L’entente parfaite, l’association de champignons et du vegetal ? l’assurance d’un réseau racinaire hyperdeveloppé aux capacités d’absorbtion decuplées

Les mycorhizes un mot au demeurant barbare, que tout jardinier devrait radoter.

Mycorhizes (wikimedia.org)

Qu’est-ce ?

Une mycorhize (du grec myco, « champignon » et rhiza, « racine », terme introduit en 1885 par le botaniste Albert Bernhard Frank) est le résultat de l’association symbiotique, appelée mycorhization, entre des champignons et les racines des plantes. La mycorhize est une composante majeure de l’édaphon et de la rhizosphère.

Les filaments mycéliens d’amanite viennent s’agglomérer autour d’un réseau de radicelles pour former un manchon mycélien, appelé manteau fongique. Le manchon de cette ectomycorhize développe vers l’extérieur un réseau constitué d’hyphes, de cordons mycéliens et de rhizomorphes qui explorent le sol jusqu’à plusieurs centimètres de la racine et prélèvent l’eau et les éléments minéraux en accroissant la surface d’échange avec le substrat. La mycorhization modifie la structure de ces racines et la morphologie générale du système racinaire, le champignon provoquant la disparition progressive des poils absorbants et l’hypertrophie des cellulescorticales des radicelles.

Rôle évolutif et écologique majeur des mycorhizes dans le processus de biométéorisation.

Dans cette association généralement non spécifique, les spores d’un champignon mycorhizien ou mycorhizogène (du grec myco, rhiza et génos, « engendrer », littéralement qui donne naissance à une mycorhize) sont disséminées par le vent (anémochorie), par la pluie (hydrochorie), ou par les déjections d’animaux (endozoochorie), germent, et donnent les hyphes du mycélium qui colonisent les racines d’une plante. Ces hyphes radiculaires se distinguent des hyphes extraradiculaires^[1] qui se développent également à l’extérieur de la racine sur plusieurs centimètres, explorant le sol alentour du système racinaire de la plante hôte. Ce que l’on appelle couramment champignon, que l’on cueille avec son pied et chapeau, n’est que la « fructification » du mycélium, le sporophore, où se déroule la reproduction sexuée. Les hyphes se présentent comme de fins filaments, capables d’explorer un très grand volume de sol (mille mètres de filaments mycéliens pour un mètre de racine).

La relation mycorhizienne est de type symbiotique, mais un déséquilibre dans la relation peut être induit par une faiblesse de l’un des deux partenaires, l’association pouvant alors glisser le long du continuum mutualisme-parasitisme^[2]. Le champignon peut alors aussi contribuer à recycler la nécromasse de son hôte, au profit de leurs deux descendances.

Alors que la surface d’exploration exploitée par la plante n’est multipliée par 10 par les poils absorbants actifs qu’en période de germination^[3], elle est multipliée par 10 000 grâce aux mycorhizes (filaments d’un diamètre d’un centième de millimètre) qui ont un coût énergétique de mise en place cent fois moindre que les racines^[4]. Les poils absorbants restent fonctionnels dans quelques groupes de plantes adultes (moins de 10 %) non mycorhizées qui ont perdu secondairement l’association fongique, plus de 90 % étant colonisées par ces hyphes du champignon symbiote qui assurent l’essentiel de l’absorption d’eau et des nutriments, et multiplient par dix la croissance de la plante^[5]. Les estimations suggèrent qu’il y a près de 50 000 espèces fongiques qui forment des associations mycorhiziennes avec 250 000 espèces végétales, 80 % de ces associations correspondant à des endomycorhizes arbusculaires^[6]. Il semble que les plantes non mycorhizées de milieux pionniers (absence de champignons), humides et/ou riches, dans lesquels l’approvisionnement hydrominéral ne nécessite pas de mycorhize, « aient eu besoin de compenser l’absence de l’auxiliaire fongique en développant des structures racinaires qui imitent les filaments mycéliens et leur grande efficacité pour coloniser un grand volume de sol^[7] ».

Les recherches actuelles montrent une association plus large au niveau des mycorhizes, avec le concept de microbiome mycorhizien, appelé rhizomicrobiome, qui fait également intervenir des bactéries^[8],[9].

Il existe différents types de mycorhizes. Sans entrer dans les détails, disons que la mycorhize est un organe particulier,  constitué à la fois de la racine de la plante et du champignon, lequel est présent sous la forme d’un mycélium qui entoure la racine et qui pénètre également à l’intérieur de celle-ci (entre les cellules du cortex racinaire dans le cas d’une ectomycorhize, et éventuellement à l’intérieur de ces cellules, dans le cas d’une endomycorhize). A l’oeil nu, on observe généralement des filaments blanchâtres, jaune pâle ou blanc rosé au contact et à proximité des racines, et éventuellement de petits glomérules ou des digitations. On peut presque dire que la mycorhize est mi-plante, mi-champignon.
Les mycorhizes sont d’ailleurs assez comparables aux nodosités développées par les racines des légumineuses, lesquelles abritent des bactéries qui leur permettent de fixer l’azote atmosphérique.

Comment apparaissent les mycorhizes ?

Coupe de mycorhize schématisant la pénétration du champignon dans la racine – (Nill-the-Frogg / wikimedia.org)

Pour commencer, il faut savoir que les mycorhizes sont extrêmement courantes. Les racines de la plupart des plantes en sont porteuses. Et les champignons mycorhiziens (c’est-à-dire ceux qui peuvent former des mycorhizes : ils sont nombreux) ne nous sont pas forcément inconnus : cèpes, girolles, chanterelles, truffes sont les fructifications de mycéliums capables de créer des mycorhizes avec les espèces végétales pour lesquelles ils ont une affinité (raison pour laquelle on dit qu’on trouve tel champignon préférentiellement au pied de tel ou tel arbre).

Ensuite, les plantes développent des mycorhizes avec généralement plusieurs espèces de champignons, soit de façon séquentielle, soit de façon simultanée. Certains groupes de plantes ne forment des mycorhizes qu’avec certains groupes de champignons bien précis, inversement, d’autres champignons ont la faculté de coloniser les racines de presque toutes les plantes.

Les mycorhizes se forment de la manière suivante : le mycélium « explore » le sol à la recherche d’une racine qui lui convient, et une fois qu’il a repéré sa présence grâce aux hormones végétales sécrétées par la racine, il développe un réseau très ramifié de filaments en direction de la racine, et en colonise la surface avant de pénétrer à l’intérieur du cortex racinaire (il est incapable de pénétrer au-delà du cortex et ne peut donc pas gagner les vaisseaux de la plante, contrairement aux champignons pathogènes vasculaires qui remontent jusque dans les parties aériennes). La mycorhize est créée et prête à fonctionner : elle est destinée à être le siège d’échanges chimiques entre symbiote (champignon) et hôte (plante).

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