Le réseau mycorhizien

Sous vos pieds, en forêt, des filaments de champignons relient les racines des arbres. On a raconté que les arbres s’en servaient pour s’échanger des sucres, se prévenir d’un danger ou nourrir leurs jeunes. C’est l’image du « Wood Wide Web », un internet de la forêt. Qu’y a-t-il de vrai dans cette belle histoire ? Une partie est solidement démontrée. Une autre est beaucoup plus discutée qu’on ne le dit.

Mycélium blanc d’un champignon ectomycorhizien entourant des racines brunes d’épicéa — Mycélium blanc d’un champignon ectomycorhizien associé aux racines brunes d’un épicéa blanc (Picea glauca). Photo : André-Ph. D. Picard, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons, image redimensionnée

La mycorhize : un partenariat entre racine et champignon

Une mycorhize est une association entre une racine de plante et un champignon. Les filaments du champignon, les hyphes, entourent la racine et s’étendent dans le sol sous forme de mycélium. Ce réseau explore un volume de sol bien plus grand que celui que les racines pourraient atteindre seules.

L’échange est simple : le champignon apporte à l’arbre de l’eau et des éléments du sol comme le phosphore et l’azote, et l’arbre lui donne en retour des sucres produits par photosynthèse. Mais ces champignons sont-ils vitaux pour l’arbre ? Cela dépend de l’arbre et du sol. Dans un sol riche et bien alimenté, beaucoup d’arbres survivent sans leurs champignons, mais ils poussent souvent moins bien. Dans un sol pauvre, l’association devient souvent indispensable : des pins plantés dans des régions où leurs champignons n’existaient pas sont longtemps restés chétifs, jusqu’à ce qu’on ajoute au sol un peu de terre prélevée sous des pins d’ailleurs. Cette terre contenait les spores et le mycélium du champignon, qui se sont installés sur les racines. Notre article sur les champignons dans la nature explique comment le mycélium fonctionne dans les sols.

Deux grands types de mycorhizes

Les ectomycorhizes

Dans les forêts tempérées, la plupart des grands arbres comme les hêtres, les chênes, les épicéas et les pins forment des ectomycorhizes. Le champignon forme un manteau autour de la racine, sans y pénétrer. Plusieurs centaines d’espèces sont concernées, dont des amanites, des bolets et des truffes.

Les endomycorhizes

Les plantes herbacées et certains arbustes forment plutôt des endomycorhizes. Dans ce cas, le champignon pénètre à l’intérieur des cellules de la racine. Ce type d’association, qui regroupe notamment les mycorhizes arbusculaires, concerne la grande majorité des plantes terrestres, mais le débat sur le « Wood Wide Web » porte surtout sur les ectomycorhizes des forêts.

Chaque champignon son arbre, et son sol

Un champignon mycorhizien ne fructifie pas sans arbre : la girolle, le cèpe ou l’amanite ont besoin de racines vivantes pour se nourrir. Mais tous les arbres ne leur conviennent pas. Certains champignons sont très sélectifs, d’autres beaucoup moins. Voici quelques exemples courants :

Très sélectifs. Le bolet des bouleaux est lié au bouleau, et le bolet des mélèzes au mélèze.
Plutôt conifères. L’hydne imbriqué, que l’on appelle aussi épervier, s’associe surtout aux épicéas et aux pins. Le lactaire délicieux, lui aussi, se trouve surtout sous des conifères.
Plusieurs arbres possibles. Le cèpe de Bordeaux, la girolle et l’amanite tue-mouches s’associent à plusieurs essences, feuillus ou conifères selon les cas.
Chêne et noisetier. La truffe du Périgord s’associe notamment à ces arbres, sur des sols calcaires.

Pourquoi cette sélectivité ? Un champignon et un arbre doivent être compatibles : le champignon doit pouvoir coloniser la racine, et l’arbre doit y trouver son compte. Cette compatibilité s’est construite au fil de l’évolution, et elle varie d’une espèce à l’autre.

L’arbre ou l’acidité du sol ?

Les deux jouent, et il est difficile de les séparer. Les conifères poussent souvent sur des sols acides, et leurs aiguilles qui se décomposent acidifient encore la litière. Un champignon trouvé sous des épicéas peut donc répondre à l’arbre, à l’acidité du sol, ou aux deux. Dans la pratique, la girolle préfère plutôt des sols pauvres et acides à neutres, alors que la truffe du Périgord demande un sol calcaire. Pour fructifier, le champignon doit donc trouver à la fois son arbre et le bon sol.

Quand un même champignon relie plusieurs arbres

Un arbre est colonisé par de nombreuses espèces de champignons, parfois plusieurs centaines. Et un même champignon peut, en retour, relier plusieurs arbres : l’Académie d’agriculture de France cite une vingtaine d’arbres par champignon, un ordre de grandeur qui varie selon les espèces et les forêts. Deux arbres voisins, même d’espèces différentes, peuvent donc partager un même champignon.

C’est ce qu’on appelle un réseau mycorhizien commun. Le mycélium est très dense : la même source évoque plus de 1 000 mètres de mycélium par mètre de racine, un ordre de grandeur plutôt qu’une mesure exacte. La question est de savoir ce qui circule vraiment dans ce réseau, et dans quelle mesure cela compte pour les arbres.

Ce que la science a démontré

Plusieurs points sont solidement établis :

Le partenariat lui-même. Les champignons mycorhiziens transmettent de l’eau, du phosphore et de l’azote à leur arbre, et reçoivent en échange des sucres.
L’existence des réseaux. Les filaments d’un même champignon peuvent relier les racines de plusieurs arbres voisins.
Des échanges de carbone. Des transferts de carbone entre plantes ont été mesurés, dans les deux sens. Dans une expérience menée sur des arbres adultes d’une forêt du Jura suisse (Klein et al., 2016), environ 4 % du carbone fixé par un arbre part vers ses voisins, avec un bilan net probablement proche de zéro.
Le cas des plantes sans chlorophylle. Certaines plantes du sous-bois, comme des orchidées, obtiennent par leurs champignons jusqu’à 90 % de leur carbone. D’autres, sans chlorophylle, en dépendent entièrement. Cela montre l’importance de ces associations, sans prouver que les arbres adultes se nourrissent couramment entre eux.

Un réseau connecté n’est pourtant pas forcément un réseau de communication. Montrer que les racines de plusieurs arbres sont reliées par un même champignon ne prouve pas que des ressources y circulent en quantité significative, ni que ces transferts améliorent la survie ou la croissance des arbres. Ce sont trois questions distinctes.

Ces résultats sont importants. Ils montrent que le sous-sol d’une forêt n’est pas un simple sol, mais un système vivant où les champignons jouent un rôle central.

Ce qui est débattu

Le débat porte sur l’interprétation. L’idée d’un internet de la forêt, où de vieux « arbres mères » nourrissent leurs jeunes et préviennent leurs voisins, a été popularisée par la chercheuse canadienne Suzanne Simard, notamment avec son livre Finding the Mother Tree (2021), puis reprise dans d’autres livres et des documentaires. Mais d’autres chercheurs estiment que les preuves sont plus minces que le récit.

En 2023, les chercheurs Justine Karst, Melanie Jones et Jason Hoeksema ont passé en revue 26 études de terrain sur les réseaux de champignons et le transfert de ressources. Leurs conclusions sont nuancées :

Parmi les articles publiés en 2022, moins de la moitié des affirmations sur les anciennes études de terrain étaient exactes.
Pour les jeunes plants, les résultats varient selon l’espèce, le lieu et le sol. Dans seulement 18 % des études de terrain avec des racines entremêlées, les effets positifs du réseau l’emportaient sur la concurrence entre racines.
Les alertes entre arbres, la reconnaissance des liens de parenté et le partage généreux des nutriments reposent, selon eux, sur des preuves minces ou mal interprétées.

La transmission de signaux d’alerte entre plantes a été observée en laboratoire, mais elle n’est pas établie en forêt, et son mécanisme exact reste inconnu. Quant à l’ampleur des flux de carbone et à leur effet sur les arbres adultes, les chercheurs ne sont pas d’accord.

Il faut aussi se méfier du vocabulaire : parler d’« entraide » ou d’« arbres mères » prête une intention aux arbres et aux champignons, alors qu’il s’agit d’échanges de ressources. Des chercheurs se demandent d’ailleurs pourquoi un arbre favoriserait ses voisins, qui sont aussi ses concurrents.

Peut-on cultiver les champignons mycorhiziens ?

Ce partenariat explique un fait bien connu des cueilleurs : les cèpes, les girolles et les truffes sont des champignons mycorhiziens. Ils dépendent d’un arbre vivant, et on ne peut pas les cultiver sur un substrat comme on le fait avec d’autres espèces.

Des plants d’arbres déjà mycorhizés

Certains se cultivent pourtant, par un autre chemin : on installe le champignon sur les racines de jeunes arbres, en pépinière, puis on plante ces arbres. C’est le principe des plants mycorhizés. La truffe du Périgord est cultivée ainsi depuis 1977, dans des truffières plantées de chênes ou de noisetiers. Des lactaires délicieux ont aussi été produits au champ sous des pins, et d’autres espèces, comme certains bolets des pins, ont suivi.

Le résultat reste moins prévisible qu’une culture sur substrat : la truffe met plusieurs années à apparaître, et le rendement varie beaucoup d’une plantation à l’autre.

Les poudres mycorhiziennes du commerce

On trouve aussi des poudres ou granulés « mycorhiziens », vendus pour renforcer les racines des plantes. La plupart contiennent des champignons endomycorhiziens (mycorhizes arbusculaires), parfois mélangés à quelques espèces ectomycorhiziennes. Ces champignons ne forment pas de champignons à cueillir : ils produisent des spores microscopiques dans le sol.

Ils ne se cultivent pas seuls, puisqu’ils dépendent d’une plante vivante. On les multiplie donc sur des racines, soit sur des plantes hôtes en pots, soit en laboratoire sur des racines cultivées in vitro. Spores, fragments de racines et mycélium sont ensuite mélangés à un support comme l’argile ou la vermiculite.

Le résultat est variable : un sol qui contient déjà ses champignons, ou riche en engrais phosphoré, profite rarement de l’ajout, et la qualité des produits diffère beaucoup d’un fabricant à l’autre. Ces poudres peuvent aider à la plantation dans un sol appauvri, mais elles ne sont pas une solution miracle.

Cèpes et girolles : une culture encore difficile

Pour le cèpe de Bordeaux et la girolle, la culture reste difficile et peu maîtrisée. On sait en partie les faire s’associer à des racines en laboratoire, et une chanterelle japonaise a même fructifié en conditions contrôlées, mais aucune culture fiable au champ n’existe à ce jour. Ils restent donc des champignons de cueillette.

Les champignons que l’on cultive à la maison, comme les pleurotes, le shiitaké ou l’hydne hérisson, sont des décomposeurs : ils se nourrissent de matière morte, comme la paille ou le bois, sans avoir besoin d’un arbre. C’est ce qui rend leur culture possible. Si vous voulez les découvrir, notre guide pour cultiver ses champignons à la maison vous accompagne pas à pas.

Un champignon n’aide pas un arbre par bonté : il échange des ressources dans un contexte où chacun y trouve son intérêt.

🌿 À retenir

Une mycorhize est un partenariat entre un champignon et une racine : eau et nutriments contre sucres
Un même champignon peut relier plusieurs arbres, ce qu’on appelle un réseau mycorhizien commun
Le partenariat et les échanges de carbone sont démontrés, mais leur importance pour les arbres adultes reste débattue
Les « arbres mères » et les alertes entre arbres en forêt reposent sur des preuves encore minces
Les champignons mycorhiziens dépendent d’un arbre vivant : la truffe se cultive avec des plants mycorhizés, mais cèpes et girolles restent des champignons de cueillette

❓ FAQ

Qu’est-ce qu’une mycorhize ?

C’est une association entre un champignon et la racine d’une plante : le champignon fournit de l’eau et des nutriments, et la plante lui donne des sucres.

Les arbres communiquent-ils vraiment par les champignons ?

Des échanges de carbone, d’eau et de nutriments sont démontrés. Que les arbres s’envoient des messages d’alerte en forêt n’est pas établi.

Qu’est-ce que le « Wood Wide Web » ?

C’est l’image d’un internet de la forêt, où les champignons relieraient les arbres. Elle est utile pour comprendre le réseau, mais elle exagère parfois ce que la science a démontré.

Les arbres mères existent-ils ?

Cette idée est débattue. Des chercheurs jugent que les preuves d’un soutien dirigé des vieux arbres vers les jeunes sont insuffisantes.

Un champignon mycorhizien peut-il pousser sans arbre ?

Non, il lui faut une racine vivante. Et pas n’importe laquelle : chaque espèce a ses arbres préférés, et son type de sol.

Peut-on cultiver les champignons mycorhiziens ?

Certains, oui : la truffe et le lactaire délicieux se cultivent avec des arbres dont les racines ont été inoculées en pépinière. Pour les cèpes et les girolles, la culture reste expérimentale et aucune méthode fiable n’existe à ce jour.

Conclusion

Le réseau mycorhizien est un des grands sujets de l’écologie moderne. Le partenariat entre les champignons et les arbres est bien établi, et il change notre façon de voir la forêt. Mais la belle histoire d’un internet qui permettrait aux arbres de s’entraider reste en partie une hypothèse.

Comme souvent, la science avance plus lentement que les récits. Un champignon n’aide pas un arbre par bonté : il échange des ressources dans un contexte où chacun y trouve son intérêt. Et c’est déjà fascinant.