Les insectes cultivateurs de champignons

Il y a plus de 50 millions d’années, bien avant les premiers humains, des fourmis champignonnistes cultivaient déjà leur propre champignon. Elles préparaient leur substrat, semaient, désherbaient et protégeaient leur culture des maladies. Les termites africains ont suivi le même chemin il y a environ 30 millions d’années. L’agriculture humaine, elle, n’a que 10 000 ans. Comment ces insectes s’y prennent-ils, et que peut-on en apprendre quand on cultive soi-même des champignons ?

Ces jardins montrent bien que les champignons ont un rôle bien plus large que celui qu’on leur connaît dans l’assiette : notre article sur les champignons dans la nature en donne un aperçu.

Des agriculteurs avant l’homme

Les fourmis et les termites ne sont pas les seuls insectes à vivre avec des champignons, mais ce sont les plus connus pour les cultiver. Ils entretiennent un jardin de mycélium, le nourrissent avec des végétaux, et se nourrissent en retour du champignon.

Les deux groupes ont inventé cette agriculture chacun de leur côté. Les fourmis champignonnistes sont apparues dans le bassin amazonien, il y a entre 50 et 66 millions d’années selon les estimations. Les termites cultivateurs, eux, se sont développés en Afrique il y a environ 30 millions d’années. Au fil de l’évolution, certaines lignées d’insectes et de champignons ont développé une association si étroite qu’elles dépendent fortement l’une de l’autre. Cette spécialisation n’est pas identique chez toutes les espèces.

Les fourmis champignonnistes

On les appelle les attines. Elles forment plus de 200 espèces (le nombre exact varie selon la classification), et elles vivent uniquement sur le continent américain, du sud de l’Amérique du Sud jusqu’aux États-Unis. Les plus célèbres sont les fourmis coupe-feuilles, mais elles ne représentent qu’une partie de cette diversité.

Une agriculture qui a évolué par étapes

Les fourmis n’ont pas inventé d’un coup le système des coupe-feuilles. Les chercheurs distinguent plusieurs formes d’agriculture, des plus anciennes aux plus spécialisées. Les espèces dites « inférieures » cultivent un champignon sur des débris végétaux secs, du bois mort ou des déjections d’insectes, sans découper de feuilles fraîches. Les coupe-feuilles, apparues bien plus tard (il y a 8 à 12 millions d’années environ), sont la forme la plus aboutie : elles cultivent un champignon qui ne vit plus qu’en leur compagnie.

Des feuilles pour nourrir le champignon

Les fourmis coupe-feuilles découpent des fragments de feuilles, d’herbes et de fleurs, avec leurs mandibules et les rapportent au nid en longues colonnes. Elles ne mangent pas ces feuilles. Elles s’en servent de substrat pour leur champignon, Leucoagaricus gongylophorus. À l’intérieur du nid, de plus petites fourmis nettoient les fragments, les découpent, les enduisent de leurs sécrétions et les disposent en rangs, avant d’y ajouter du mycélium.

Le champignon décompose les feuilles et forme des renflements riches en lipides et en glucides, qu’on appelle des gongylidies. C’est cette nourriture que les fourmis récoltent pour elles et pour leurs larves. Une colonie de coupe-feuilles peut compter plusieurs millions de fourmis, et tout ce monde vit grâce à la myciculture.

Une reine qui emporte sa culture

Quand une jeune reine quitte le nid lors du vol nuptial, elle emporte dans sa bouche un petit inoculum du champignon cultivé. C’est sa semence : il lui permet de démarrer le jardin de sa nouvelle colonie.

Une culture sous surveillance

Cultiver un champignon, c’est aussi le protéger. Comme tout cultivateur, les fourmis doivent affronter les contaminations. Leur jardin est menacé par un champignon parasite, Escovopsis, qui peut détruire une culture entière.

Elles ont plusieurs lignes de défense. Elles désherbent : les fourmis repèrent les morceaux de jardin infectés, les découpent et les transportent loin du nid. Elles utilisent des sécrétions de glandes qui freinent les agents pathogènes. Et elles s’appuient sur des bactéries alliées qui vivent sur leur corps. Ces bactéries, de type actinomycète, produisent des antibiotiques qui limitent le parasite.

Les fourmis disposent aussi d’une « poche infrabuccale », une petite cavité près de la bouche où elles filtrent et compactent les débris et les spores ramassés en nettoyant le jardin. Elles recrachent ensuite ce petit amas loin du nid, ce qui évacue une partie des agents pathogènes.

Ces défenses évoluent en réponse aux pressions du parasite. Le chercheur Cameron Currie parle d’une « course aux armements par étapes » : parasite, champignon cultivé et bactéries s’adaptent les uns aux autres depuis des millions d’années.

Les termites et leurs jardins de Termitomyces

Les termites champignonnistes forment le groupe des Macrotermitinae. On en connaît plus de 330 espèces, réparties en 12 genres. Elles vivent en Afrique, en Asie et à Madagascar. Leur champignon s’appelle Termitomyces.

Un jardin dans le nid

Les termites construisent dans leur nid une structure spongieuse, le « peigne à champignon ». Ils y déposent du bois et des végétaux mâchés, que le champignon décompose. Sur ce peigne, Termitomyces forme de petits nodules qui libèrent des spores, et ce sont ces nodules que les termites mangent. La matière végétale passe par l’intestin des termites avant d’être déposée sur le peigne.

D’où vient le champignon ?

Chez de nombreuses espèces, la reine et le roi fondent leur colonie sans champignon : ce sont les premières ouvrières qui vont chercher des spores dans l’environnement. Ce n’est pas le cas partout (Poulsen, 2015) : chez Macrotermes bellicosus, le roi transmet lui-même un inoculum du champignon à la nouvelle colonie, et chez certaines espèces de Microtermes, c’est la reine qui le transporte.

Dans un jardin mature, on trouve généralement une seule souche de champignon. Une étude publiée dans la revue Science montre qu’une colonie garde la même souche toute sa vie, alors que l’on aurait pu s’attendre à une compétition entre plusieurs souches.

Des champignons visibles

Termitomyces ne reste pas toujours caché dans le nid : il produit aussi de vrais champignons, qui sortent du sol à proximité des termitières, souvent à la saison des pluies. Plusieurs espèces sont comestibles et récoltées en Afrique.

Ce que ça nous apprend

Fourmis et termites ont des méthodes différentes, mais ils résolvent les mêmes problèmes qu’un cultivateur de champignons. Ce sont des principes communs, pas des techniques strictement équivalentes :

• Le substrat : feuilles fraîches pour les fourmis coupe-feuilles, bois et végétaux mâchés pour les termites. Nous utilisons de la paille, de la sciure ou des copeaux.
• L’inoculation : la reine fourmi emporte un inoculum de son champignon, de nombreux termites récupèrent des spores dans l’environnement. Nous utilisons du mycélium sur grain, du mycélium liquide ou des cultures sur gélose.
• La propreté : les fourmis éliminent les morceaux infectés et les bactéries alliées. Nous travaillons dans un environnement propre et nous écartons les cultures contaminées.

Si une contamination apparaît dans votre culture, notre guide Contaminations : identifier et agir vous aide à reconnaître le problème et à réagir, comme le font les fourmis, sans attendre.

Pour voir toutes les étapes de la culture à la maison en un coup d’œil, découvrez notre outil Comprendre la myciculture en images.

• Les fourmis champignonnistes cultivent des champignons depuis 50 à 66 millions d’années, les termites depuis environ 30 millions d’années
• Les fourmis coupe-feuilles utilisent des feuilles fraîches comme substrat pour Leucoagaricus gongylophorus
• Elles protègent leur jardin d’un parasite grâce au désherbage, à des sécrétions et à des bactéries alliées
• Les termites cultivent Termitomyces sur un peigne de végétaux mâchés, en général avec une seule souche par jardin mature
• Ces insectes résolvent les mêmes problèmes que nous : substrat, inoculation et contaminations

Quelles fourmis cultivent des champignons ?

Les fourmis attines, dont les fourmis coupe-feuilles ne sont qu’une partie. Elles comptent plus de 200 espèces, qui vivent uniquement sur le continent américain.

Depuis quand les fourmis cultivent-elles des champignons ?

L’agriculture des fourmis est apparue il y a entre 50 et 66 millions d’années, dans le bassin amazonien, selon les estimations.

Les fourmis mangent-elles les feuilles qu’elles coupent ?

Non. Les feuilles servent de substrat au champignon, que les fourmis mangent ensuite sous forme de renflements riches en nutriments.

Que cultivent les termites ?

Un champignon du genre Termitomyces, qu’ils font pousser sur un peigne de végétaux mâchés et dont ils mangent les nodules chargés de spores.

Y a-t-il des fourmis ou des termites champignonnistes en Suisse ?

Non. Les fourmis champignonnistes vivent uniquement sur le continent américain, et les termites cultivateurs en Afrique, en Asie et à Madagascar.

Qu’est-ce qui menace le jardin des fourmis ?

Un champignon parasite, Escovopsis, que les fourmis combattent en retirant les morceaux infectés, avec leurs sécrétions et avec des bactéries qui produisent des antibiotiques.

Conclusion

Un substrat bien choisi, un mycélium sain et une surveillance constante contre les contaminations : des insectes appliquaient déjà ces principes bien avant nous. La culture des champignons repose toujours sur ces trois piliers, que l’on travaille sur des feuilles, du bois ou de la paille.

Si vous voulez essayer à votre tour, notre guide pour cultiver ses champignons à la maison vous accompagne pas à pas.

Sources

• Schultz et Brady, 2008, Major evolutionary transitions in ant agriculture (PNAS) : origine et étapes de l’agriculture des fourmis
• Currie et al., 1999, Fungus-growing ants use antibiotic-producing bacteria to control garden parasites (Nature) : rôle des bactéries protectrices
• Poulsen, 2015 : termites champignonnistes, origine, peigne et transmission du champignon
• Université d’Aarhus : âge de l’agriculture des termites, étude publiée dans Science
• Smithsonian Magazine, Small Matters : fourmis coupe-feuilles, défenses contre le parasite