La nature d’une nouvelle entreprise

Les cours d’écologie du secondaire nous ont appris que la coloration automnale des arbres vient du fait que la diminution de la période d’ensoleillement cause la dégradation de la chlorophylle (un pigment vert) à l’intérieur des feuilles et que les pigments secondaires peuvent alors s’exprimer librement. Évidemment, dans nos têtes le problème était alors réglé. Toutefois, des scientifiques s’interrogent depuis plusieurs années sur l’utilité de ce changement de coloration en automne.

Vue au sommet du sentier de l’Éperon. Vallée de la Jacques-Cartier, septembre 2004.

C’est que dans la nature, le gaspillage ne s’observe pas fréquemment. Presque tout a une utilité, une fonction. La sélection naturelle, la force qui est derrière l’évolution des espèces vivantes, fait en sorte que seuls les caractères qui confèrent un avantage reproductif sont conservés. En gros, cela veut dire que si un caractère (organe, comportement, etc.) permet d’avoir plus de bébés que le voisin (et que ces bébés se reproduisent eux aussi plus que ceux du voisin), et bien ce caractère sera conservé. Dans le cas contraire, le caractère disparaîtra au fil des générations. Bon, il y a des exceptions mais elles ne sont pas légion. Donc, si certains arbres arborent une coloration écarlate en automne, c’est que ça doit bien avoir une utilité et leur permettre d’avoir plus de rejetons.

C’est ainsi avec un grand intérêt que j’ai pris connaissance d’un texte de Carl Zimmer publié aujourd’hui dans le New York Times. On y apprend que deux théories ont émergé au cours des dernières années pour expliquer la coloration automnale des feuilles. Des chercheurs croient que la coloration vive de certains arbres est en fait un signal pour alerter les insectes et leur dire «je suis poison et si tu déposes tes oeufs sur moi ils vont mourir» alors que d’autres affirment que c’est une protection solaire.

Je ne ferai pas une traduction commentée de tout l’article de Zimmer. Si vous désirez en apprendre plus sur le sujet, je vous invite à lire le texte (il suffit de s’inscrire – c’est gratuit – pour accéder aux articles du NY Times).

Voici tout de même quelques éléments pour mieux comprendre les deux théories.

Dans la nature, les couleurs éclatantes sont souvent utilisées comme signal d’alarme. On peut penser au papillon Monarque, qui accumule des composés toxiques en se nourissant des feuilles de l’Asclépiade commune.

Asclépiade commune. Cap-Tourmente, août 2004.

La coloration orangée de ce papillon fait en sorte que lorsqu’un oiseau goûte à un Monarque une fois, il se rappellera toute sa vie durant que les bibittes orange goûtent mauvais et font vomir. De la même manière, le guêpes et les abeilles ont un patron de coloration particulier qui fait qu’on les évite après avoir été victime une fois de leur piqûre.

En automne, plusieurs insectes (les pucerons en particulier) pondent leurs oeufs sur des arbres. Au printemps, ces oeufs éclosent et les larves se nourissent sur leur hôte avec des effets parfois dévastateurs. Les arbres qui ont développé des mécanismes de défense pour se protéger des pucerons auront donc avantage à en avertir les insectes qui pourraient avoir envie de les utiliser comme support d’hivernage pour leur progéniture. Une coloration rouge ou jaune servirait alors de signal d’avertissement et permettrait de diminuer la quantité d’oeufs qui serait pondue sur un arbre vivement coloré.

Passons maintenant à la seconde théorie.

Les plantes produisent de l’énergie à partir de la lumière du Soleil par un processus nommé photosynthèse. En automne, l’«équipement» nécessaire à la photosynthèse est démonté et converti en réserves de nutriments qui seront entreposées dans l’arbre pour faciliter son réveil le printemps suivant.

Le stockage des réserves demande de l’énergie. Toutefois, comme l’équipement de capture de l’énergie solaire est démonté, les rayons solaires qui frappent les feuilles peuvent causer de sérieux dommages et empêcher l’arbre de récupérer efficacement le matériel utile qu’elles contiennent encore. Les feuilles renferment déjà des pigments rouges et jaunes appelés anthocyanes. Ces composés ont la propriété de bloquer une quantité appréciable de rayons solaires. Ainsi, les arbres qui contiennent une plus grande quantité d’anthocyanes seront en mesure de diminuer les dommages causés par le Soleil et de stocker plus de réserves. Ils auront alors une meilleure croissance le printemps suivant.

Ces deux théories ont été soumises à des expérimentations empiriques. Les équipes de chercheurs qui les supportent affirment que leurs données prouvent la justesse de leurs hypothèses. Évidemment, les théories ont également des détracteurs. Mon avis rejoint celui d’un autre groupe de chercheurs: ceux-ci croient que si les deux théories peuvent conférer un avantage reproducteur aux arbres qui sont colorés en automne, alors elles doivent toutes deux avoir fait en sorte, à des degrés différents, que les forêts du nord-est américain sont si spectaculaires en automne.

Vue près du sommet du Mont Carrigain. New Hampshire, octobre 2004.