Marc-André Sélosse - La Mycorhization - Les Mycorhizes - 1/10
Marc-André Sélosse - La Mycorhization : Une Symbiose au Service des Cultures, la comprendre pour la Favoriser
Aujourd'hui, première partie d'un premier volet d'une formation réalisée en partenariat avec Maréchage Sol Vivant par Marc-André Sélosse et Léonardo CASIERI. Nous parlerons du système de la mycorhization, un procédé plus qu'utile pour la gestion de nos sols vivants !
- La Mycorhization - Les Mycorhizes - 1/10 (17 min)
- La Mycorhization - L'Ectomycorhize - 2/10 (12 min)
- La Mycorhization - L'Endomycorhize à arbuscule - 3/10 (30 min)
- La Mycorhization - Les Endomycorhizes à Pelotons - 4/10 (19 min)
- La Mycorhization - De la Protection - 5/10 (20 min)
- La Mycorhization - Variantes Nutritionnelles - 6/10 (25 min)
- La Mycorhization - Aspect Evolutif - 7/10 (32 min)
- La Mycorhization - Applications - 8/10 (23 min)
- La Mycorhization - Maintenir l'Equilibre Mutualiste - 9/10 (28 min)
- La Mycorhization - Un Réseau d'Interaction - 10/10 (31 min)
- Ateliers sur la Mycorhization - En Forêt - 1/4 (34 min)
- Ateliers sur la Mycorhization - Dans une Prairie - 2/4 (20 min)
- Ateliers sur la Mycorhization - Dans une Prairie (suite) - 3/4 (25 min)
- Ateliers sur la Mycorhization - En Laboratoire - 4/4 (11 min)
- La Mycorhization - Introduction - 1/5 (25 min)
- La Mycorhization - Importance de la Diversité Biologique - 2/5 (25 min)
- La Mycorhization - Réflexions - 3/5 (29 min)
- La Mycorhization - Avantages - 4/5 (36 min)
- La Mycorhization - Cas d'Etudes - 5/5 (25 min)
Présentation de Marc-André Sélosse
Marc-André Sélosse explique qu’il est professeur au Muséum national d’histoire naturelle. Il travaille sur les mycorhizes et a consacré une bonne partie de sa carrière de recherche aux interactions mycorhiziennes.
Ses travaux n’ont pas toujours porté sur des modèles agricoles : ils ont beaucoup concerné des modèles forestiers et les orchidées. Il mentionne aussi la truffe, qui touche déjà davantage à la production, même si ce n’est pas, selon ses mots, un modèle très agricole à proprement parler.
Il indique également avoir deux autres équipes de recherche :
- une en Pologne, à Gdańsk, qui travaille aussi sur les orchidées ;
- une au Brésil, qui travaille sur les orchidées épiphytes, lesquelles, contrairement à une idée reçue, sont elles aussi mycorhizées.
Par ailleurs, Marc-André Sélosse insiste sur une autre dimension essentielle de son activité : l’enseignement. Il dit faire partie de ceux qui pensent qu’on n’améliore pas une génération, mais la suivante. Pour cette raison, une grande part de son travail consiste à former des professeurs de biotechnologies, des personnes préparant le CAPES, l’agrégation, et plus largement à s’occuper des programmes. Il évoque même une activité de « lobbying » au ministère pour tenter d’empêcher la suppression de l’enseignement des sciences de la vie et de la Terre, alors envisagée en classe de seconde et au baccalauréat.
Il résume ainsi ses activités sociétales : elles relèvent moins de l’application directe des mycorhizes que du rôle de citoyen, à travers l’enseignement et la défense de la place des sciences dans la société.
La place des mycorhizes dans l’enseignement
Marc-André Sélosse rappelle que les mycorhizes sont désormais présentes dans les programmes scolaires.
On les aperçoit déjà au collège, où l’on apprend qu’elles sont des champignons associés aux racines et qu’elles sont importantes pour les plantes. Il précise qu’il n’est pas nécessaire d’aller beaucoup plus loin à ce niveau.
En revanche, les mycorhizes figurent au programme de terminale S, ainsi que dans les classes préparatoires, notamment pour les étudiants suivant une formation d’ingénieur. Selon lui, aujourd’hui, la nutrition de la plante, « c’est la mycorhize ». Il considère que l’une des choses les plus utiles qu’il fait dans sa vie est précisément de pousser cette thématique dans les programmes, afin que les jeunes sortent d’une vision trop centrée sur des modèles de nutrition autonome des plantes.
Objet de l’exposé
Marc-André Sélosse annonce que son intervention vise à poser « sur la table » la diversité des mycorhizes et ce qu’elles font réellement. Il souhaite aussi « faire la part des choses ».
Il souligne qu’aujourd’hui, les mycorhizes, et plus largement les microbes, suscitent un fort engouement sociétal. Il met cependant en garde contre un enthousiasme irréfléchi. Pour illustrer ce risque, il fait un parallèle avec l’engouement du début du XXe siècle pour la radioactivité : parce qu’elle paraissait être une énergie nouvelle et bénéfique, on l’avait mise dans toutes sortes de produits, y compris des rouges à lèvres, des poudres ou des préparations à ingérer.
Son propos n’est pas de dire que les mycorhizes ne sont pas un outil utile, mais de rappeler que tout outil est à double tranchant et qu’il faut d’abord savoir ce qu’il est avant d’envisager de l’appliquer. L’objectif de l’exposé est donc aussi d’éviter des usages absurdes ou prématurés.
Les plantes ne se limitent pas à ce qui est visible
Pour introduire son propos, Marc-André Sélosse rappelle qu’on réduit trop souvent les plantes à leur partie aérienne, c’est-à-dire à « ces machins verts » que l’on voit.
Il insiste sur le fait qu’une grande part de la biomasse végétale se trouve sous le sol. Même lorsqu’on a déjà déterré des plantes, on ne se rend pas toujours compte de l’importance de cette biomasse souterraine, car elle est en grande partie constituée de racines fines qui restent souvent dans le sol lorsqu’on arrache un plant.
Selon lui, environ un tiers de la biomasse de la plante se situe sous le sol. Une plante est donc un organisme qui vit à la fois au-dessus et au-dessous du sol. Cette remarque est essentielle pour comprendre l’importance des interactions souterraines, et notamment des mycorhizes.
L’exemple des pins introduits sous les tropiques
Marc-André Sélosse raconte ensuite une histoire qui montre à quel point les champignons mycorhiziens peuvent être vitaux pour les plantes.
Lorsque les Européens sont arrivés en Amérique tropicale et en Afrique tropicale avec leurs bateaux en bois, ils ont voulu y planter des pins. Les pins poussent vite, droit, et leur bois, imprégné de résine, permet de refaire rapidement des mâts. Or les pins sont naturellement des arbres de l’hémisphère Nord.
Quand on a planté des pins sous les tropiques, leur croissance a d’abord été très mauvaise. Il montre l’exemple d’un pin de cinq ans à Porto Rico, de très petite taille et manifestement peu vigoureux.
Les choses ont changé lorsque, de manière très empirique, les gens ont commencé à importer de la terre d’Europe dans les pépinières, ou à faire venir non plus des graines seules mais des plants déjà enracinés. Avec cette terre ou ces plants, on importait aussi les champignons du sol associés aux pins. À partir de ce moment-là, les pins ont commencé à mieux grandir.
Cela montre que les champignons du sol associés aux racines des pins sont réellement indispensables à leur bon fonctionnement.
Une amélioration possible, mais pas forcément souhaitable
Même lorsque les champignons mycorhiziens des pins sont déjà présents sous les tropiques, il reste possible d’améliorer la croissance des pins par inoculation avec des champignons bénéfiques bien choisis. Marc-André Sélosse évoque ainsi des plantations comparant des pins inoculés et non inoculés, où la différence de croissance reste nette.
Mais il ajoute immédiatement que ce n’est pas forcément une bonne idée. En effet, une fois dotés de leurs champignons symbiotiques, les pins sont devenus envahissants sous les tropiques. Ils constituent aujourd’hui des menaces majeures pour la biodiversité en Amérique du Sud et dans certaines régions d’Afrique.
Il souligne ainsi que l’introduction de champignons peut avoir des conséquences écologiques considérables. Il note au passage un fait amusant : chaque empire colonial échangeait surtout ses propres inoculums, si bien qu’aujourd’hui, les champignons trouvés sous les pins tropicaux reflètent souvent l’histoire des anciennes puissances coloniales.
Les ectomycorhizes : un type particulier de mycorhizes
Pour commencer l’exploration de la diversité mycorhizienne, Marc-André Sélosse part d’un cas plus simple à voir : les ectomycorhizes.
Il s’agit d’un type de mycorhize que l’on peut parfois repérer visuellement sur les racines. Dans certains cas, le champignon est visible par sa couleur, différente de celle de la racine ordinaire. Il donne par exemple l’exemple du lactaire délicieux sur pin.
Dans d’autres cas, le champignon est translucide et plaqué sur la racine : on ne le voit donc pas directement. Mais un mycologue peut reconnaître sa présence à la forme inhabituelle de la racine. Celle-ci peut devenir très ramifiée, ou prendre une allure bizarre. Chez le pin notamment, les racines mycorhizées sont souvent dichotomiques : au lieu de pousser simplement par le bout puis de se ramifier secondairement, elles se divisent directement en deux, parfois de façon répétée.
Cette modification de la morphologie racinaire permet souvent de détecter la présence du champignon, même quand on ne le voit pas bien lui-même.
Structure des ectomycorhizes
Lorsqu’on coupe une ectomycorhize, on voit très clairement qu’il s’agit d’une structure associant intimement un champignon et une racine.
Marc-André Sélosse décrit d’abord les grosses cellules de la racine, avec au centre les vaisseaux conducteurs. La colonisation fongique s’arrête toujours avant l’endoderme, voire bien avant. Elle reste donc superficielle.
Dans la zone colonisée, on observe :
- autour de la racine, un manteau dense de filaments fongiques ;
- entre les cellules corticales externes, un réseau de filaments du champignon.
Ce réseau intercellulaire est appelé réseau de Hartig. Le champignon ne pénètre pas dans les cellules : il s’insinue entre elles, en les écartant légèrement. Il en résulte une gigantesque surface de contact entre les deux partenaires.
Marc-André Sélosse souligne qu’il s’agit bien d’un organe mixte, c’est-à-dire d’une structure stéréotypée produite conjointement par deux espèces différentes.
Le réseau de Hartig et son histoire
Le réseau de Hartig porte le nom d’un anatomiste autrichien du milieu du XIXe siècle, Hartig, qui fut le premier à l’observer.
Cependant, Hartig n’avait pas compris qu’il s’agissait d’une structure formée conjointement par la plante et le champignon. Il la décrivait comme appartenant à la plante elle-même, tant l’imbrication des deux partenaires est étroite.
Marc-André Sélosse note qu’on pourrait sourire de cette erreur avec le recul, mais qu’elle est compréhensible : à l’époque, il était difficile d’imaginer qu’une structure aussi intégrée puisse être produite par deux organismes distincts au cours de l’évolution. Plus tard, lorsque les mycorhizes furent mieux comprises, le fils de Hartig, Theodor Hartig, s’efforça de faire reconnaître le rôle pionnier de son père, ce qui explique le maintien du nom.
Une fonction commune : l’échange nutritionnel
Pour Marc-André Sélosse, l’ectomycorhize n’est pas seulement un organe mixte par sa structure, mais aussi par sa fonction.
L’essentiel de l’échange est trophique :
- la plante fournit au champignon des sucres et probablement aussi des vitamines ;
- le champignon fournit à la plante de l’eau et des sels minéraux, en particulier de l’azote, du phosphate et du potassium.
Il précise que les champignons mycorhiziens ont de gros problèmes pour fabriquer certaines vitamines, notamment du groupe B. On pense donc qu’ils les reçoivent de l’arbre, même si la preuve directe manque encore. En culture séparée, il faut en tout cas les leur apporter.
Quant à la contribution carbonée de la plante, elle est loin d’être négligeable : une mycorhize d’arbre peut coûter à l’hôte entre 20 et 40 % de sa photosynthèse. Ce n’est donc pas gratuit. Marc-André Sélosse insiste sur ce point, car il est capital pour comprendre que, dans certaines conditions, un champignon mycorhizien peut représenter une charge plus qu’un bénéfice.
En retour, le champignon explore le sol et récupère les ressources minérales. C’est ce qui explique l’intérêt fonctionnel de la symbiose.
Importance forestière des ectomycorhizes
Les ectomycorhizes intéressent beaucoup les forestiers, parce que les arbres poussent mieux lorsqu’ils sont bien mycorhizés.
Marc-André Sélosse décrit une expérience en pépinière sur des chênes cultivés pendant trois ans en sol désinfecté. Une partie des plants a été réinoculée avec Tylopilus felleus, un champignon ectomycorhizien d’arbres forestiers tempérés. Les plants inoculés poussent bien, tandis que les autres poussent mal et jaunissent un peu.
Il précise qu’au bout de trois ans, même les plants non inoculés finissent par recevoir des spores et être colonisés. Mais le fait d’avoir été limités en champignons mycorhiziens au cours de la première année, voire des deux premières, a suffi à freiner fortement leur croissance.
Les champignons concernés
Les champignons qui forment des ectomycorhizes sont nombreux parmi les champignons forestiers bien connus, en particulier ceux qu’on ne sait pas cultiver sans arbre, non pas parce qu’on ne veut pas, mais parce qu’ils ne poussent pas sans lui.
Marc-André Sélosse cite notamment :
- les girolles ;
- les pieds-de-mouton ;
- les trompettes-de-la-mort ;
- les amanites ;
- les bolets ;
- les lactaires.
Selon lui, les deux tiers des champignons que l’on rencontre en forêt, qu’ils soient comestibles ou non, relèvent de ce mode de vie.
Il mentionne aussi un cas particulier sur lequel son équipe travaille : la truffe de Bourgogne. Comme les autres champignons ectomycorhiziens, on ne peut pas l’obtenir sans arbres, puisqu’elle dépend elle aussi de cette association.
Répartition évolutive des ectomycorhizes
Marc-André Sélosse termine cet extrait en élargissant la perspective à l’évolution.
Si l’on place les plantes et les champignons sur un arbre phylogénétique, et qu’on repère en rouge les groupes capables de former des ectomycorhizes, on constate que ce mode de vie est réparti de façon discontinue.
Chez les plantes, il concerne essentiellement des ligneux des régions tempérées. Chez les champignons, il se rencontre dans divers groupes éloignés les uns des autres.
Le point le plus remarquable est que la capacité à former des ectomycorhizes est apparue de nombreuses fois indépendamment au cours de l’évolution :
- environ une trentaine de fois chez les plantes ;
- environ 80 fois chez les champignons.
Autrement dit, des champignons qui vivaient initialement dans le sol en décomposant la matière morte ont, à de multiples reprises, évolué vers l’association avec les racines. Ce basculement vers la vie ectomycorhizienne a donc été très souvent sélectionné au cours de l’évolution, ce qui suggère qu’il constitue une stratégie très avantageuse.
Marc-André Sélosse annonce enfin que, pour les mycorhizes les plus importantes du point de vue agricole, l’histoire évolutive n’est pas la même, ce qui ouvre la suite de l’exposé.
