Salut les copains. Bon je ne met pas ce topic en Botanique car ca ne sera jamais abordé en cours. J'ai eu une super discussion avec un forestier (super top génial avec qui je bosse) qui est à fond sur la biologie de l'arbre. Il part souvent à conférences de biologistes spécialisés là dedans. Ça peut être assez pointu mais l'article que j'ai décoté est franchement intéressent. On pourra se la péter devant Philippe. Perso je trouve ca un peu nul que nous n'allions pas plus dans les détails sur certaines choses...
Donc amuser vous bien à lire a, c'est un peu long, mais on se couche moins con (sauf si on fait la fiesta!).
Les mycorhizes.
Les organes mixtes formés par l'association entre des champignons et des racines s'appelent des mycorhizes.
Les mycorhizes.
Les fossiles révèlent que les premières racines étaient déjà associées à des champignons, il y a 400 millions d'années.
Le monde des racines est indissociable de celui des champignons. Chaque arbre est une entité vivante constituée d'une plante et d'une communauté de champignons...
Une mycorhize est une association mutualiste, spécifique, intime, durable et à bénéfice réciproque entre 2 organismes. De telles symbioses mutualistes sont extrêmement fréquentes, et dominent tous les types d'écosystèmes terrestres et marins.
L'organe symbiotique racines/champignons est obligatoire dans les conditions naturelles, ni les champignons ni l'arbre ne peuvent vivre indépendamment l'un de l'autre: Les champignons ont besoin des sucres synthétisés par les feuilles de l'arbre, en contrepartie, ils fournissent de l'eau et des sels minéraux qu'ils extraient et transportent vers les racines de l'arbre-hôte.
Dans le domaine des racines ont ne retiendra que les 2 principales mycorhizes: Les endo-mycorhizes et les ecto-mycorhizes.
Si certains arbres peuvent présenter simultanément les 2 types de mycorhizes, la plupart, sont spécifiquement liés à l'une ou à l'autre des mycorhizes.
Les Endo-mychorizes à arbuscules qui concernent, par exemple, les platanes, les érables, les frênes, les fruitiers ainsi que la quasi-totalité des plantes herbacées sont très anciennes (450 millions d'années).
Invisibles à l'oeil nu, les filaments du champignon pénètrent dans les cellules où ils se ramifient très finement pour former des arbuscules (de la forme d'un arbre) qui ont donné leur nom à ce type de mycorhize.
C'est au niveau de ces arbuscules qu'ont lieu les échanges de la symbiose. Les filaments fongiques (mycelium) se développent également à l'extérieur des racines, explorant ainsile sol à grande distance des racines (10 cm), alors qu'une racine,par ses propres moyens ne peut exploiter au mieux qu' 1 cm.
Les Ecto-mycorhizes concernent les frênes, les chênes, les épicéas commum... Plus récentes que les endo-mycorhizes, les ecto-mycorhizes sont apparues il y a seulement 150 millions d'années.
Visibles à l'oeil nu, les filaments des champignons ecto-mychoriziens forment un manchon compact, qui gaine et recouvre complétement l'extrémité des racines fines. De ce manchon émanent des filamnts hyperramifiés qui s'insinuent entre les cellules et les enserrent (comme un filet) sans les pénétrer et sans former d'arbuscules.
Les ecto-mycorhizes émettent des filaments qui explorent et exploitent le sol comme les endo-mycorhizes à une longue distance (10 cm).
Encore plus que les endo-mycorhizes les ecto-mycorhizes contrôlent tous les échanges entre le sol et les racines puisque le manchon forme une barrière continue et que tous les flux doivent transiter par les tissus fongiques.
Les champignons symbiotiques, quelqu'ils soient se contentent de coloniser le cortex sans jamais franchir l'endoderme.
Interactions Racines-Mycorhizes.
Les mycorhizes associées aux racines assurent une grande diversité de fonctions indispensables à la vie de l'arbre pour lesquelles les racines seules ne sont pas équipées ou peu efficaces.
L'eau et les éléments minéraux en solution.
Les hyphes du mycélium explorent le sol à plusieurs centimètres de distance, ce qui accroit considérablement le volume prospecté.
De plus, du fait de leur diamètre beaucoup plus fins que celui des poils absorbants, les hyphes exploitent les pores les plus petits, là, où la solution du sol subsiste plus longtemps lors des périodes de sécheresse.
Enfin, les hyphes possèdent des caractéristiques physicaux-chimiques particulières qui leur permettent, mieux qu'aux racines seules, d'absorber de l'eau fortement retenue par les colloïdes du sol, ou très concentrée en solutés.
Ces trois propriétés ( volume exploité, finesse, caractères physico-chimiques) du réseau mycélienlui permettent d'accéder à l'eau et aux éléments nutritifs dissous qu'elle contient: Azote, phosphore, potassium, magnésium...
En résumé, les racines fines absorbent l'eau du sol et les éléments nutritifs qui y sont dissous, mais, elles sont assistées en cela par le mycélium externe de leurs champignons symbiotiques qui exploitent plus efficacement la microporosité du sol.
Mobilisation des éléments peu solubles.
Parmi les éléments nécessaires à la nutrition et à la croissance des arbres, certains sont peu solubles ou retenus dans les minéraux de la rôche-mère ou dans la matière organique du sol, et donc inaccésibles aux racines.
Beaucoup mieux que les racines les champignons symbiotiques (surtout les ecto-mycorhizes) ainsi que les bactéries de la rhizosphère, disposent de toutes une gamme de mécanismes qui leur permettent de solubiliser et de rendre absorbables ces ressources d'accès difficile: Altération des minéraux, solubilisationdu du fer, extraction de l'azote et du phosphore contenu dans les matières organiques.
Altération des minéraux.
Les minéraux du sol qui proviennet de la rôche-mère représentent un stock important mais insoluble de calcium, phosphore, potassium, magnésium ...
Les hyphes et les bactéries associées sont capables de les altérer et de les rendre soluble dans l'eau du sol.
C'est ainsi que les mycorhizes et les micro-organismes de la rhizosphère jouent un rôle important non seulement dans la nutrition des arbres , mais aussi dans la formation des sols.
Solubilisation du fer.
Le fer, élément essentiel dans la respiration et la photosynthèse, est dans des formes insolubles dans le sol.
Certains champignons associés à des bactéries spécialisées de la rhizosphère solubilisent le fer et le rendent disponible pour les hyphes et les racines.
Décomposition des macromolécules organiques (humus).
Une grande partie du stock d'azote et de phosphore est séquestrée dans des macromolécules végétales: Cellulose, lignine... concentrées dans l'humus.
Leur décomposition et le recyclage de l'azote et du phosphoresont est assurés par des bactéries mais surtout par des champignos spécialisés dans la décompositions du bois, et aussi par les champignons ecto-mycorhiziens qui contribuent ainsi à la nutrition de l'arbre.
Production de substances de croissance.
Les extrémités des racines en croissance sont le siège de la production d'hormones végétales qui assurent la régulation du développement et de la croissance des différents organes de l'arbre.
Au cours de leur longue coévolution avec les plantes les champignons mycorhiziens et les autres micro-organismes de la rhizosphère ont acquis la capacité de produire les mêmes substances ou des molécules analogues dotées des mêmes propriétés physiologiques, avec comme effet de favoriser la prolifération des racines qu'ils peuvent coloniser.
L'ensemble des micro-organismes associés aux racines contribue donc à l'équilibre hormonal de l'arbre et influe sur son développement (croissance racinaire, date de débourrement, floraison, persistance des feuilles...) .
Protection contre les maladies racinaires.
Les racines fines sont la proie de nombreux champignons pathogènes qui causent des nécroses perturbant l'absorption. Ce sont par exemple les champignons responsables de la fusariose, du phytophtora, du pythium etc... qui sont des concurrents directs des autre micro-organismes de la rhizosphère qui partagent la même niche écologique.
Beaucoup de bactéries et de champignons symbiotiques ont dévelopé des mécanismes variés pour contrer les champignons pathogènes: Barrière physique constitué par le manteau des ecto-mycorhizes, appauvrisement de la rhizosphère en fer ou des substances toxiques (antibiotiques).
Le résultat est donc une meilleure survie des racines fines et une économie de carbone pour l'arbre qui n'a pas besoin de renouveler sans cesse ses racines (en temps normal, l'arbre dépense 50% de son carbone pour leur entretien et leur renouvelement).
Protection contre la dessication.
Lors des périodes de sécheresse, les extrémités les plus fines des racines sont plus vulnérable à la mort par dessication.
Les champignons symbiotiques associés aux racines fines contribuent à l'absorption de l'eau par les arbres.
Certains champignons ecto-mycorhiziens protégent en outre les racines contre le dessechement. En période de sécheresse ils augment rapidement en nombre, survivent et restent actifs plus longtemps que les autres champignons de la mycorhize. Lorsque la pluie revient, ils peuvent reprendre leur fonction d'absorption de l'eau et des éléments nutritifs, alors que l'arbre doit reconstituer sa mycorhize , ce qui prend du temps et coûte du carbone.
Ces champignos symbiotiques sont pour l'arbre une excellente assurance contre la sécheresse."
" Les mychorizes: internet du sous bois! (Jean Garbaye)
Nous avons déjà dit dans notre article sur les mychorizes que le mycélium des champignons mychoriziens exploraient à grande distance des racines, contribuant ainsi à la nutrition des arbres. Mais cela a une autre conséquence, lorsqu'il atteint d'autres racines ce mycellium forme de nouvelles mychorizes eventuellement avec un arbre de la même espèce, ou même d'une espèce différente avec laquelle il est symbiotiquement compatible. Il en résulte donc l'interconnection des arbres par un réseau mycélien qui permet comme dans le cas des greffes racinaires, le transport et la redistribution de l'eau, des éléments minéraux, du carbone au sein du peuplement. Ceci a été démontré grâce à des marquages isotoniquespar Simard et al. (1997) eta conduit au concept de "wood wide web" (littéralement: réseau à l'échelle de la forêt), abrégé par les spécialistes en www !
Nous devons donc admettre que les interactions entre arbres sont plus complexes qu'on ne le croyait: A la compétition s'ajoute l'entraide (je taime, moi non plus). C'est d'ailleurs comme cela que les semis d'essence d'ombre peuvent survivre longtemps dans un sous-bois si sombre que la lumière y est insuffisante pour assurer une photosynthèse positive: Ils bénéficient d'un apport de carbone par les grands arbres via le réseau mycelien.
On peut presque dire que l'arbre allaite ses petits... "
ou encore ceci:
"La symbiose mycorhizienne stimule les échanges alimentaires entre plante-hôte et le champignon. La plante offre à ce dernier le carbone qu'elle a fixé sous forme de sucre par photosynthèse, exercice totalement étranger au monde des champignon qui faute de s'est doté de chlorophylle, sont condamnés à préleve le carbone organique dans leur environnement. Ici ils le reçoivent directement des racines mycorhizées. Mais, avant de l'utiliser, il leur faut le transformer, car les champignons n'utilisent pas directement le glucose, constituant de la cellulose des plantes, pour l'assimiler à leur profit. Ils n'ont que faire de ce sucre emblématique du monde végétal qui ne convient nullement à leur métabolisme. Ausi le transforment-ils aussitôt en un autre sucre, le glycogène, celui-là même que nous stochons dans nos muscles comme réserve glucidique et que les plantes ne savent pas synthétiser.
Incapable d'effectuer la photosynthèse et d'assimiler le glucose, tributaires comme nous du glycogène, les champignons se distinguent par là du règne végétal et partagent bien des caractéristiques du monde végétal. On comprend que les biologistes aient créé pour eux un troisième règne, ni animal, ni végétal : celui des champignons.
Nourris de glucides par les racines, les filaments du chapignon vont rendre à leur tour d'éminents services à la plante-hôte : ils lui offrent notamment de l'azote et surtout du phosphore, nutriments qui, dans les sols forestiers où ils sont chichement répartis, sont les principaux facteurs limitant la croissance des arbres. Les filaments mycorhiziens se révèlent être de véritables pompes à phosphate, molécule solidement fixée sur les argiles du sol et que les racines ont bien du mal à récolter et à s'approprier.
Mais le champignon stimult aussi l'hormone aussi la pousse des racines par l'hormone de croissance qu'il synthétise et leur transmet. Ainsi, en favorisant le développement de l'appareil racinaire, il agit directement sur l'extenction des zones de contact et de transfert de la nourriture entre les racines et le sol.
Le champignon élabore enfin des antibiotiques qui protègent les racines de l'attaque de micro-organisme pathogènes, contribuant à renforcer la résistance des plantes-hôte à leurs ennemies potentiels.
Mais le système de mycohizien ne se contente pas d'unir un hôte
et un champignon. Celui-ci peut être relié par son feutrage de filaments aux racines de plusieuRs individus de même espèce ou d'espèces différentes. e constituent alors des réseaux complexes à travers lesquels vont s'effectuer des échanges. La plante offre au champignon du carbone organique, fruit de la photosynthèse. Ces matières carbonnées circuleront dans dans les filaments jusqu'à atteindre les racines d'une autre plante. Le champignon devient alorsune sorte de voie de passage entres plantes différentes, leur permettant d'échanger des nutriments entre elles. AInsi, du carbone et du phosphore peuvent être transférés de plante à plante par l'intermédiaire des partenaires fongiques qui les relient.
Ce phénomène représente un mode de coopération récemment mis au jour et qui permet par exemple à une plante richement dotée en matières carbonées, c'est à dire en sucres élaborés par photosynthèse, d'alimenter une plante-fille moins privillégiée, plus chétive, grâce à une sorte de système de vases communicants. Ces échanges entres plantes par l'intermédiaire de filaments fongiques ont pu être montrés expérimentalement : des plantes léséespar un fort ombrage qui limite leurs aptitudes phosynthétiques, ont reçu de leurs voisines, exposées en pleine lumière, une alimentation carbonée marquée au carbone 14. Les sucres élaborés et stockés par les plus favorisées ont profité aux plus démunies. La symbiose mycorhizienne tempère de ce fait le niveau de compétition, les plus fortes nourrissant les plus faibles par champignons mycorhiziens interposés.
On comprend mieux, dès lors, que certaines plantes chétives ou lésées par quelque traumatisme puissent reprendre vie, ainsi qu'on l'observe parfois, même dans des conditions viennent à bénéficier de tels échanges.
Dans cette affaire les champignons joue le rôle de passeurs, hors de toute "volonté coopérative". Pourtant, comment ne pas y voir un signe de cette fameuse "intelligence de la nature" .
On sait, depuis peu, à la suite d'une étude menée dans 8 pays européens que la productivité végétale des prairies est directement proportionnelle à leur niveau de biodiversité. Or celle-ci on vient de le voir, est elle même en relation avec le niveau de mycorhization. En résumé, productivité, mycorhysation et biodiversité vont de pair.
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Sam 8 Mai - 12:51