou végétaux disposent en effet naturellement de feuilles rouges, d'autres comme le bouleau à papier semblent adopter une stratégie de photoprotection quelque peu différente [11]. Comme le souligne Brumfiel [13], la réalité doit probablement emprunter à plusieurs théories. Gageons que le débat n'est pas clos !

 

Notes

  1. Néanmoins cette hypothèse n'a pas été vérifiée avec les pucerons par Schaefer et Rolshausen [6].
  2. L'influence de la couleur sur certains insectes reste sujet de discussion. Les théories basées sur la co-évolution suggèrent que les pigments rouges pourraient dissuader certains insectes (ex. pucerons) de déposer leurs oeufs en automne sur les arbres. Les théories basées sur le rôle photoprotecteur des pigments rouges expliquent que les arbres concernés recyclent mieux l'azote [7]. Mais ils devraient alors constituer de meilleures sources nutritives pour plusieurs espèces d'insectes... [8]
  3. Les anthocyanines pourraient assurer le rôle de photoprotecteurs en bloquant les radicaux libres générés par la lumière.
  4. Les expérimentations ont été conduites en comparant les performances de recyclage de l'azote de variétés d'arbres sauvages et de leurs mutants déficients en anthocyanine. Ces derniers, dont les feuilles ne rougissent pas, recyclent moins efficacement les composés azotés que les souches sauvages.

 

Références
  1. Hormaetxe K, Hernández A, Becerril JM, García-Plazaola JI. Role of red carotenoids in photoprotection during winter acclimation in Buxus sempervirens leaves. Plant Biol (Stuttg). 2004 May;6(3):325-32.
  2. Hamilton WD and Brown SP. Automn tree colours as a handicap signal. Proc Biol Sci. 2001 Jul 22;268(1475):1489-93.
  3. Ougham HJ, Morris P, Thomas H. The colors of autumn leaves as symptoms of cellular recycling and defenses against environmental stresses. Curr Top Dev Biol. 2005;66:135-60.
  4. Archetti M. The origin of autumn colours by coevolution. J Theor Biol, 2000, 205:625–630
  5. Archetti M. and Brown SP. The coevolution theory of automn colours. Proc Biol Sci. 2004 Jun 22;271(1545):1219-23.
  6. Schaefer HM, Rolshausen G. Aphids do not attend to leaf colour as visual signal, but to the handicap of reproductive investment. Biol Lett. 2007 Feb 22;3(1):1-4.
  7. Schaberg PG, Van Den Berg AK, Murakami PF, Shane JB, Donnelly JR. Factors influencing red expression in autumn foliage of sugar maple trees. Tree Physiol. 2003 Apr;23(5):325-33.
  8. Archetti M. Autumn colours and the nutrient retranslocation hypothesis: a theoretical assessment. J Theor Biol. 2007 Feb 21;244(4):714-21. Epub 2006 Sep 22.
  9. Stiles, E. W. Fruit flags. Two hypotheses. American Naturalist 1982, 120: 500-509.
  10. Facelli JM. Experimental evaluation of the foliar flag hypothesis using fruits of Rhus glabra (L.). Oecologia, 1992, 93, (1):70-72.
  11. Hoch WA, Singsaas EL and McCown BH. Resorption protection. Anthocyanins facilitate nutrient recovery in autumn by shielding leaves from potentially damaging light levels. Plant Physiol. 2003 Nov ;133 (3):1296-305
  12. Sanderson K. Why automn leaves turn red. Nature, 2007, online news 2007.202
  13. Brumfiel G. The Warm Hues of Fall Foliage: Competing theories try to explain the season's spectacular show of color, but most come up short. Sci. Am., Oct. 15, 2001 (rep. Sept. 30, 2002).

 

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