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La photopériode, facteur de changements annuels

L’hiver est à nos portes, les journées raccourcissent et plusieurs sont affectés par cette diminution de luminosité. Certains vont même souffrir de dépression saisonnière. La journée la plus courte de l’année, le 21 décembre, qui est aussi le début de l’hiver, est ce qu’on appelle le solstice d’hiver. Le changement annuel de luminosité, du solstice d’hiver au solstice d’été, est appelé photopériode.
Si l’homme est affecté par ces changements saisonniers de luminosité, il en est de même pour la faune et la flore. Tout ce qui est vivant est influencé par la photopériode, à petite ou à grande échelle. 
Un des signes les plus visibles de l’influence de la photopériode chez les plantes est le changement de couleur des feuilles d’arbres à l’automne. Les plantes, durant l’été, sont vertes puisqu’elles sont remplies de pigments de chlorophylle. La chlorophylle doit être remplacée tout au long de l’été pour compenser pour les pigments qui se dégradent. C’est la chlorophylle qui permet aux plantes de faire de la photosynthèse et donc de produire les sucres dont la plante à besoin pour vivre. Mais, lorsque l’été s’achève, que le nombre d’heure de clarté diminue et que les températures rafraichissent, les nervures qui transportent les fluides entrant et sortant des feuilles, commencent à se boucher, tranquillement au début et puis de plus en plus rapidement. C’est un type de liège qui se forme à l’intérieur des nervures, diminuant le transport d’eau et de minéraux, causant la diminution de chlorophylle dans les feuilles. C’est à ce moment que les autres pigments, cachés pendant l’été par la forte concentration de chlorophylle, commencent à paraitre. Les pigments de l’automne sont les caroténoïdes, qui donnent les jaunes et oranges, et les anthocyanes, qui donnent les couleurs rouges et mauves. Lorsqu’il n’y a plus de circulation du tout dans les feuilles, celles-ci tombent et le cycle recommence le printemps suivant.
La photopériode influence aussi la floraison des plantes à fleurs. Certaines plantes ont besoin d’un nombre d’heure de clarté afin de fleurir, d’autres ont besoin d’un nombre d’heures de noirceur. C’est pour cette raison que les plantes ne fleurissent pas toutes en même temps, mais vont plutôt fleurir du printemps à l’automne, chacune à leur tour.
Comme mentionné plus tôt, les animaux aussi sont influencés par la photopériode. Conjointement aux changements de température, la photopériode influence les animaux à entrer en hibernation et à migrer. Il y a aussi des changements plus subtils comme les changements de comportements sexuels, de recherche de nourriture et les variations morphologiques.
Chez les oiseaux et les mammifères, les changements de luminosité vont être perçus par l’hypothalamus (une structure du cerveau), la glande pinéale (une glande associée à l’hypothalamus) et la rétine. Ces changements vont affecter la production de différentes hormones qui elles, par la suite, vont influencer les réactions physiologiques tels que la croissance des organes sexuels, la mue et la migration. Chaque espèce a un cycle annuel précis et réagit donc différemment à l’allongement ou raccourcissement des journées. C’est pourquoi l’accouplement chez les animaux se fait à différents moments de l’année. C’est aussi ces hormones qui vont influencer les hibernants à manger plus à l’automne, puis à ralentir leurs activités pour finalement entrer en hibernation en réduisant considérablement leurs activités métaboliques ainsi que leur température corporelle, leur rythme cardiaque et leur respiration.
Bien que l’hiver ne soit pas une saison facile pour tous, il fait parti d’un cycle naturel qui permet de régulariser les populations. Plusieurs plantes et animaux dépendent de cette saison pour compléter leur cycle de vie, comme certains papillons, qui passent l’hiver dans un cocon, et qui ont besoin du froid avant de devenir un joli papillon au printemps. Alors, que vous soyez du type ours à vous cacher tout l’hiver ou plutôt du type loutre qui profite de la neige, sachez que dès le 22 décembre, les journées recommenceront à s’allonger pour nous rapporter le printemps et la douce chaleur de l’été. 

Auteure : Stéphanie Bentz, biologiste responsable de l’éducation
Photo: Stéphanie Bentz
Sources :
Gill, Frank. Ornithology. New York : W.H. Freeman and Company, 2007. Imprimé.
Hickman, Cleveland, Larry Roberts, Susan Keen, Allan Larson, Helen l’Anson et David Eisenhour. Integrated principles of zoology. New York : McGraw-Hill, 2008. Imprimé.
Mader, Sylvia. Biology. New York : McGraw-Hill, 2007. Imprimé.