Les champignons mycorhiziens soutiennent la vie sur terre depuis au moins 450 millions d’années en aidant à fournir aux plantes les éléments nutritifs du sol essentiels à la croissance. Ces dernières années, les scientifiques ont découvert qu’en plus de former des relations symbiotiques avec presque toutes les plantes terrestres, ces champignons sont des conduits importants pour transporter le carbone dans les écosystèmes du sol.
Dans une méta-analyse publiée le 5 juin dans la revue Biologie actuelle, les scientifiques estiment que jusqu’à 13,12 gigatonnes d’équivalents de dioxyde de carbone (CO2e) fixées par les plantes terrestres sont allouées aux champignons mycorhiziens chaque année, ce qui équivaut à peu près à 36 % des émissions mondiales annuelles de combustibles fossiles.
Étant donné que 70 % à 90 % des plantes terrestres forment des relations symbiotiques avec les champignons mycorhiziens, les chercheurs ont longtemps supposé qu’il devait y avoir une grande quantité de carbone se déplaçant dans le sol à travers leurs réseaux.
« Nous avons toujours soupçonné que nous avions peut-être négligé un réservoir de carbone majeur », déclare l’auteur Heidi Hawkins, responsable de la recherche à Conservation South Africa et associée de recherche sur les interactions plantes-sol-microbes à l’Université du Cap. « Naturellement, une grande attention a été accordée à la protection et à la restauration des forêts comme moyen naturel d’atténuer le changement climatique. Mais peu d’attention a été accordée au sort des vastes quantités de dioxyde de carbone qui sont déplacées de l’atmosphère lors de la photosynthèse par ces plantes et envoyé sous terre aux champignons mycorhiziens. »
Les champignons mycorhiziens transfèrent des nutriments minéraux et obtiennent du carbone de leurs partenaires végétaux. Ces échanges bidirectionnels sont rendus possibles par des associations entre le mycélium fongique, les réseaux filamenteux filamenteux qui constituent l’essentiel de la biomasse fongique, et les racines des plantes. Une fois transporté sous terre, le carbone est utilisé par les champignons mycorhiziens pour développer un mycélium plus étendu, les aidant à explorer le sol. Il est également lié au sol par les composés collants exsudés par les champignons et peut rester sous terre sous forme de nécromasse fongique, qui fonctionne comme un échafaudage structurel pour les sols.
Flux de carbone marqué par fluorescence à l’intérieur des champignons mycorhiziens. Crédit : Cargill & Oyarte-Galvez (AMOLF)
Les scientifiques savent que le carbone circule à travers les champignons, mais combien de temps il y reste reste incertain. « Une lacune majeure dans nos connaissances est la permanence du carbone dans les structures mycorhiziennes. Nous savons qu’il s’agit d’un flux, une partie étant retenue dans les structures mycorhiziennes pendant que le champignon vit, et même après sa mort », explique Hawkins. « Certains seront décomposés en petites molécules de carbone et à partir de là, ils se lieront aux particules du sol ou seront même réutilisés par les plantes. Et certainement, une partie du carbone sera perdue sous forme de gaz carbonique lors de la respiration par d’autres microbes ou le champignon lui-même. »
Le document fait partie d’une poussée mondiale pour comprendre le rôle que jouent les champignons dans les écosystèmes de la Terre. « Nous savons que les champignons mycorhiziens sont des ingénieurs écosystémiques d’une importance vitale, mais ils sont invisibles », déclare l’auteur principal Toby Kiers, professeur de biologie évolutive à l’Université Vrije d’Amsterdam et cofondateur de la Société pour la protection des réseaux souterrains (SPUN). « Les champignons mycorhiziens se trouvent à la base des réseaux trophiques qui soutiennent une grande partie de la vie sur Terre, mais nous commençons tout juste à comprendre comment ils fonctionnent réellement. Il y a encore tant à apprendre. »
Mais il y a une course contre la montre pour comprendre et protéger ces champignons. L’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture prévient que 90 % des sols pourraient être dégradés d’ici 2050 et que les champignons sont exclus de la plupart des politiques de conservation et environnementales. Sans la fertilité et la structure fournies par le sol, la productivité des plantes naturelles et cultivées déclinera rapidement.
« Les champignons mycorhiziens représentent un angle mort dans la modélisation, la conservation et la restauration du carbone », déclare la co-auteure Katie Field, professeure de processus plante-sol à l’Université de Sheffield. « Les écosystèmes du sol sont détruits à un rythme alarmant par l’agriculture, le développement et d’autres industries, mais les impacts plus larges de la perturbation des communautés du sol sont mal compris. Lorsque nous perturbons les anciens systèmes de maintien de la vie dans le sol, nous sabotons nos efforts pour limiter réchauffement climatique et compromettent la santé et la résilience des écosystèmes dont nous dépendons. »
« De nombreuses activités humaines détruisent les écosystèmes souterrains. En plus de limiter la destruction, nous devons augmenter radicalement le rythme de la recherche », déclare le co-auteur Merlin Sheldrake. « Des organisations comme TOURNÉ, la Fondation Fungiet GlobalFungi dirigent un effort d’échantillonnage mondial massif pour créer des cartes open-source des réseaux fongiques de la Terre. Ces cartes aideront à tracer les propriétés des écosystèmes souterrains, tels que les points chauds de séquestration du carbone, et à documenter de nouvelles espèces fongiques capables de résister à la sécheresse et aux températures élevées. »
Les chercheurs soulignent que bien que leurs chiffres soient basés sur les meilleures preuves disponibles, ils sont imparfaits et doivent être interprétés avec prudence. « Bien que nos chiffres ne soient que des estimations, ils sont les meilleurs que nous puissions faire avec les données disponibles. Les limites de notre étude montrent clairement le besoin urgent d’une étude empirique plus approfondie des flux de carbone et de nutriments entre les plantes et les champignons mycorhiziens », déclare Sheldrake. .
Plus d’information:
Le mycélium mycorhizien en tant que réservoir global de carbone, Biologie actuelle (2023). DOI : 10.1016/j.cub.2023.02.027