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Les champignons sont le réseau social des arbres forestiers

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Les champignons constituent un réseau dans le sol via lequel les arbres forestiers se transmettent des nutriments et des informations. Les chercheurs
essaient de décoder les «chats» dans le système racinaire.

Pour explorer l’«Internet de la forêt», Simon Egli, chercheur au WSL, a besoin d’un flair très aiguisé. Pas le sien, mais celui de son chien Miro. Le museau à ras le sol, l’animal tire sur sa laisse et renifle dans les herbes hautes dès que S. Egli a donné le signal «Cherche!». En moins de trente secondes, le chien commence à creuser sous un hêtre, les mottes de terre volent de part et d’autre. «Stop!», crie S. Egli, et il retient Miro. Il rit: «Sinon, il dévore lui-même son butin.»

Avec une petite truelle, S. Egli déterre une motte noire de la taille d’une noix qui sent fort l’herbe fraîchement coupée. Il s’agit d’une truffe de Bourgogne (Tuber aestivum) pas encore mûre. Sa valeur marchande au début de l’été est d’environ trois cents francs le kilo, avant Noël, c’est facilement deux à trois fois plus. Sans Miro, le chien truffier entraîné, cette délicatesse serait restée inaperçue.

Simon Egli ne s’intéresse toutefois pas seulement au tubercule, c’est-à-dire à la fructification du champignon, mais aussi au réseau souterrain largement plus vaste de filaments mycéliens autour du hêtre plus que centenaire. Celui-ci se trouve dans un petit groupe d’arbres sur une prairie, en lisière de forêt à Birmensdorf. La station – son emplacement exact est secret – fait partie d’un réseau de surveillance européen des truffes, grâce auquel les scientifiques espèrent en apprendre plus sur la biologie de cette espèce de champignon – et sur la façon dont les arbres sont connectés entre eux sous terre.

En effet, les filaments mycéliens forment dans le système racinaire un «Wood Wide Web» qui relie les arbres à une communauté – non seulement dans le proche voisinage, mais aussi sur des dizaines, voire des centaines de mètres, et au-delà des barrières entre les espèces. Petit à petit – grâce à des méthodes génétiques –, la recherche commence à saisir ce qui se passe dans le sous-sol de la forêt.

 

À l’image de nombreux autres champignons forestiers réputés comme le cèpe ou la chanterelle, la truffe est aussi un champignon mycorhizien, c’est-à-dire un champignon symbiotique. Cela signifie que l’arbre et le champignon profitent l’un de l’autre: le champignon alimente l’arbre en éléments nutritifs et en eau, et reçoit en échange du carbone sous forme de sucre. Les filaments mycéliens enrobent l’extrémité de la racine, poussent entre les cellules racinaires et y constituent le réseau de Hartig où a lieu l’échange de nutriments. Les champignons agrandissent ainsi jusqu’à cent fois la dimension du système racinaire des arbres. 90 % de l’ensemble des plantes vivent en symbiose avec les champignons mycorhiziens, plus de cent espèces de champignons étant parfois présentes sur un seul arbre.

 

Du sucre pour la relève

Dans les années 1980, les biologistes ont découvert à leur grande surprise que les arbres forestiers échangeaient du sucre entre eux à l’intérieur du système racinaire. Une nouvelle technique qui permet de marquer les molécules de carbone et de les faire apparaître en petites quantités contribua à cette découverte. Aujourd’hui, on sait que jusqu’à 30 % du sucre produit par un arbre sont acheminés jusqu’aux champignons. Des études indiquent que les arbres envoient même du sucre de façon ciblée à leurs graines via le réseau fongique. «Cela peut être considéré comme une sorte de soins au couvain chez les arbres», explique Martina Peter, biologiste et cheffe du groupe de recherche Mycorhizes au WSL.

Le réseau de surveillance des truffes sous la direction du WSL doit clarifier la façon dont est structurée la bourse d’échange souterraine entre arbres et champignons. Depuis 2011, quatorze chasseurs de truffes volontaires, accompagnés de leur chien, quadrillent toutes les trois semaines 26 stations au total en Suisse, en Allemagne, en Hongrie et en Grande-Bretagne. Ils pèsent les truffes détectées – jusqu’à 50 par station –, notent leur nombre et leur degré de maturité, et en envoient  une lamelle au laboratoire du WSL sur les mycorhizes pour une analyse génétique. Ils ont le droit de garder le reste.

Dès que Miro a découvert une truffe – et reçu un bout de saucisse en récompense –, Simon Egli enfonce une cheville orange en plastique dans le sol comme élément de marquage. Sur le tronc de l’arbre sont installés des appareils dans des boîtes blanches en plastique, lesquels mesurent l’humidité et la température du sol en continu, ainsi que la croissance de l’arbre. «Nous ne savons encore presque rien sur la dynamique de croissance des truffes», explique S. Egli. «Nous souhaitons la comprendre et la mettre en relation avec la croissance des arbres.»

 

Recherche en communication dans le laboratoire génétique

Les truffes trouvées proviennent-elles toutes du même champignon ou chaque arbre compte-t-il plusieurs individus? Seules les analyses génétiques permettent de le préciser. C’est la raison pour laquelle Martina Peter extrait de l’ADN des lamelles de truffes dans le laboratoire, et identifie les individus grâce à leur empreinte génétique. Dans une station du réseau de truffes située dans le sud de l’Allemagne, un travail de bachelor a mis pour la première fois en lumière les enchevêtrements souterrains: un individu fongique a relié trois chênes, un épicéa, un bouleau et un charme sur plus de vingt mètres; un autre champignon a connecté un chêne à un charme. «Plusieurs individus peuvent aussi se partager un arbre et parcourir des distances supérieures à cent mètres», explique M. Peter.

Dans le détail, la structure du Web des racines demeure encore un mystère. Les chercheurs du WSL se concentrent actuellement sur elle lors d’autres expériences sur le terrain et en serre. Depuis deux ans, des pousses de diverses essences indigènes ainsi que du douglas, espèce non autochtone, prospèrent dans des bacs à fleurs présents sur le site du WSL. Les scientifiques appliquent du gaz carbonique dans ces pousses afin de vérifier si les douglas sont aussi bien connectés à l’Internet souterrain que les autres arbres – et si la sécheresse a un impact sur les liaisons fongiques.

M. Peter s’attaque également déjà à la transmission d’informations dans le «Wood Wide Web»: ses études révèlent que dans les racines qui vivent en symbiose avec les champignons, certains gènes sont plus fortement activés pour le transport du carbone. Le champignon semble ainsi «convaincre» véritablement l’arbre de lui donner du sucre: «Cela démontre que dans l’Internet de la forêt, le champignon est non seulement un câble mais aussi une interface et un lieu de filtrage actifs», indique M. Peter.

Aujourd’hui, on sait également que via le réseau fongique, les arbres échangent de petites molécules messagères grâce auxquelles ils s’informent les uns les autres et peuvent même apparemment s’avertir de la présence de ravageurs: des études d’autres chercheurs ont démontré que les arbres «remarquent» quand les feuilles de leurs voisins sont infestées de pucerons. Ils commencent à produire des anticorps avant que leurs propres feuilles ne soient colonisées.

Miro a entre-temps trouvé tous les tubercules de truffes et se délecte de la terre sillonnée de filaments mycéliens parfumés. Si la recherche de truffes ne dépendait pas d’un flair aussi aiguisé que le sien, le réseau de surveillance pourrait tout à fait être bien plus grand: «La truffe de Bourgogne est plus fréquente qu’on ne le pensait», indique Simon Egli. Malgré sa réputation d’exclusivité culinaire, elle est largement répandue dans les hêtraies mélangées au sol calcaire – en Suisse, dans le Jura et sur le Plateau par exemple. «Sa vaste répartition en fait un champignon important pour notre recherche sur les mycorhizes.» (Beate Kittl, Diagonale 2/18)

 

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