Pourquoi les arbres perdent-ils leurs feuilles ?

La question

Quand vient la saison froide, nous enfilons vestes et manteaux pour nous réchauffer ; les arbres, eux, se dépouillent ! D'abord magnifiquement colorées, du jaune au rouge en passant par l'orange, les feuilles des arbres dits caduques tombent les unes après les autres à la fin de l'automne. Pourquoi l'arbre abandonne-t-il toutes ses feuilles ?
Feuille d'arbre

La réponse

Comme des milliers de petits capteurs solaires, les feuilles de l'arbre lui sont bien utiles pour récupérer l'énergie du soleil et élaborer les éléments nécessaires à sa survie. Pour être bien efficace, les feuilles doivent être aussi larges et fines que possible, sans trop gêner les voisines. Cet aspect devient problématique en hiver : en effet, et c'est de la physique, une partie fine remplie de liquide gèlera très vite. Or un liquide qui gèle augmente son volume, et les dégats seraient terribles dans les feuilles et les branches : c'est l'explosion assurée des cellules et des petits vaisseaux conducteurs de sève.
 
Un autre phénomène est en cause : sous l'effet du froid, les petits gaz dissous dans la sève gèlent ; au printemps, les bulles d'air persistent et empêchent le retour de la sève dans les branches ou dans les feuilles ! C'est ce qu'on apelle l'embolie hivernale...
Pour passer la mauvaise saison, l'arbre « assassine » donc ses feuilles, puis, lorsque les conditions redeviennent clémentes, les bourgeons s'ouvrent et la sève est pompée jusqu'au sommet de l'arbre par les nouvelles feuilles gourmandes.
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La sève ne quitte pas les feuilles avant leur chute ! Il n'y a pas de descente de la sève. La chute des feuilles est régulée par des hormones, elles-mêmes controlées par les conditions extérieures (température, durée du jour...)
Les cellules du tronc, pour résister au froid, se déshydratent et accumulent entre autre des sucres permettant d'abaisser leur point de gel. En conséquence, on observe une diminution mesurable du diamètre de l'arbre, qui retrouve sa taille « normale » au printemps.
 
Quand aux parures colorées de l'arbre en automne, elles sont dûes à des pigments végétaux: anthocyanines (pourpres), carotènes (oranges) et xanthophylles (jaunes) qui sont présents toute l'année mais dont la couleur est masquée en été par la chlorophylle, présente en grande quantité dans les feuilles vivantes et responsable de la cou. Or la chlorophylle se dégrade très rapidement lorsque la feuille meure, ce qui révèle alors les pigments secondaires. Et comme rien ne se perd, la chlorophylle dégradée est récupérée pour synthétiser des nutriments qui rejoindront le reste de la sève !
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Et les arbres qui gardent leurs feuilles ou aiguilles ?
Ceux-çi sont plus équipés pour résister au froid : les vaisseaux conducteurs sont plus étroits et ne piègent donc pas de grosses bulles d'air. Mais attention, les feuilles et les aiguilles sont tout de même sujettes au vieillissement et l'arbre les rénouvelle régulièrement.
De toute façon, la perte des feuilles en hiver n'est pas une grosse perte pour l'arbre : les feuilles qui tombent enrichissent l'humus en se décomposant et, au fil du temps, les nutriments se minéralisent et peuvent être réabsorbés par les arbres. De plus, le métabolisme général est ralenti et l'arbre peut se passer de sa machinerie photosynthétique le temps de l'hiver.
 
En résumé...
 
Un arbre qui perd ses feuilles en hiver est dit caduque. Deux raisons principales expliquent la chute des feuilles:
- Du fait de leur forme fine et large, la sève des feuilles risquerait de geler en hiver et de faire exploser les cellules des feuilles et les petits canaux de sève.
- Lorsque la sève dégèle, les gaz présents ne s'y redissolvent plus. Au printemps, les bulles d'air dans les vaisseaux persistent et empêche la sève de circuler correctement. On appelle ce phénomène l'embollie hivernale.
En se débarassant de ses feuilles, l'arbre diminue fortement ces risques.

Pour aller plus loin...

- La chute des feuilles (document INRA)
 
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