Pourquoi les feuilles changent-elles de couleur en automne ?
En automne, beaucoup de feuilles deviennent jaunes, orange ou rouges parce que leur chlorophylle verte disparaît : certains pigments se révèlent, tandis que d’autres sont fabriqués. Mais pourquoi ce changement arrive-t-il à cette saison, et pourquoi tous les arbres n’ont-ils pas les mêmes couleurs ?
Le vert cache d’autres couleurs
Au printemps et en été, les feuilles contiennent beaucoup de chlorophylle, un pigment vert. Un pigment est une substance qui absorbe certaines couleurs de la lumière et en renvoie d’autres. C’est la lumière renvoyée vers tes yeux qui donne à la feuille sa couleur visible.
La chlorophylle est surtout nécessaire à la photosynthèse. Grâce à l’énergie lumineuse, l’arbre fabrique des sucres à partir d’eau et de dioxyde de carbone, un gaz présent dans l’air. Ces sucres lui servent notamment à grandir et à constituer des réserves. Pour comprendre ce travail des feuilles, tu peux lire la photosynthèse expliquée simplement.
Une feuille verte contient aussi des pigments jaunes et orange, appelés caroténoïdes. Pendant la belle saison, la chlorophylle est généralement assez abondante pour masquer leurs couleurs : le vert domine alors dans la feuille. Imagine un dessin jaune recouvert de vert : le jaune est toujours là, même si tu le distingues mal.
L’automne change le programme
À l’approche de l’hiver, les jours raccourcissent. Chez de nombreux arbres des régions tempérées, cette diminution de la durée du jour, associée aux températures, participe au déclenchement des changements d’automne. Le froid n’est donc pas l’unique responsable, et une gelée n’est pas nécessaire pour que les feuilles se colorent.
Dans les feuilles qui vieillissent, la chlorophylle se dégrade et n’est plus renouvelée au même rythme. Le vert s’efface progressivement. Les pigments jaunes et orange, jusque-là moins visibles, apparaissent alors plus nettement. Ces couleurs viennent des changements de composition de la feuille, sans que l’arbre y verse de peinture.
Avant de perdre ses feuilles, l’arbre récupère aussi une partie de leurs éléments nutritifs, notamment de l’azote, pour les conserver dans ses tissus. Il ne récupère pas tout, mais ce recyclage lui permet de garder des ressources utiles pour la suite.
Une zone de séparation se forme progressivement à la base du pétiole, la petite tige qui relie la feuille à la branche. La feuille finit par se détacher. Pour beaucoup d’arbres à feuilles caduques, perdre ce feuillage limite les pertes d’eau pendant une saison où l’eau du sol peut devenir difficile à absorber.
Jaune, rouge ou brun ?
Les feuilles jaunes et orange doivent donc souvent leur couleur à des pigments déjà présents en été. Chez de nombreuses espèces, le rouge vient de pigments appelés anthocyanes, qui sont fabriqués dans les feuilles à l’automne. Tous les arbres n’en produisent pas de la même façon ni en même quantité.
Tu peux ainsi voir un érable porter des feuilles rouges, tandis qu’un ginkgo devient surtout jaune. Même deux arbres de la même espèce peuvent présenter des nuances différentes selon leurs caractéristiques et les conditions dans lesquelles ils poussent. Une feuille peut aussi garder des zones vertes près de parties déjà jaunes ou rouges.
Les anthocyanes existent également dans d’autres végétaux, dont le chou rouge. Si tu te demandes pourquoi le chou rouge change de couleur au contact du citron, tu retrouveras cette famille de pigments. Dans le cas du chou rouge, ce changement dépend de l’acidité, alors que les couleurs automnales s’expliquent surtout par l’évolution des pigments pendant le vieillissement de la feuille.
Le brun apparaît lorsque la feuille poursuit son vieillissement et que ses pigments se dégradent. Des composés comme les tanins contribuent alors aux teintes brunes. Une feuille brune n’est donc pas simplement une feuille qui aurait reçu davantage de rouge ou de jaune.
Des couleurs différentes chaque année
La météo explique en partie pourquoi certains automnes semblent plus colorés que d’autres. Chez certaines espèces capables de rougir, des journées lumineuses et des nuits fraîches, sans gel marqué, peuvent favoriser l’accumulation de sucres dans les feuilles et la formation d’anthocyanes. Ces conditions n’ont toutefois pas cet effet chez tous les arbres.
Une sécheresse importante peut provoquer une chute précoce des feuilles ou leur brunissement. Le vent et la pluie peuvent faire tomber un feuillage déjà prêt à se détacher et raccourcir ainsi la période où tu peux observer ses couleurs. Celles-ci dépendent donc de l’espèce, de l’état de l’arbre et des conditions de la saison.
Tous les arbres ne perdent pas non plus leurs feuilles ensemble. Beaucoup de conifères gardent des aiguilles vertes pendant plusieurs années et les renouvellent progressivement. À l’inverse, le mélèze est un conifère dont les aiguilles jaunissent puis tombent en automne. La distinction entre feuillus et conifères ne suffit donc pas à prévoir tout le comportement d’un arbre.
À partir de quel âge ?
Dès 5 ans, vous pouvez aborder le sujet à partir des couleurs observées dehors. L’idée essentielle suffit : le vert disparaît, ce qui laisse voir du jaune et de l’orange ; certains arbres fabriquent aussi du rouge. Il n’est pas nécessaire de faire retenir les noms des pigments.
Vers 8 à 10 ans, vous pouvez introduire la chlorophylle, la photosynthèse et le raccourcissement des jours. Entre 11 et 14 ans, vous pouvez approfondir la différence entre un pigment déjà présent et un pigment nouvellement fabriqué, ainsi que le recyclage des éléments nutritifs.
Vous pouvez surtout partir d’une question précise de l’enfant : pourquoi cet arbre est-il rouge et son voisin jaune ? Une observation locale rend souvent l’explication plus facile à comprendre qu’un long vocabulaire appris d’un seul coup.
À faire ensemble
Une promenade avec papa, maman, grand-père ou grand-mère peut devenir un rendez-vous d’observation autour d’un même arbre, pendant plusieurs semaines. Vous pouvez constituer un petit carnet de ses couleurs avec des dessins ou des photographies du feuillage. Il n’est pas nécessaire de cueillir des feuilles pour observer leurs changements.
Tu peux y noter la date, les couleurs dominantes et la présence de feuilles encore vertes. Avec ton carnet, tu pourras chercher à savoir si toutes les feuilles de cet arbre changent de couleur en même temps. Observer régulièrement le même arbre aide à distinguer un changement progressif d’une simple différence entre deux espèces.
Vous pouvez accompagner l’observation en distinguant ce qui est vu de ce qui est supposé. « Il reste du vert près des nervures » décrit une observation. « Cette partie contient peut-être encore davantage de chlorophylle » propose une explication, qui ne peut pas être vérifiée à l’œil seul.
Pour prolonger la découverte des pigments par une manipulation déjà présentée sur Experimio, vous pouvez consulter l’indicateur au chou rouge. Cette activité porte sur l’acidité, pas sur le mécanisme de l’automne. Un adulte accompagne toute expérience réelle.
Sources : US Forest Service