Mycorhize : symbiose entre champignons et racines
Association symbiotique entre champignons et racines végétales, essentielle pour l'absorption des nutriments, la santé des sols et l'évolution des plantes.
Vue d'ensemble
Une mycorhize est une interaction biologique durable entre les racines d'une plante et un champignon du sol. Le terme vient du grec « myco » (champignon) et « rhiza » (racine). Dans cette relation généralement bénéfique, le réseau filamenteux du champignon (les hyphes) étend la surface d'exploration du système racinaire, améliorant l'accès à l'eau et aux nutriments minéraux, en particulier le phosphore.
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Caractéristiques et structures
Les mycorhizes se manifestent par des structures visibles et microscopiques. Chez les mycorhizes ectomycorhiziennes, les hyphes forment un manteau autour de la racine et un réseau appelé "réseau de Hartig" entre les cellules corticales, sans pénétrer la membrane cellulaire. Par contraste, les mycorhizes endomycorhiziennes — notamment les mycorhizes arbusculaires — pénètrent la paroi cellulaire et forment des structures d'échange intracellulaires comme les arbuscules et parfois des vésicules. Les hyphes fongiques relient aussi les particules de sol et favorisent la stabilité de la structure du sol.
Origine et évolution
La symbiose mycorhizienne est très ancienne : des fossiles et des analyses phylogénétiques indiquent sa présence dès les premiers stades de la colonisation des terres, il y a au moins 400 millions d'années. Cette association aurait aidé les plantes pionnières à obtenir eau et éléments nutritifs dans des sols pauvres, contribuant à leur diversification et à l'évolution des écosystèmes terrestres.
Rôles écologiques et utilité
Les mycorhizes influencent de nombreux processus écologiques et pratiques humaines :
- Amélioration de l'absorption des nutriments (phosphore, parfois azote) et de l'eau.
- Protection partielle contre certains pathogènes racinaires et stress abiotiques (sécheresse, salinité).
- Formation de réseaux mycéliens qui peuvent relier plusieurs plantes et faciliter des transferts de nutriments ou de signaux chimiques (« réseaux mycorhiziens »).
- Importance en agriculture durable, sylviculture, restauration écologique et phytoremédiation, parfois via des inoculants fongiques adaptés.
Types, exemples et spécificités
On distingue plusieurs types de mycorhizes :
- Ectomycorhizes (fréquentes chez de nombreux arbres forestiers tels que pins, chênes, bouleaux).
- Mycorhizes arbusculaires (endomycorhizes) qui sont très répandues chez les plantes herbacées et de nombreuses cultures.
- Ericoides et orchidées, qui présentent des adaptations particulières et parfois des relations très spécifiques avec des champignons.
Données et faits notables
Les mycorhizes sont extrêmement répandues : on estime qu'au moins 80 % des espèces végétales terrestres forment ce type d'association, couvrant plus de 90 % des familles végétales. On parle de milliers d'espèces fongiques impliquées et de centaines de milliers d'espèces végétales concernées. Leur rôle central dans les cycles biogéochimiques, la santé des sols et la productivité des écosystèmes en fait un objet d'étude clé pour l'écologie, l'agronomie et la conservation.
Avantages
Les plantes mycorhiziennes sont souvent plus résistantes aux maladies, telles que celles causées par les agents pathogènes microbiens du sol, et sont également plus résistantes aux effets de la sécheresse. Ces effets sont peut-être dus à l'amélioration de l'absorption de l'eau et des minéraux par les plantes mycorhiziennes.
La mycorhize est particulièrement avantageuse pour la plante dans les sols pauvres en nutriments. Les plantes cultivées dans des sols et des milieux de croissance stériles sont souvent peu performantes sans l'ajout de spores ou d'hyphes de champignons mycorhiziens pour coloniser les racines de la plante et aider à l'absorption des nutriments minéraux du sol. L'absence de champignons mycorhiziens peut également ralentir la croissance des plantes dans les zones difficiles.
Les partenaires fongiques peuvent également contribuer au transfert de sucres et d'autres nutriments d'une plante à l'autre. Ces communautés mycorhiziennes sont appelées réseaux mycorhiziens communs. Certaines espèces habitent les tissus à l'intérieur des racines, des tiges et des feuilles, auquel cas on les appelle endophytes. Comme pour la mycorhize, la colonisation endophyte par des champignons peut être bénéfique pour les deux partenaires. Les endophytes des graminées donnent à leur hôte une plus grande résistance aux brouteurs et obtiennent en retour de la nourriture et un abri de la plante.
Bactéries dans les mycorhizes
Les racines mycorhiziennes offrent d'excellentes niches écologiques pour d'autres microbes. Les champignons mycorhiziens peuvent héberger des bactéries qui complètent leur cycle de vie dans des cellules fongiques. L'un des plus connus est le Geosiphon pyriforme, qui peut héberger des cyanobactéries à l'intérieur de vessies caractéristiques. Les champignons de la mycorhize arbusculaire (MA) sont uniques en ce qu'ils hébergent des bactéries dans leur cytoplasme. Des structures intracellulaires très similaires aux bactéries ont été décrites pour la première fois dans les années 1970. Les recherches ont ensuite permis de les identifier comme de véritables bactéries.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'une mycorhize ?
R : Une mycorhize est une association symbiotique entre un champignon et les racines d'une plante, le champignon vivant à l'intérieur des racines de la plante et dans la terre.
Q : Pourquoi les mycorhizes sont-elles importantes pour la croissance des plantes dans de nombreux écosystèmes ?
R : Les mycorhizes sont importantes pour la croissance des plantes dans de nombreux écosystèmes parce que les hyphes fongiques sont plus efficaces que les racines des plantes pour absorber les nutriments.
Q : Quel est le pourcentage de toutes les espèces de plantes terrestres qui ont des mycorhizes ?
R : Au moins 80 % de toutes les espèces de plantes terrestres (et plus de 90 % des familles) ont des mycorhizes.
Q : Combien d'espèces de champignons et de plantes sont impliquées dans les mycorhizes ?
R : Les mycorhizes impliquent environ 6 000 espèces de champignons et 240 000 espèces de plantes.
Q : Quels sont les deux principaux types de mycorhizes ?
R : Les deux principaux types de mycorhizes sont l'ectomycorhize et l'endomycorhize.
Q : Quelle est la différence entre les champignons ectomycorhiziens et les champignons endomycorhiziens ?
R : La différence entre les champignons ectomycorhiziens et les champignons endomycorhiziens est que les hyphes des champignons ectomycorhiziens ne pénètrent pas dans les cellules individuelles de la racine, alors que les hyphes des champignons endomycorhiziens pénètrent dans la paroi cellulaire et invaginent la membrane cellulaire.
Q : Qu'est-ce que le Wood Wide Web ?
R : Wood Wide Web est un terme utilisé pour désigner les réseaux mycorhiziens dans les forêts.
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Auteur
AlegsaOnline.com Mycorhize : symbiose entre champignons et racines Leandro Alegsa
URL: https://fr.alegsaonline.com/art/67957
Sources
- theatlantic.com : "Trees have their own internet"
- doi.org : 10.1007/s00572-004-0330-5
- resources.metapress.com : resources.metapress.com
- biolbull.org : "Plants, mycorrhizal fungi and endobacteria: a dialog among cells and genomes"
- doi.org : 10.2307/1543562
- pubmed.ncbi.nlm.nih.gov : 12700157
- doi.org : 10.1073/pnas.91.25.11841
- pubmed.ncbi.nlm.nih.gov : 11607500
- doi.org : 10.1146/annurev.micro.58.030603.123749
- pubmed.ncbi.nlm.nih.gov : 16153162
- doi.org : 10.1016/j.tree.2006.07.003
- pubmed.ncbi.nlm.nih.gov : 16843567
- planetearth.nerc.ac.uk : Planet Earth Online
- cat.inist.fr : cat.inist.fr
- mykoweb.com : mykoweb.com/articles/MycorrhizalNetworks.html
Comment cela fonctionne-t-il ?
Ce mutualisme donne aux champignons des sucres, tels que le glucose et le saccharose produits par la plante dans la photosynthèse. Les glucides se déplacent de leur source (généralement les feuilles) à la racine, puis au partenaire fongique. En retour, la plante profite de la très grande surface du mycélium pour absorber l'eau et les nutriments minéraux du sol, en particulier le phosphore.
Les mécanismes d'augmentation de l'absorption sont à la fois physiques et chimiques. Les mycéliums mycorhiziens sont beaucoup plus petits en diamètre que la plus petite racine. Ils peuvent explorer un plus grand volume de sol, offrant ainsi une plus grande surface d'absorption : "On estime que chaque kilogramme de sol contient au moins 200 km de brins de champignons".