C’est l’automne, saison des rafales et des flamboyances. Avant d’enfiler son morne habit d’hiver, la nature jette ses derniers feux ; les frondaisons se parent de rubis et d’or. Mais déjà, les arbres se dépouillent. Arrachées par les bourrasques, les feuilles s’envolent.

Les Grecs anciens nommaient cette chute « apoptosis », dont dérive le terme actuel « apoptose », qui désigne un phénomène de mort cellulaire programmée. De fait, la sénescence des feuilles est un processus actif, programmé dans les cellules végétales. Du moins, pour les arbres à feuillage caduc – dont les feuilles tombent à la fin de la saison, généralement en automne – qui vivent souvent dans des régions exposées au gel en hiver.

« En perdant leurs feuilles à l’automne, ces arbres évitent que celles-ci ne gèlent durant la saison froide », indique Jérôme Chave, écologue au CNRS (université de Toulouse). Ils préviennent aussi le risque de cassure de grands rameaux qui, s’ils étaient couverts de feuilles, retiendraient tant de neige ou de glace qu’ils pourraient céder. Par contraste, d’autres arbres gardent un feuillage persistant, même durant l’hiver. Ils vivent dans des régions méridionales moins exposées au froid, ou leurs aiguilles en sont protégées par une cuticule cireuse, comme les pins.

Combinaison de signaux

« A travers la brume automnale/Tombent les feuilles du jardin./ Leur chute est lente. On peut les suivre/Du regard en reconnaissant/Le chêne à sa feuille de cuivre,/ L’érable à sa feuille de sang », notait le poète François Coppée (1842-1908). La science, désormais, nous explique pourquoi.

C’est une combinaison de signaux, à l’automne, qui déclenche l’entrée en sénescence des feuilles : le raccourcissement accéléré des jours, que l’arbre mesure à l’aide de photorécepteurs (ou phytochromes) foliaires, couplé au refroidissement nocturne et, parfois aussi, à la sécheresse.

La première marque de cette entrée en sénescence est la perte progressive du vert emblématique des feuilles. A mesure que la durée du jour s’amenuise, en effet, le fameux pigment qui les colore en vert se dégrade. Ce pigment, c’est la chlorophylle, chargée de l’alchimie de la photosynthèse : exploitant l’énergie de la lumière solaire, elle convertit l’eau (puisée dans le sol) et le gaz carbonique (prélevé dans l’air) en molécules de sucres, précieux nutriments des cellules, et en oxygène.

Mais cette chlorophylle est une molécule instable et coûteuse à produire. Quand survient l’automne, les feuilles, qui disposent de moins d’énergie solaire, cessent de se « recharger » en chlorophylle. Et leur vert s’estompe, ce qui révèle au grand jour les pigments rouges, jaunes, orange… jusque-là cachés dans les tissus des feuilles.

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