C'est encore cette période de l'année. Les jours raccourcissent et les nuits se rafraîchissent. Mais quand le feu d'artifice naturel des feuilles d'automne commencera-t-il cette année ?

Beaucoup de gens croient que le changement climatique repousse le début de la couleur des feuilles d'automne à plus tard dans l'année. L'idée générale est que les conditions plus chaudes prévues dans le cadre du changement climatique signifieront que les arbres pourront "s'accrocher" plus longtemps à leurs feuilles vertes productrices d'énergie. Mais les scientifiques ne voient pas cela se produire dans les forêts nord-américaines, selon un expert de l'Université de Washington à St. Louis.

"Des températures plus chaudes en septembre et octobre réduisent la production d'anthocyanes dans les feuilles, ce qui pourrait signifier que les couleurs d'automne deviendraient moins brillantes de rouge ou de violet", a déclaré Susanne S. Renner, professeur honoraire de biologie en arts et sciences. "Cet effet est bien documenté chez certaines espèces, comme l'érable à sucre, où le refroidissement expérimental des branches augmente la concentration d'anthocyanes et la brillance des couleurs. Si le premier gel arrive plus tard qu'avant, le feuillage brillant apparaîtra plus tard qu'avant.

"Cependant, d'autres facteurs contrecarrent cela. Le plus important est que les arbres perdent leurs feuilles plus tôt s'ils ont eu un printemps et un été très productifs. Cela annule tout effet retardateur d'un automne chaud.

"Le résultat final est que les feuilles commencent toujours à mourir après à peu près le même temps passé sur l'arbre qu'au cours des années et même des décennies passées", a-t-elle déclaré.

En fait, dans certains scénarios, nous pourrions même voir des feuilles devenir rouges et jaunes plus tôt. Renner a co-écrit une étude de 2020 dans la revue Science qui ont montré qu'une productivité accrue pendant la saison de croissance entraîne une sénescence précoce des feuilles d'automne - le processus par lequel les plantes se décomposent et réabsorbent les nutriments clés qui avaient été déployés dans les feuilles - dans les arbres tempérés.

"Si le réchauffement climatique se poursuit sans relâche, la situation est susceptible de changer après 2040 environ, la sénescence commençant alors plus tôt qu'elle ne le fait actuellement", a déclaré Renner.

Ici, Renner répond à quelques questions supplémentaires liées au changement de couleur des feuilles d'automne.

Comment les conditions de température et d'humidité affectent-elles la couleur des feuilles ?

La couleur jaune des feuilles d'automne est due à la rétention de pigments caroténoïdes (xanthophylles) dans les chloroplastes sénescents. La couleur rouge et violacée est due à l'accumulation d'anthocyanes dans les vacuoles, à partir de septembre environ.

La pluie n'affecte pas ces processus de base. Les températures froides, cependant, augmentent la production d'anthocyanes, comme démontré expérimentalement chez l'érable à sucre. On peut l'observer dans les érables à sucre le long des rues Saint-Louis, qui commencent à changer de couleur tout en haut, là où le microclimat est le plus froid.

Comment le changement climatique pourrait-il modifier la dynamique des couleurs ?

Parce que le réchauffement climatique a entraîné des chutes plus chaudes, au Canada et en Amérique du Nord, nous voyons des couleurs d'automne moins brillantes. La brillance des couleurs est difficile à quantifier, mais l'effet a été démontré expérimentalement sur des érables à sucre.

Un air plus propre est un facteur de confusion intéressant. Ainsi, en Europe, l'éclaircissement atmosphérique dû à un air plus pur depuis 1983 a conduit à une photosynthèse végétale plus élevée au printemps et en été et à une sénescence foliaire plus précoce (par rapport à 1950-1982). Ces données concernent cependant la dégradation de la chlorophylle, et non la production de couleurs rouges ou jaunes.

Tous les types d'arbres réagiront-ils de la même manière ?

Absolument pas. Les travaux expérimentaux révèlent de grandes différences spécifiques aux espèces. Par exemple, les arbres qui ont des symbiotes fixateurs d'azote ne deviennent jamais rouges ou jaunes. Les deux pigments aident à protéger les feuilles contre les dommages causés par la lumière solaire qui n'est plus utilisable pour la photosynthèse en raison de la dégradation massive des protéines chloroplastiques dans les feuilles vieillissantes. Les arbres ayant un accès constant à l'azote peuvent ne pas s'embarrasser d'anthocyanine coûteuse, mais simplement laisser tomber leurs feuilles alors qu'ils sont encore relativement verts.

Les scientifiques constatent-ils déjà des changements dans le moment ou l'intensité des changements de couleur des feuilles ?

Des chutes plus chaudes réduisent la brillance des couleurs des feuilles rouges et jaunes, mais la brillance est difficile à quantifier dans de longues séries temporelles pour de nombreuses espèces. De plus, de nombreuses espèces ne deviennent tout simplement pas rouges ou jaunes.

Nous avons un document en cours d'examen qui analyse les données satellitaires sur la "verdure" dans les forêts de l'hémisphère nord. Nous avons constaté que dans une grande majorité des zones forestières, des températures printanières et estivales plus élevées ont entraîné une sénescence plus précoce (!!!) d'environ 1,5 jour par degré Celsius en moyenne. La sénescence fait ici référence à la dégradation de la chlorophylle ou de la verdeur.

Où dans le monde les feuilles d'automne sont-elles les plus susceptibles d'être affectées par le changement climatique ?

Les espèces qui changent la couleur des feuilles en rouge ou en jaune sont beaucoup plus fréquentes en Amérique du Nord qu'en Europe. Avec le réchauffement climatique continu et le manque de nuits de gel en octobre, les couleurs seront moins brillantes, mais le début ou les dates de changement de couleur ne changeront pas beaucoup en raison des facteurs antagonistes que j'ai mentionnés plus tôt. Dans un avenir plus lointain (après environ 2040), et avec un changement climatique non atténué, la sénescence des feuilles des arbres et des arbustes de l'hémisphère nord se produira de plus en plus tôt. + Explorer plus loin

Pourquoi la chute nord-américaine est-elle si rouge par rapport à l'Europe ?