Articles hiver 2026

Les basses températures hivernales sont souvent le principal facteur limitant l’établissement d’une espèce en milieu nordique. Le gel et la formation de cristaux de glace causent des dommages importants aux cellules. Lorsque l’eau est congelée, elle n’est pas disponible pour la plante, ce qui compromet ses fonctions métaboliques. Au niveau physiologique, le stress causé par la glace ou la neige est semblable à celui causé par une sécheresse. De plus, par leur forme, les cristaux de glace peuvent causer des dommages au niveau cellulaire en brisant des composantes essentielles de la cellule comme la membrane ou les organelles.

Pour résister au gel, les arbres utilisent deux stratégies principales. D’abord, ils évitent le froid en synchronisant leur cycle de vie avec les variations saisonnières du climat. Cette stratégie implique un arrêt de la croissance lorsque les conditions environnementales sont défavorables. Les changements dans l’environnement, comme la réduction de la longueur des journées (aussi appelée photopériode) de l’automne, agissent pour l’arbre comme un signal déclencheur de l’arrivée de l’hiver. Lorsque la photopériode est plus courte, cela cause la libération d’une cascade d’hormones chez l’arbre, ce qui mène à la tombée des feuilles ainsi qu’à l’arrêt de la croissance. Ajoutée aux journées plus courtes, l’arrivée des températures plus froides fait en sorte que l’arbre entre dans un état qu’on appelle la dormance. La dormance chez les arbres ressemble un peu à l’hibernation chez les ours. Pendant cette période, l’arbre limite toute activité afin de garder ses cellules en vie.

La seconde stratégie utilisée par les végétaux pour résister au froid vise à augmenter la résistance à la formation de glace dans la cellule à l’aide de protéines spécialisées. Ces protéines réduisent la tempé-rature de congélation de l’eau dans la cellule. Ce processus s’appelle « surfusion » et sert à éviter que des cristaux de glace se forment et endommagent les parties sensibles de la cellule comme la membrane cellulaire ou les organelles. Cette stratégie de diminution de la tempé-rature de congélation de l’eau intracellulaire peut aussi être réalisée en concentrant les molécules de sucre dans la cellule. Cette accumulation débute en même temps et grâce aux mêmes mécanismes qui déclenchent l’entrée en dormance. Ces deux stratégies de tolérance au froid (l’évitement et la résistance au gel) doivent être finement coordonnées, car elles demandent un investissement énergétique considérable, une ressource rare et précieuse en période hivernale.

L’histoire de la recherche sur la résistance au froid

C’est au cours du 19e siècle que les scientifiques ont commencé à étudier de manière approfondie la résistance au froid des végétaux. Les premiers tests réalisés concer-naient surtout les céréales comme le blé ainsi que les arbres fruitiers. Les épisodes de froid intense peuvent affecter la survie des bourgeons végétatifs et floraux, et réduire le rendement. Les premières expériences effectuées dans cette optique se limitaient à comparer les taux de survie de différentes variétés d’une même espèce de céréale ou d’oléagineux pour guider les pratiques agricoles. La recherche sur ce sujet s’est poursuivie pour d’autres espèces, notamment sur les essences forestières. Des études menées en milieu boréal ont montré que l’épinette noire avait une capacité à tolérer des températures aussi basses que -100 °C lorsqu’elle se trouve en dormance profonde.

Depuis les 30 dernières années, de nouveaux outils et des méthodes innovantes ont permis à la communauté scientifique de mieux comprendre les bases cellulaires et génétiques qui régulent la résistance au froid. Malgré ces progrès, la complexité et la diversité de facteurs impliqués rendent l’étude de ce phénomène et son applica-tion difficiles. Pouvoir caractériser avec précision les mécanismes et les facteurs qui affectent cette résistance au froid permettra de prédire les effets des changements climatiques sur la survie hivernale de nos arbres. Ces connaissances permettront de développer des moyens pour lutter ou bien s’adapter aux nouvelles conditions climatiques du futur.

Application des études sur la résistance au froid à la migration assistée

La migration naturelle des arbres est très lente si on la compare avec celle des espèces animales. Un oiseau peut parcourir des milliers de kilomètres chaque année grâce à ses ailes. En revanche, le seul mécanisme de déplacement d’un arbre repose sur ses semences, ses drageons ou ses marcottes, qui peuvent atteindre à peine quelques mètres autour de l’arbre-mère. La migration assistée des espèces forestières est une pratique d’adaptation aux changements climatiques qui est de plus en plus envisagée comme solution pour préserver certaines espèces qui risquent de perdre une partie impor-tante de leur aire de répartition. Cette pratique consiste à déplacer une espèce vers des endroits qui pourraient lui être favorables selon les scénarios de climat attendu pour le futur. La caractérisation de la résistance au froid de l’espèce cible est une étape nécessaire pour guider le choix des essences à planter lors de la migration assistée. Par exemple, il ne serait pas approprié de planter un oranger dans le Nord canadien, bien qu’il pourrait être tentant de l’envisager. Lors de son premier hiver, l’arbre ne survivrait pas, car il subirait les effets du froid intense. Bien que cet exemple soit extrême, le concept reste le même : bien connaître la résistance au froid de l’espèce permet-trait d’assurer qu’elle peut survivre aux conditions thermiques de son nouveau site d’implantation. Pour limiter les pertes et garantir le succès d’une migration assistée, les végétaux doivent tolérer le froid dès la mise en terre, ce qui implique que même les petites plantules doivent résister au froid extrême.