Dans l’Ohio, des scientifiques cherchent à restaurer des écosystèmes dégradés en associant plantes et champignons. Une expérience menée près de Cleveland pourrait aider à mieux comprendre l’influence des champignons et des micro-organismes sur la santé des arbres.
Les champignons font partie des groupes d’organismes les plus diversifiés de la planète. Si nous voyons principalement leur partie émergée, l’appareil reproducteur, ces êtres ni animaux ni végétaux se déploient surtout sous terre, où ils forment un réseau dense de filaments très fins.
Les espèces de champignons dites « mycorhiziennes » s’associent aux racines des végétaux. Les champignons déploient des filaments qui pénètrent les cellules racinaires des plantes. Les champignons apportent aux plantes de l’eau et des nutriments puisés dans le sol, tandis que les végétaux leur fournissent des glucides. Arbres et champignons tissent ainsi une relation d’entraide mutuelle.
Les champignons mycorhiziens ont ainsi aidé les premières plantes à coloniser la Terre, il y a 450 millions d’années. Aujourd’hui, plus de 80 % des plantes terrestres vivent en symbiose avec des champignons.
Faire renaître des forêts dégradées grâce au mycélium
Au nord-est de l’Ohio, le comté de Cuyahoga et quinze municipalités soutiennent un programme de restauration d’écosystèmes dégradés associant arbres et champignons mycorhiziens. Pour ce faire, des scientifiques prélèvent de la terre au sein de Bole Woods, une forêt ancienne de 28 hectares située en périphérie de Holden Forests & Gardens, une ONG spécialisée en botanique. Ils déposent ensuite 50 à 100 grammes de cette terre au pied de jeunes arbres avant de les planter sur les différents sites de l’expérimentation.
« Cela apporte aux jeunes plants des organismes tels que des champignons et des bactéries endémiques de la forêt ancestrale », explique David Burke, vice-président de la science et de la conservation chez Holden Forests & Gardens, qui regroupe l’arboretum Holden et le jardin botanique de Cleveland, dans l’Ohio.
« Ces bactéries et champignons constituent en partie le microbiome du sol ou de la plante, c’est-à-dire les micro-organismes qui vivent sur l’arbre », précise le chercheur en d’écologie du sol pour La Relève et La Peste.
David Burke
Dans les forêts, ces champignons mycorhiziens forment d’immenses réseaux souterrains qui contribuent à la robustesse des écosystèmes. Grâce à cette symbiose, le volume de sol prospecté peut être jusqu’à plusieurs centaines, voire près de mille fois supérieur à celui exploré par les racines d’un arbre seul. Une part importante des besoins des arbres est ainsi assurée par le système mycorhizien.
Ce faisant, les champignons soutiennent les arbres en cas de présence de pathogènes, les protègent de la sécheresse et les préservent des substances toxiques grâce à l’absorption des métaux lourds. L’objectif des scientifiques est de rétablir les communautés fongiques afin d’aider les arbres à grandir.
« L’absence de ce microbiome dans les jeunes forêts ou les plantations d’arbres en milieu urbain pourrait nuire à la santé des arbres », expose le chercheur. « En intégrant ces micro-organismes aux plantations, nous espérons améliorer la croissance et la santé globales des végétaux. »
Claudia Victoroff, écologue spécialiste des connexions entre les champignons du sol et la santé des arbres
De premiers résultats encourageants
L’étude n’en étant qu’à sa quatrième année, les chercheurs restent prudents. Mais de précédentes expériences ont permis de constater des différences de croissance entre des arbres plantés sans apport de terre de forêts anciennes, et ceux où elle a été ajoutée.
« Sur un ancien terrain de golf restauré, nous avons constaté que la terre forestière réduisait la croissance des tulipiers de Virginie (Liriodendron tulipifera) deux ans après la plantation, et cette réduction était toujours visible cinq ans plus tard », raconte David Burke.
Ces observations sont encourageantes car cela pourrait signifier que les arbres consacrent davantage d’énergie à la propagation de leurs racines, et au soutien des micro-organismes ajoutés. Cette croissance plus lente pourrait alors permettre une résistance accrue aux ravageurs et aux maladies dans le reste de leur vie.
« D’autres arbres, comme le cerisier tardif (Prunus serotina), ont connu une croissance améliorée deux ans après la plantation avec de la terre forestière », ajoute-t-il. « Mais au bout de cinq ans, cet effet s’est estompé. Les espèces d’arbres peuvent réagir différemment à notre ajout de sols forestiers. »
Autre aspect bénéfique, mais encore non mesuré pour cette expérience : les mycorhizes permettent de mieux séquestrer le carbone dans le sol. Chaque année, les plantes transfèrent aux champignons mycorhiziens une quantité de carbone équivalente à environ un tiers des émissions mondiales annuelles de CO₂ issues des combustibles fossiles.
Avec 1200 arbres plantés et étudiés, les chercheurs espèrent avoir de quoi en apprendre plus sur le rôle des mycorhizes sur la santé des écosystèmes forestiers.
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