Pourquoi la couleur des feuilles change-t-elle à l’automne ?

À l’arrivée de l’automne, les arbres changent de couleurs avant de perdre leurs feuilles. Cela est notamment dû à la disparition de la chlorophylle, mais aussi à l’accumulation des tannins rouges ou jaunes. Le froid arrivant, les arbres suivent une stratégie qui pourra les protéger du gel.

Comment se nourrissent les plantes ?

Feuilles de parrotie de Perse naissantes — Feuilles de parrotie de Perse (*Parrotia persica*)
© MNHN - F.-G. Grandin

Tout commence avec la façon dont se nourrissent les arbres. Grâce à leurs feuilles, ils récupèrent l’énergie du soleil et effectuent la photosynthèse. La chlorophylle, quant à elle, est un pigment vert que l’on retrouve dans les cellules des feuilles. Ce pigment assimilateur permet aux arbres d’absorber une certaine quantité d’énergie lumineuse.

Au printemps et en été, les feuilles sont pleines de chlorophylle, donc très vertes, ce qui permet aux arbres d’accumuler de l’énergie durant ces journées très lumineuses. Le métabolisme des arbres est très actif.

Que se passe-t-il à l’automne ?

Photographie de feuilles de Ginkgo Biloba de près avec des rayons de soleil — *Ginkgo Biloba* L.
© MNHN - A. Iatzoura

À partir de septembre, les journées sont raccourcies, à tel point que les arbres ne reçoivent plus autant de lumière que précédemment. Ils ralentissent alors leur métabolisme et effectuent de moins en moins la photosynthèse.

Progressivement, la chlorophylle qui colorait leurs feuilles est détruite, et laisse voir la couleur des carotènes (oranges) et des xanthophylles (jaunâtres). De plus, ils accumulent des tannins protégeant la feuille des excès de lumière (dont la chlorophylle ne les protège plus !) et des stress du froid automnal : les anthocyanes (rouges) et/ou les flavonoïdes (jaunes). Ces familles de pigments donnent aux arbres leurs couleurs chaudes ! À la mort de la feuille, les tannins s’oxydent et donnent la couleur brune des feuilles mortes. Mais juste avant, pour le plus grand plaisir des yeux, les arbres s’ornent d’un camaïeu jaune orangé.

Pourquoi les arbres perdent-ils leurs feuilles à cette période ?

Pour affronter la rigueur de l’hiver, les arbres perdent leurs feuilles. Le froid les détruirait et les basses températures limitent de toute façon la vitesse et l’efficacité de la photosynthèse. D’ailleurs, les rares plantes qui gardent des feuilles en hiver, comme les conifères qui conservent leurs aiguilles, doivent réparer leurs cellules au printemps. De plus, la perte des feuilles détruit les parasites qui les attaquent, champignons et insectes, qui doivent survivre à l’hiver sans ressources : cela contribue à atténuer la quantité de maladie et les dégâts l’année suivante.

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Toutes les feuilles ne sont pas caduques !

Lorsque chaque année les feuilles des arbres tombent, on dit qu’elles sont "caduques". Leur chute répond à une stratégie de lutte contre le froid pour certains arbres. À l’inverse, les conifères gardent leurs aiguilles en hiver. Ces feuilles solides et couvertes de cire résistent mieux au froid : ce sont des feuilles dites "persistantes". Cette stratégie est donc, entre autres, adaptée aux zones où l’été est court (montagnes, régions nordiques). Même s’il faudra réparer les dégâts de l’hiver dans ces feuilles, l’avantage est de reprendre plus vite la photosynthèse quand revient le beau temps : il n’y a pas à faire repousser les feuilles.

Par ailleurs, les oliviers ont également des feuilles persistantes qui ne tomberont pas selon la saison.

Feuille de Cotinus — Feuille de *Cotinus*, l'arbre à perruque
© MNHN - S. Gerbault

Automne à l'Arboretum — L'automne à l'Arboretum de Versailles-Chèvreloup
© MNHN - S. Gerbault

Automne Jardin des Plantes — L'automne au Jardin des Plantes
© MNHN - F.-G. Grandin

*Ginkgo biloba* à l'automne
© MNHN - P. Lafaite

Article rédigé en septembre 2023. Remerciements à Marc-André Selosse, Professeur du Muséum national d’Histoire naturelle à l'Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité, pour sa relecture et sa contribution. Il est l'auteur de l'ouvrage Les goûts et les couleurs du monde. Une histoire naturelle des tannins, de l’écologie à la santé. Actes Sud, 2019.

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