Que font les arbres en hiver ?

Ce mois-ci, les missions qui vont sont proposées par l’OBF concernent plusieurs espèces de champignons que l’on retrouve sur les arbres. Les hôtes de ces bois prolifèrent tandis que les arbres eux-mêmes semblent parfaitement inactifs. En hiver, la plupart des arbres perdent largement leur majestueux ramage à l’exception, entre autres, des résineux.
Cette étrange torpeur des arbres est due à leur état de dormance pendant l’hiver (et nous ne parlons pas de votre somnolence au coin du feu après un bon repas de Noël).
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L’arbre entre progressivement en dormance à partir de l’automne, quand le fond de l’air se rafraîchit. A noter que l’arbre est un organisme poïkilotherme, c’est-à-dire dont la température dépend de l’environnement extérieur. Il est contraint d’interrompre la division de ses cellules (donc son développement) lorsque les températures se rafraîchissent.
Cette immobilité extérieure dissimule donc une activité au sein de l’arbre : les processus de protection contre le gel s’enclenchent tout le long de l’arbre, des racines aux rameaux. Il peut ainsi protéger ses bourgeons en formant des écailles aux endroits où viendront à naître les futures feuilles afin de leur offrir un cocon protecteur. Si la croissance de l’arbre cesse pour protéger les jeunes tissus fragiles, l’arbre met aussi en place un mécanisme d’endurcissement qui augmente la tolérance des tissus au froid, qui est dû à l’abaissement du point de congélation de leurs cellules (pour en savoir plus sur le phénomène biochimique, je vous invite à lire les notes à la fin de l’article). Pendant cette phase, le diamètre du tronc et des branches diminue. Ces capacités diffèrent d’une espèce à l’autre, en effet si le noyer peut supporter -20° maximum, les aiguilles du pin Pinus sylvestris survivent encore par -80°C. Par ailleurs, un troisième processus est activé, celui de réparation pour empêcher les embolies dues aux cycles de gel-dégel dans les vaisseaux qui font circuler la sève brute le long de l’arbre. Enfin, tous les mécanismes biologiques nécessaires à leur survie, jusqu’à la photosynthèse pour les pins, sapins ou chênes verts sont maintenus.
Tous ces phénomènes ont lieu en automne ; c’est la paradormance.

Au cœur de l’hiver, le ralentissement des mécanismes biologiques de l’arbre fait place à un arrêt complet de l’activité de croissance de l’arbre ; c’est l’endodormance.
Dès la fin février néanmoins, l’arbre se prépare à l’arrivée des beaux jours. Sous l‘écorce débute un processus de réparation voire de production de nouveaux vaisseaux transporteurs (le xylème) de sève brute (de l’eau et des sels minéraux). Une étape essentielle, car dans les feuilles, la photosynthèse transforme cette sève brute en sève élaborée, redistribuée ensuite à l’ensemble de l’arbre jusqu’aux racines. Or, sous l’effet du gel, l’air dissous dans l’eau et circulant dans les vaisseaux forme des bulles qui, si elles sont suffisamment grosses, restent coincées et obstruent le passage de la sève. On parle d’embolies hivernales. Pour les réparer, la plante fait un appel d’eau et de sucres dans les vaisseaux, qui génère une pression chassant les bulles d’air.

Puis la croissance de l’arbre est relancée, au niveau des bourgeons. Mais elle est alors si lente qu’elle reste invisible. Et paradoxalement c’est le froid qui lève cette phase de dormance. En effet, pour sortir de sa léthargie, l’arbre doit avoir cumulé les heures froides (températures inférieures à 7°C) durant trois à quatre semaines. Dès que son quota est atteint, souvent fin décembre, il entre alors dans une phase de croissance, limitée par les conditions environnementales : c’est l’écodormance. Cette dernière se prolonge tant que l’arbre n’a pas cumulé suffisamment d’heures chaudes, supérieures à 7°C. Elle se joue essentiellement au niveau cellulaire, la sève ne circulant pas encore dans l’arbre. Dans les tissus du bourgeon, la multiplication des cellules indifférenciées a repris. Elles se divisent, grandissent, se différencient et assurent imperceptiblement la croissance du bourgeon.

En bref, ne pas déranger, on dort (à moitié) !

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Notes :

Fabrication d’antigel : elle passe par la synthétisation des enzymes qui vont dégrader l’amidon fabriqué par photosynthèse et mis en réserve à la belle saison dans l’écorce et le bois en sucres plus petits et solubles à fort pouvoir antigel. Dès que la température grimpe autour de 5° C l’amidon se reconstitue car les protéines antigel fusionnent entre elles pour le reformer. Puis, quand la température rechute en soirée il est de nouveau hydrolysé.

L’embolie hivernale : lors des cycles gel/dégel successifs, les gaz dissous dans la sève peuvent, lors de la prise en glace, former des bulles d’air dans les vaisseaux conducteurs de la sève brute. Ces bulles entravent la bonne circulation de la sève au printemps. Pour les feuillus à gros vaisseaux un seul cycle de gel/dégel peut être suffisant pour provoquer l’embolie. Par contre, pour les conifères dont les vaisseaux ont un plus petit diamètre, plusieurs cycles de gel/dégel (plus de cent) sont nécessaires pour créer cette embolie. Les conifères sont peu sensibles à l’embolie hivernale ce qui explique leur présence à des altitudes et latitudes plus élevées.

Sources :

Comment reconnaître les arbres en hiver ? Association forestière des Cantons de l’Est, février 1987

L’arbre en conditions hivernales, Augustin BONNARDOT, juin 2012

Mais que font donc les arbres en hiver ? Fiorenza GRACCI, Sciences et Vie, 25 décembre 2015

Observatoire de la Biodiversité des Forêts, Missions d’apprentissage