Sous votre pied se trouve une autoroute de l’information qui permet aux plantes de communiquer et de s’entraider, une autoroute faite… de champignons.
Il s’agit d’une autoroute de l’information qui accélère les interactions entre une grande population diversifiée d’individus, et permet aux individus même éloignés l’un de l’autre de communiquer et de s’entraider !
La partie souterraine des champignons est constituée d’une masse de fils fins, appelés mycélium. Nous savons maintenant que ces filaments agissent comme une sorte d’Internet souterrain, reliant les racines de différentes plantes.
Cet arbre dans votre jardin est donc probablement raccordé à un buisson à plusieurs mètres de distance, grâce au fameux mycélium !
Plus nous en apprenons sur ces réseaux souterrains, plus notre façon d’envisager les plantes évolue. Elles ne sont pas simplement « plantées là » à attendre de grandir tranquillement. En se reliant au réseau fongique, les plantes peuvent aider leurs voisins en partageant des nutriments et des informations – mais aussi saboter les plantes indésirables en répandant des produits chimiques toxiques à travers le réseau !
Les champignons, indispensables.
Environ 90% des plantes terrestres entretiennent des relations « mutuellement avantageuses » avec les champignons. Le biologiste allemand du XIXe siècle Albert Bernard Frank a inventé le mot « mycorhize » pour décrire ces partenariats, dans lesquels le champignon colonise les racines de la plante.
Les champignons ont donc été baptisés « l’Internet naturel de la Terre ». L’expert Paul Stamets les a appelés ainsi dans une conférence de 2008. Il a eu cette idée pour la première fois dans les années 1970 alors qu’il étudiait les champignons à l’aide d’un microscope électronique. Stamets a remarqué des similitudes entre le mycélium et ARPANET, la première version d’Internet du département américain de la Défense.
Dans les associations mycorhiziennes, les plantes fournissent aux champignons des aliments sous forme de glucides. En échange, les champignons aident les plantes à aspirer l’eau et fournissent des nutriments comme le phosphore et l’azote, via leur mycélium. Depuis les années 1960, on sait clairement que les mycorhizes aident les plantes individuelles à se développer.
Les réseaux fongiques renforcent également le système immunitaire de leurs plantes hôtes.
En effet, lorsqu’un champignon colonise les racines d’une plante, il déclenche la production de produits chimiques liés à la défense. Ceux-ci rendent les réponses du système immunitaire plus rapides et plus efficaces, un phénomène appelé « amorçage ». Une simple connexion aux réseaux mycéliens rend les plantes plus résistantes aux maladies.
Entre-aide prouvée…
C’est Suzanne Simard de l’Université de la Colombie-Britanique à Vancouver qui a trouvé en 1997 l’un des premiers éléments de preuve. Elle a montré que le sapin de Douglas et le bouleau à papier pouvaient transférer du carbone entre eux via le mycélium. Depuis, d’autres ont montré que les plantes pouvaient également échanger de l’azote et du phosphore par la même voie.
Suzanne Simard pense que les grands arbres aident les petits et les plus jeunes à utiliser l’Internet fongique. Sans cette aide, elle pense que de nombreux semis ne survivraient pas. Dans l’étude de 1997, les semis à l’ombre – qui sont probablement plus vite à court de nourriture – ont obtenu plus de carbone des arbres donneurs.
« Ces plantes ne sont pas vraiment des individus dans le sens où Darwin pensait qu’il s’agissait d’individus en compétition pour la survie des plus aptes » explique Simard dans le documentaire de 2011 Do Trees Communicate ?, mais « en fait ils interagissent les uns avec les autres, essayant de s’entraider à survivre ».
… et pourtant controversée !
Cependant, l’utilité de ces transferts de nutriments est controversée. « Nous savons certainement que cela se produit, mais ce qui est moins clair, c’est la mesure dans laquelle cela se produit », explique Lynne Boddy de l’Université de Cardiff au Royaume-Uni.
Alors que cet argument met le doute, d’autres chercheurs ont trouvé d’autres éléments prouvant que les plantes pouvaient, aller mieux et communiquer à travers le mycélium. En 2010, Ren Sen Zeng, de l’Université agricole de Chine méridionale à Guangzhou, a découvert que lorsque les plantes sont raccordées à des champignons nuisibles, elles libéraient des signaux chimiques dans le mycélium qui avertissaient leurs voisins ! Les plants de tomates peuvent même « espionner » les réponses de la défense.
En 2013, David Johnson de l’Université d’Aberdeen et ses collègues ont montré que les fèves utilisent également des réseaux fongiques pour détecter les menaces imminentes – dans ce cas, les pucerons affamés.
Johnson a constaté que les semis de haricots larges qui n’étaient pas eux-mêmes attaqués par les pucerons, mais étaient liés à ceux qui étaient via mycélium fongique, activaient leurs défenses chimiques anti-pucerons. Ceux qui n’avaient pas de mycélium ne l’ont pas fait.
« Une certaine forme de signalisation était en cours entre ces plantes et ces signaux étaient transportés à travers les réseaux mycéliens mycorhiziens » explique Johnson.
Mais tout comme l’Internet humain, l’Internet fongique a un côté sombre.
Notre Internet porte atteinte à la vie privée et facilite les délits graves, permet la propagation de virus informatiques. De la même manière, les connexions fongiques des plantes signifient qu’elles ne sont jamais vraiment seules et que des voisins malveillants peuvent leur nuire. D’une part, certaines plantes se volent les unes les autres en utilisant « Internet ». Il y a des plantes qui n’ont pas de chlorophylle, donc contrairement à la plupart des plantes, elles ne peuvent pas produire leur propre énergie par photosynthèse. Certaines de ces plantes, telle que l’orchidée fantôme, obtiennent le carbone dont elles ont besoin des arbres voisins, via le mycélium des champignons auquel les deux sont connectés.
D’autres orchidées ne volent que lorsque cela leur convient. Ces « mixotrophes » peuvent effectuer la photosynthèse, mais ils « volent » également le carbone d’autres plantes en utilisant le réseau fongique qui les relie.
Les plantes doivent rivaliser avec leurs voisins pour des ressources comme l’eau et la lumière. Dans le cadre de cette bataille, certains libèrent des produits chimiques qui nuisent à leurs rivaux.
Cette « allélopathie » est assez courante dans les arbres, notamment les acacias, les canneberges, les sycomores américains et plusieurs espèces d’eucalyptus. Ils libèrent des substances qui réduisent les chances que d’autres plantes s’établissent à proximité ou réduisent la propagation des microbes autours de leurs racines.
Les scientifiques sceptiques doutent que l’allélopathie aide beaucoup des plantes hostiles. Certes, disent-ils, les produits chimiques nocifs seraient absorbés par le sol ou décomposés par les microbes avant de pouvoir voyager loin. Mais peut-être que les plantes peuvent contourner ce problème, en exploitant des réseaux fongiques souterrains qui couvrent de plus grandes distances. En 2011, l’écologiste chimique Kathryn Morris et ses collègues ont entrepris de tester cette théorie.
Les soucis sont nettement hostiles à leur voisins.
Morris, anciennement Barto, cultivait des soucis dorés dans des conteneurs contenant des champignons mycorhiziens. Les pots contenaient des cylindres entourés d’une maille, avec des trous assez petits pour garder les racines à l’extérieur mais assez grands pour laisser entrer le mycélium. La moitié de ces cylindres ont été tournés régulièrement pour empêcher les réseaux fongiques de s’y développer.
L’équipe a testé le sol dans les cylindres pour deux composés fabriqués par les soucis, ce qui peut ralentir la croissance d’autres plantes et tuer les vers nématodes. Dans les cylindres où les champignons ont été autorisés à croître, les niveaux des deux composés étaient 179% et 278% plus élevés que dans des cylindres sans champignons. Cela suggère que le mycélium a vraiment transporté les toxines.
L’équipe a ensuite cultivé des plants de laitue dans le sol à partir des deux ensembles de conteneurs. Après 25 jours, ceux cultivés dans un sol plus riche en toxines pesaient 40% de moins que ceux dans un sol isolé du mycélium. « Ces expériences montrent que les réseaux fongiques peuvent transporter ces produits chimiques à des concentrations suffisamment élevées pour affecter la croissance des plantes » explique Morris qui est maintenant basé à l’Université de Cincinnati, Ohio.
En réponse, certains ont fait valoir que les produits chimiques pourraient ne pas fonctionner aussi bien en dehors du laboratoire. Michaela Achatz de l’Université libre de Berlin en Allemagne et ses collègues ont donc cherché un effet similaire dans la nature.
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