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Les mycorhizes


   Les mycorhizes


Un mycorhize est le résultat de l'association symbiotique entre des champignons et les racines des plantes. Dans cette association, les hyphes d’un champignon colonisent les racines d’une plante. Les mycorhizes sont à l'origine des écosystèmes les plus complexes, les mycéliums forment des réseaux interconnectés qui influencent le fonctionnement des écosystèmes (cycles biogéochimiques, composition des communautés végétales, alimentation carbonée des plantules pendant leur développement, modification de la compétition...) en permettant ou augmentant des flux importants de carbone organique et de minéraux (azote, phosphore, eau...) via le sol. Ils constituent un des éléments les plus dynamiques de la symbiose mycorhizienne.

    Les plantes font partie du règne végétal et elles se divisent en différentes espèces, tout comme les animaux et les champignons. Comme tout être vivant, les plantes ont besoin d’énergie pour vivre. Pour en obtenir, elles transforment l’énergie lumineuse (provenant de certaines ondes lumineuses du soleil ou d’autres sources lumineuses) en énergie chimique.

L’énergie chimique sera emmagasinée dans les sucres que les plantes forment elles-mêmes grâce au processus de photosynthèse. Plus particulièrement, c’est dans les liens unissant tous les atomes des sucres que les plantes emmagasinent leur énergie. Donc, lorsqu’une plante aura besoin d’énergie, elle brisera des liens présents dans ses molécules de sucre, ce qui libérera de l’énergie utilisable pour les réactions métaboliques (les réactions chimiques qui permettent la vie). La photosynthèse s’effectue à l’intérieur de structures caractéristiques des cellules végétales : les chloroplastes. Ces structures sont présentes dans toutes les cellules végétales, ils contiennent un pigment vert essentiel pour la photosynthèse : la chlorophylle (C55H72O5N4Mg). C’est la chlorophylle qui donne la couleur verte aux plantes.


    La photosynthèse est un processus qui permet aux végétaux de transformer l’énergie provenant de la lumière et le gaz carbonique en sucre (de l’énergie chimique) et en oxygène.

C’est pour cette raison qu’on dit que les végétaux sont autotrophes, c’est-à-dire qu’ils sont capables de synthétiser leur propre énergie (sous forme de sucre, des composés de carbone) à partir de l’énergie lumineuse et du carbone retrouvés dans l’air et dans les minéraux.

La photosynthèse peut ainsi se résumer par une formule très simple :


En plus de la lumière et le CO2, les plantes ont besoin de nutriments, d’oxygène et d’eau pour

vivre. Les nutriments sont des éléments que l’on retrouve dans le sol et dans l’air. Les nutriments dont ont besoin les végétaux peuvent être qualifiés de macro-éléments (N, K, Ca, P, Mg et S) ou d’oligo-éléments (Fe, Cl, Mn, B, Zn, Cu, Mo et Ni). Les macro-éléments sont des nutriments nécessaires en grande quantité alors que les oligo-éléments sont des nutriments nécessaires en très faible quantité. Une carence ou un excès d’un de ces nutriments peut causer différentes anomalies. Puisque les plantes ont de nombreux besoins en éléments, il est souvent nécessaire d’ajouter des engrais étant donné que le sol n’est pas une ressource inépuisable de ces substances. Les engrais sont des produits minéraux ou organiques incorporés au sol afin d’améliorer sa fertilité, c’est-à-dire conserver ou augmenter les éléments essentiels à la croissance des organismes végétaux. Cela peut se faire en ajoutant directement des nutriments (engrais minéraux), en ajoutant des substances organiques qui en se décomposant vont libérer des éléments minéraux ou encore, en utilisant des organismes capables d’aller chercher les nutriments à des endroits inaccessibles par les plantes. C’est ce dernier rôle que s’attribue le champignon mycorhizien.

    Les champignons ne sont pas tous des champignons mycorhiziens. De fait, certains ne forment pas de symbiose avec les plantes. On parle alors de champignons saprophytes ou pathogènes, selon qu’ils se nourrissent de cellules végétales mortes ou vivantes. Tout comme ces autres champignons, les mycorhiziens ont une forme dite mycélienne, constituée d’un réseau d’hyphes qui ressemble en fait à un amas de filaments. Ces hyphes leur permettent de parcourir des distances beaucoup plus longues que les racines des plantes, ce qui leur donne accès à des nutriments inaccessibles par les plantes.

Il existerait sept ou huit groupes de champignons mycorhiziens, chacun étant caractérisé par un type de mycorhize bien particulier. Les mycorhizes les plus communes sont celles qui colonisent le plus grand nombre de plantes. Ce sont l’ectomycorhize (mycorhize externe) et l’endomycorhize (mycorhize interne).

L’ectomycorhize naît de la rencontre entre des hyphes d’un champignon mycorhizien et des racines d’un arbre. L’ectomycorhize ne se forme qu’avec des arbres forestiers comme le pin, le sapin, le bouleau, l’épinette,  le thuya …. Chez les ectomycorhizes, les hyphes s’infiltrent dans les racines de l’arbre, entourant les cellules sans y pénétrer, et forment, au pourtour de la racine, un amas d’hyphes qui s’appelle un manchon. Les échanges symbiotiques entre les partenaires se font au niveau intercellulaire. Le manchon fait par les hyphes du champignon joue aussi un rôle protecteur contre des organismes pathogènes. De plus, plusieurs champignons ectomycorhiziens forment les carpophores que l’on voit sur les sols et certains d’entre eux sont comestibles (les girolles et les bolets). D’autres comme les truffes ne sortent jamais du sol, ils sont dits  hypogés.

L’endomycorhize résulte de champignons microscopiques dont les hyphes ont la particularité de pénétrer dans les cellules de la racine de la plante. Le champignon ne forme jamais de carpophore et les hyphes ne forment pas de manchon autour des racines. Les hyphes forment plutôt une structure, appelée  arbuscule, à l’intérieur des cellules végétales. Cette association se retrouve principalement chez les plantes cultivées, mais aussi chez certains arbres forestiers dont l’if et l’érable à sucre ainsi que plusieurs petites plantes des sous-bois.

L’avantage de la mycorhization est de permettre à l’arbre (en passant par le réseau d’hyphes du champignon) d’augmenter sa capacité à puiser des ressources minérales en couvrant un très grand territoire, comparativement aux seules racines des végétaux, et en ayant accès à des nutriments inaccessibles aux racines. De plus, les hyphes accélèrent l’altération des roches, permettant ainsi d’augmenter la disponibilité en minéraux. Ils peuvent s’attaquer aux minéraux insolubles du sol, comme le phosphore. Cette dernière action se fait généralement en symbiose avec des bactéries.

    L’agriculture et l’horticulture utilisent désormais les champignons mycorhiziens comme fertilisant. En fait, il a été démontré que l’ajout des champignons permet de diminuer les apports d’engrais chimiques de 15 à 25 %. Ces engrais sont nuisibles à la biodiversité des sols (certains détruisent les mycorhizes) et en l’occurrence, à la diversité végétale. De plus, cette réduction a fait baisser les coûts relatifs à l’entretien et à l’exploitation des sols et ce, pour de meilleurs rendements. Les champignons mycorhiziens sont aussi utilisés pour restaurer des sols perturbés, car ils protègent les racines contre la sécheresse et fournissent des nutriments et de l’eau aux plantes, même dans des sols très pauvres comme les sables bitumineux exploités pour le pétrole.

    L’utilisation de champignons mycorhiziens permet également de réduire l’utilisation de pesticides, car leur présence protège les racines contre les organismes pathogènes. À long terme, leur utilisation réduit les divers coûts associés à l’enrichissement des sols destinés à la culture. Ainsi, ces champignons sont une excellente alternative aux produits chimiques, autant dans les pays en voie de développement que dans les pays industrialisés.