Tout le monde apprécie l’ombre des arbres durant l’été et les magnifiques couleurs de leurs feuilles à l’automne. Et pendant l’hiver? Que font les arbres lorsqu’il fait froid et qu’ils sont recouverts de neige?

Quand les journées raccourcissent et que les températures chutent la nuit, les arbres entament un changement très important. Pendant une courte période, nous profitons d’un magnifique spectacle alors que leurs feuilles changent : elles passent de teintes vertes à un dégradé d’orange foncé, de rouge et de jaune avant de tomber, laissant l’arbre nu pendant les mois d’hiver.

Pourquoi les arbres perdent-ils leurs feuilles à l’automne?

Les arbres à feuilles caduques perdent leurs feuilles à l’automne, en partie pour se protéger du poids de la neige et de la glace. Si des feuillus comme les chênes ou les érables gardaient leurs feuilles toute l’année, il y aurait plus de surface disponible pour que la neige et la glace s’accumulent durant l’hiver. Cette accumulation de neige et de glace ferait porter un poids supplémentaire sur les arbres, ce qui pourrait briser leurs branches, voire leurs troncs dans certains cas.

En revanche, les conifères comme les épinettes et les pins ne perdent pas leurs aiguilles lorsque l’automne arrive. Leurs fines aiguilles laissent bien moins d’espace à l’accumulation de la neige et de la glace, ce qui leur évite d’avoir à supporter une couche de neige importante.

Il existe une autre différence physique qui influe sur la capacité d’un arbre à supporter le poids de la neige : sa forme. La majorité du feuillage des arbres à feuilles caduques se trouve à la cime à l’inverse des conifères, dont la forme de cône empêche de grandes quantités de neige de s’accumuler sur les branches. La faible quantité de neige présente sur un conifère va au contraire servir à protéger les aiguilles des rayons néfastes du soleil, tout en permettant à l’arbre d’offrir un abri à de petits animaux comme des oiseaux.

Acclimatation

Au-delà de la perte des feuilles, les arbres subissent également une transformation interne pour survivre aux températures glaciales de l’hiver. Les arbres qui doivent résister à des températures inférieures à zéro pendant une partie de l’année passent par un processus en deux étapes qu’on appelle « acclimatation ».

La première étape intervient à la fin de l’été, lorsque les jours raccourcissent et que l’exposition de l’arbre à la lumière diminue. Des photopigments sensibles à la lumière répondent alors en envoyant des signaux qui déclenchent la dormance.

La deuxième étape est activée par le temps froid, généralement des températures inférieures ou égales à 10 °C. Lors de cette étape, les acides gras saturés qu’on trouve dans les membranes des cellules sont remplacés par des acides gras non saturés. Ces acides gras non saturés présentent une température de congélation plus basse que les acides gras saturés, ce qui aide l’arbre à poursuivre son processus d’acclimatation à mesure que les températures baissent.

Résistance au froid

Une fois le processus d’acclimatation terminé, l’arbre est prêt à résister au froid. La résistance au froid est la capacité d’une plante à survivre lorsque les températures passent en dessous de zéro. Avec de telles températures, plusieurs transitions différentes ont lieu à l’intérieur de l’arbre, mais l’objectif principal est d’empêcher la congélation de l’arbre de l’intérieur. La congélation peut en effet entraîner l’augmentation du volume d’eau à l’intérieur de l’arbre, endommager ses cellules et provoquer sa mort. Pour éviter cela, les arbres extraient de l’eau de leurs cellules et la stockent dans les voies apoplastiques, des espaces vides qui se trouvent entre les cellules. Même si cette eau est susceptible de geler, elle n’endommagera pas l’arbre.

Certaines espèces nordiques comme l’épinette noire et le peuplier faux-tremble utilisent cet incroyable processus d’adaptation pour survivre à des températures qui peuvent aller jusqu’à -80 ºC!

Ressources

Runtz, Michael. “Beating the Odds.” Natural History, Kendall Hunt Publishing Company, Dubuque, IA, 2012, pp. 201–214.