Comme une grande partie d’un iceberg est cachée sous l’eau, une grande partie d’un arbre est cachée sous terre. Alors que le tronc et les branches et les feuilles séquestrent le dioxyde de carbone réchauffant la planète, les arbres et autres plantes ont longtemps formé des alliances souterraines avec des champignons mycorhiziens, qui entrelacent avec leurs racines pour établir un réseau commercial mutuellement bénéfique. En échange d’aider tout, des chênes aux séquoias trouvent de l’eau et des nutriments essentiels comme l’azote, les champignons obtiennent de l’énergie, sous la forme de carbone que leurs partenaires ont tiré de l’atmosphère.
Beaucoup de carbone, en fait: dans le monde entier, quelque 13 milliards de tonnes de CO2 s’écoulent des plantes aux champignons mycorhiziens chaque année – environ un tiers des émissions de l’humanité des combustibles fossiles – sans parler du CO2 qu’ils aident les arbres en grandissant. Pourtant, lorsque vous entendez parler de campagnes pour conserver et planter plus d’arbres pour ralentir le changement climatique, vous n’entendez pas parler des champignons mycorhiziens. L’humanité peut manquer la forêt pour les arbres, en d’autres termes, en partie parce que sans aller quelque part et creuser, il est difficile de dire quelles espèces mycorhiziennes s’associent à quelles plantes dans un écosystème donné.
Champignons mycorhiziens dans les montagnes de l’Apennine italiennes Seth Carnill
Un nouveau projet de recherche essaie de changer cela. La Society for the Protection of Underground Networks, ou Spun, a lancé l’Atlas Underground, un outil interactif qui mappe la diversité des champignons mycorhiziens dans le monde. C’est une ressource pour les scientifiques et les écologistes de mieux comprendre où se concentrer sur la protection de ces espèces afin qu’ils puissent continuer à séquencer le carbone et fournir d’autres services critiques dans les écosystèmes. «Nous savons depuis longtemps que ces champignons mycorhiziens sont très importants dans les écosystèmes, et qu’ils existent partout sur la planète et s’associent à beaucoup de plantes différentes», a déclaré l’écologiste fongique Michael Van Nuland, scientifique des données de la Spun et auteur principal d’un nouvel article décrivant le travail dans la revue Nature. “Mais il a été difficile de faire correspondre ce sens de l’échelle avec de grands ensembles de données ou des cartes à grande résolution à grande résolution.”
Pour construire cet atlas, Van Nuland et ses collègues n’ont pas visité chaque pied carré de végétation sur Terre et prélever des échantillons de sol, car ils n’avaient pas à le faire. Au lieu de cela, ils ont analysé l’ADN des échantillons de champignons mycorhiziens de 130 pays. Parce qu’ils connaissaient les conditions où les échantillons ont été prélevés – les températures locales, les précipitations, le type de végétation, même le pH du sol – ils pouvaient enseigner à un modèle informatique pour associer ces caractéristiques à différentes espèces de champignons.
Tourné
Maintenant, le système pourrait prédire ce que les espèces mycorhiziennes devraient vivre dans un endroit donné, même si les scientifiques n’ont pas été à cet endroit exact pour collecter un échantillon. Dans la carte ci-dessus, des couleurs plus lumineuses indiquent une plus grande diversité d’un groupe appelé champignons ectomycorhiziens, qui se développent sous forme de gaines autour des racines. Remarquez les zones éclatantes de l’extrême nord, qui comprennent les forêts boréales. “Il est agréable de voir que leur modèle récapitule les modèles que nous savons principalement attendre de la grande diversité dans ces régions boréales tempérées”, a déclaré l’écologiste fongique Laura M. Bogar, qui étudie les champignons ectomycorhizes à l’Université de Californie à Davis, mais n’a pas été impliqué dans la recherche.
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La carte ci-dessus inverse cette dynamique. Il montre la richesse prévue du deuxième groupe, les champignons mycorhiziens arbusculaires. (Vous pouvez jouer avec la carte ici. Pour basculer entre les deux groupes, appuyez sur le bouton en bas à droite.) Au lieu d’enclure les racines, ceux-ci les pénètrent. Remarquez la richesse de leurs espèces au-delà des forêts boréales, en particulier sous les tropiques. Fait intéressant, un point chaud des champignons arbusculaires n’est pas la forêt amazonienne, mais la savane adjacente au Brésil. “Lorsque vous pensez que sont les points chauds les plus chauds de la planète pour la biodiversité, la plupart des gens vont penser à la forêt amazonienne”, a déclaré Van Nuland. “Mais pour ce type de groupe fongique mycorhizien, c’est dans l’écosystème environnant.”
Les scientifiques déterminent toujours ce qui influence la distribution mondiale des champignons ectomycorhiziens et arbusculaires. Compliquer les choses, cependant, est le fait que les deux groupes peuvent se chevaucher dans les mêmes environnements. Bogar, par exemple, travaille dans le nord de la Californie avec des sapins de Douglas, qui ont des champignons ectomycorhiziens, et des séquoias, qui ont des champignons arbusculaires. “Même si pour moi debout sur le sol, ils ressemblent tous les deux à des arbres très grands et très grands qui ont probablement une écologie similaire”, a déclaré Bogar. “Du point de vue d’un champignon interagissant avec leurs racines, ils sont profondément différents.”
Des scientifiques prélevant des échantillons à Tierra del Fuego, Chili Mateo Barrenngoa
À l’échelle mondiale, les chercheurs ont constaté que seulement 9,5% des points chauds de la biodiversité fongique se trouvent dans les zones protégées existantes. Si une zone est déboisée pour faire place au pâturage des bovins – un problème particulièrement aigu en Amazonie – les champignons mycorhiziens perdent les partenaires dont ils ont besoin pour l’énergie, et la planète perd une puissante symbiose qui attire naturellement le carbone dans les sols. Sans une population robuste de champignons, les nutriments sortent du système et l’érosion du sol augmente. “Il y a tous ces autres avantages en cascade, au-delà de la quantité de carbone physiquement entre dans le corps des champignons”, a déclaré Van Nuland.
Non seulement les champignons mycorhiziens doivent faire face aux humains dégradant leurs habitats, mais le climat qui les entoure évolue rapidement. Van Nuland et ses collègues comprenaient des données historiques dans leur modèle, qui ont constaté que les climats stables sur de longues périodes ont permis aux symbioses uniques et rares d’évoluer entre les plantes et les champignons. Avec l’atmosphère maintenant en flux – à la fois avec une hausse des températures et une aggravation des sécheresses – ces symbioses uniques peuvent être à risque, mettant en péril les champignons végétaux et mycorhiziens.
Équipés de l’atlas, les scientifiques pourraient être en mesure de mieux hiérarchiser où ils s’aventurent sur le terrain pour étudier les champignons, a déclaré Bogar. Van Nuland, quant à lui, essaie de déterminer la meilleure façon de conserver ces champignons essentiels, en particulier les points chauds de la biodiversité sur la carte. “Nous ne savons pas si les mêmes stratégies de protection fonctionnent pour les champignons mycorhiziens comme pour la biodiversité végétale et animale”, a déclaré Van Nuland. «Nous recherchons activement cela en ce moment.»
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