Que dit un arbre à l’autre par une journée d’hiver enneigée?
« J’ai les pieds gelés… »
« Quels pieds? »
D’accord, peut-être n’ont-ils pas froid aux pieds, mais que font les arbres en hiver?
Ils ne peuvent pas migrer au sud; ils sont coincés sur place. Ils ne peuvent pas trouver une tanière douillette et hiberner. Ils doivent juste rester là, dehors, quel que soit le froid, la neige ou le vent.
L’hiver est une période de pénurie — la nourriture est difficile à trouver. Il fait froid (parfois c’est un froid mordant), et le froid sape l’énergie et la chaleur. C’est sec aussi. Malgré la neige, l’humidité est plus basse, et les êtres vivants se dessèchent.
Les animaux ont diverses stratégies qui les aident à composer avec l’hiver. Ils s’envolent vers le sud, hibernent ou se revêtent d’une épaisse fourrure ou de plumes. Ils modifient leur régime alimentaire, trouvent des endroits chauds pour la nuit ou régulent leur température corporelle.
Les arbres ont leurs propres stratégies pour survivre dans ce climat rigoureux.
Comment les arbres vainquent-ils le froid : les feuilles
Les feuilles sont les panneaux solaires de l’arbre et leurs usines alimentaires. La lumière du soleil, l’eau et les nutriments du sol sont transformés en nourriture pour l’arbre.
À l’automne, les arbres extraient le maximum de nutriments restants dans leurs feuilles. S’ils ne le faisaient pas, ces nutriments seraient perdus dans le froid extrême de l’hiver.
En ce qui concerne les arbres à feuillage persistant, comme le pin et l’épinette, les feuilles ont évolué en longues aiguilles fines. Ces aiguilles sont recouvertes d’une substance cireuse qui réduit la perte d’humidité et les dommages causés par les basses températures.
Les arbres à feuillage persistant gardent leurs « feuilles » toute l’année, ce qui leur permet d’économiser beaucoup d’énergie chaque printemps, car elles n’ont pas à en faire de nouvelles.
Les arbres à feuillage persistant comme l’épinette blanche ont pour feuilles de fines aiguilles recouvertes d’une substance cireuse qui les protège du temps hivernal.
Cela signifie également qu’ils peuvent prospérer dans un sol qui contient moins de nutriments et vivre dans des habitats où d’autres arbres ne peuvent pas ou ne réussissent pas aussi bien.
En fait, les aiguilles persistantes – et même l’écorce de certains arbres comme le peuplier – peuvent encore produire de la nourriture par photosynthèse, même lorsque les températures descendent sous le point de congélation!
La source d’énergie pour toutes les cellules, même la nôtre, s’appelle les mitochondries. Ce n’est pas beaucoup d’énergie, juste assez pour maintenir la santé de la cellule, mais les mitochondries des cellules exposées à la lumière peuvent encore produire un peu de nourriture à des températures même de quelques degrés au-dessous de zéro.
Comment les arbres vainquent-ils le froid : le bois
Les arbres sont comme d’énormes pailles. Ils sont longs, grands et généralement droits, et ils ont besoin de nourriture et d’eau de haut en bas, des racines aux feuilles et des feuilles aux racines.
À cette fin, ils disposent deux types de cellules spécialisées sous leur écorce qui forment en quelque sorte un tube. Le premier, appelé xylème, transporte l’eau et les nutriments dissous des racines vers les feuilles. Le second, appelé le phloème, transporte les aliments produits par les feuilles vers les tiges, les troncs et les racines.
Ces tubes de cellules entourent l’arbre entier, juste en dessous de l’écorce, et parcourent toute la longueur de l’arbre, des racines aux feuilles.
Le froid extrême de l’hiver peut endommager ces cellules, ce qui signifie que l’arbre pourrait mourir de soif et de famine si les dommages étaient à ce point graves. Les arbres qui vivent dans des climats plus chauds peuvent être endommagés par une vague de froid. Mais les arbres adaptés aux climats nordiques ont des stratégies pour vaincre le froid.
Les arbres dits « robustes » peuvent résister à des températures froides, jusqu’à -40 degrés Celsius, grâce à un processus appelé « surfusion ».
Pour que la glace se forme, les molécules d’eau qui sont sous le point de congélation ont besoin d’une particule ou d’une surface sur laquelle les cristaux se développent. La neige a besoin de particules de poussière dans l’air pour commencer à se cristalliser et former des flocons de neige.
Les cristaux d’eau sont fatals pour les cellules vivantes – ils sont tranchants et perceront les parois cellulaires, tuant la cellule.
Les arbres résistants au froid ont des cellules sans particules dans leurs fluides, et sont lisses à l’intérieur. Ainsi, bien que l’eau contenue dans les cellules puisse descendre sous le point de congélation, elle ne peut pas former de cristaux.
En dessous de -40 °C cependant, même l’eau dans les cellules adaptées à la surfusion va geler, tuant la cellule. C’est pourquoi, les nuits très froides, vous pouvez parfois entendre le bois craquer dans la forêt. Les arbres qui poussent dans des endroits où la température descend en dessous de -40 °C ont besoin d’une autre stratégie pour survivre.
À mesure que vous vous rapprochez du Nord, de la forêt boréale et au-delà, le nombre d’espèces d’arbres diminue. C’est parce qu’il y a moins d’espèces suffisamment résistantes pour s’adapter à des températures inférieures à -40 °C. Elles le font grâce à un processus appelé « congélation extracellulaire ».
Si l’eau dans les cellules de l’arbre restait dans la cellule en dessous de -40 °C, les cellules seraient rompues par les cristaux de glace, et l’arbre se fissurerait et mourrait. Au lieu de cela, l’eau suinte hors des parois cellulaires dans des cavités entre les cellules. Lorsque l’eau gèle, les cristaux de glace ne peuvent percer les parois cellulaires et endommager le xylème et le phloème vitaux de l’arbre.
Les arbres qui peuvent survivre à des températures inférieures à -40 C constituent un groupe restreint. Les conifères (ceux dont les graines viennent en cônes) qui peuvent résister à un froid extrême comprennent le pin gris, le mélèze, l’épinette blanche et noire et le sapin baumier.
Le nombre d’espèces d’arbres à feuilles caduques (arbres qui perdent leurs feuilles chaque automne) est inférieur au nombre de conifères. Le bouleau blanc pousse partout au Canada, même dans l’extrême nord. Le peuplier faux-tremble et le peuplier baumier sont les deux seuls autres arbres à feuilles caduques aptes à résister à des températures inférieures à -40 °C.
Comment les arbres vainquent-ils la neige
La neige est un autre ennemi hivernal de l’arbre.
La neige est lourde, et par temps chaud, la neige mouillée peut être très lourde. Les arbres à feuilles caduques perdent leurs feuilles à cause de la neige et du froid. Les neiges précoces à la fin de l’automne causent souvent des dommages importants aux arbres qui ont encore des feuilles sur leurs branches.
Les arbres à feuillage persistant gardent leurs aiguilles, ils doivent donc gérer la neige différemment. Elles sont longues et très fines, donc la neige n’y adhère pas comme elle le ferait avec une feuille ordinaire. Les aiguilles et les branches persistantes accumulent toujours de la neige pendant les tempêtes, et souvent dans des endroits enneigés plus froids.
Beaucoup de conifères ont des branches flexibles. Elles plient sous le poids de la neige lourde, se cassant plutôt comme le font les branches raides. Les branches flexibles qui plient vers le bas peuvent également laisser tomber la neige, ce qui signifie qu’elles n’ont pas à supporter ce poids tout l’hiver.
Les arbres partagent leurs adaptations hivernales
Les arbres peuvent survivre à l’hiver même s’ils doivent rester dehors au froid. Ils y sont obligés; ils sont trop gros pour se cacher et ils ne peuvent pas aller ailleurs.
D’autre part, les animaux ont besoin d’un abri la nuit et durant les tempêtes hivernales.
Les arbres viennent à la rescousse.
Ils abritent de nombreux animaux en hiver. Les insectes se cachent sous l’écorce des arbres jusqu’à l’arrivée du printemps.
Les pics chassent les larves d’insecte sous l’écorce des arbres tout au long de l’hiver et entretiennent des nichoirs dans les trous qu’ils creusent dans des troncs d’arbres.
Dans le sud de l’Ontario, les écureuils construisent de grands nids de feuilles et de branches en hauteur dans un arbre pour passer les froides nuits d’hiver. Dans le nord de l’Ontario, cependant, les écureuils utilisent les nichoirs abandonnés des pics.
Les nuits très froides, la mésange à tête noire, l’un des rares oiseaux à rester dans les forêts du nord toute l’année, rejoindra d’autres mésanges dans les cavités des arbres pour se réchauffer. Elles peuvent même entrer en mini hibernation.
Les mésanges et les mésangeais du Canada utilisent l’écorce des arbres comme congélateur pour stocker la nourriture en période hivernale difficile.
Les oiseaux cachent la nourriture sous l’écorce des arbres – l’épinette semble mieux fonctionner – et l’écorce a des propriétés chimiques qui aident à préserver la nourriture et à retenir plus de ses nutriments.
Observez ces arbres robustes
L’hiver est une saison difficile. C’est pourquoi la plupart des animaux (et même certaines personnes) l’évitent. Ils volent vers le sud, hibernent ou éclosent au printemps.
Les arbres n’ont pas le choix, mais certains arbres nordiques spéciaux ont développé des moyens de passer l’hiver en toute sécurité et d’attendre les premiers jours du printemps.
Vous pouvez vous promener dans ces forêts d’arbres robustes du nord dans des parcs comme Halfway Lake, Nagagamisis, Kettle Lake et Esker Lake pendant la saison de camping, ou visiter Windy Lake en hiver et faire de la raquette ou du ski à travers la forêt endormie et silencieuse.