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Spores de Diversispora sp., un champignon mycorhizien surreprésenté dans les îles océaniques lointaines, observées au microscope.

© M. Ducousso

Les champignons, champions de la diversité insulaire

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Mis à jour le 14.02.2019

Les recherches sur la diversité des champignons mycorhiziens dans les îles révèlent leurs formidables capacités de diffusion et d’adaptation aux milieux éloignés et hostiles. Ces auxiliaires symbiotiques des plantes pourraient d’ailleurs servir à la réhabilitation d’environnements dégradés.

Les premières découvertes sur l’adaptation des champignons mycorhiziens en milieu insulaire bousculent les connaissances établies jusqu’ici sur le sujet 1. Ces microorganismes fongiques ont une importance capitale dans le fonctionnement des écosystèmes. Vivant en symbiose avec la plupart des plantes sauvages et cultivées, ils sont indispensables à leur nutrition et à leur physiologie. « Jusqu’à présent, nous avions peu d’exemples sur les mécanismes affectant la diversité des champignons en milieu insulaire , explique Philippe Jourand, microbiologiste à l’IRD au Laboratoire des symbiose tropicales et méditerranéennes (LSTM). Pour en savoir plus, nous avons comparé la structure des communautés mycorhiziennes arbusculaires?Champignons dont le mycélium forme des arborescences à l’intérieur des cellules de la plante symbiotique, pour augmenter la surface d’échanges. provenant de 13 îles du monde entier, et celle des communautés continentales . » Le résultat est à la fois surprenant et porteur d’espoirs.

Pour les animaux et les végétaux, les processus d’adaptation aux milieux insulaires sont explorés depuis le 19e siècle et les travaux de Darwin. L’étude de la biogéographie insulaire s’intéresse à la richesse en espèces d’une île en fonction de sa taille et de son éloignement du continent le plus proche ; la théorie qui en découle montre que la diversité spécifique est plus faible en milieu insulaire que sur les continents. Et surtout, cette diversité dans une île est largement déterminée par ses caractéristiques : la variété des animaux et des végétaux est d’autant plus faible que l’île est petite et éloignée du continent.

Avec ses grosses et abondantes spores de l’ordre de 0,3 mm – les grains sombres sur le sol sableux –, le champignon Diversispora sp. colonise largement les espaces insulaires isolés.

© M. Ducousso

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Forte variété et grosses spores

Mais ce qui vaut pour les macro-organismes se révèle infondé s’agissant des champignons microscopiques. « L’analyse et la comparaison d’ADN mycorhiziens d’origines insulaires et continentales indique en effet que les communautés fongiques des îles sont aussi variées que celles des continents. C’est même vérifié pour les systèmes insulaires situés à plus de 6 000 kilomètres d’un continent !  », souligne le chercheur. Pour autant, la structure de cette diversité n’est pas tout à fait la même. Elle se constitue à partir des apports continentaux, mais n’est pas composée des mêmes populations dans les mêmes proportions. Ainsi, certains groupes d’espèces minoritaires sur les continents sont surreprésentés dans les îles océaniques - les plus éloignées de toute terre. C’est notamment le cas des champignons à grosses spores. Pour les scientifiques, la sélection de ce trait génétique particulier pourrait être liée à son efficacité pour la dispersion. Les grosses spores permettraient d’emporter sur de plus longues distances les réserves suffisantes pour germer à l’arrivée. Mais la dispersion des spores n’est pas la seule source de diversification insulaire…

Stress environnemental et écotypes

« Pour coloniser une île, les champignons mycorhiziens s’adaptent à ses conditions environnementales, lesquelles sont souvent bien différentes de celles de leur milieu continental d’origine , explique Marc Ducousso, écologue microbien au Cirad?Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement, également membre du LSTM. Pour cela, ils mettent en place des écotypes, une sorte de variant de l’espèce initiale, possédant les mêmes caractéristiques génétiques globales, mais fonctionnant différemment par l’activation de certains gènes . » Grâce à cette stratégie, ils parviennent à se développer malgré des conditions de stress important, liées au sel, au soleil, à la nature de sols... Et surtout, ils permettent à des plantes symbiotiques de vivre dans ces milieux souvent hostiles. Ainsi, comme l’ont montré des travaux antérieurs de cette même équipe, c’est l’existence de champignons -  ectomycorhiziens?Champignons développant des symbioses avec les plantes, au niveau extracellulaire cette fois - qui autorise le développement de végétation sur certains sols métallifères toxiques de Nouvelle-Calédonie.

« Grâce à leur formidable capacité à résister à des stress environnementaux, ces champignons pourraient être valorisés sous forme de biofertilisants pour réhabiliter des sols dégradés  », conclut le microbiologiste Robin Duponnois, directeur du LSTM. Des recherches s’organisent actuellement en ce sens, visant à restaurer des milieux insulaires altérés à Madagascar, en Martinique et en Nouvelle-Calédonie.


Notes :

1. Davison J, Moora M, Öpik M, Ainsaar L, Ducousso M, Hiiesalu I, Jairus T, Johnson N, Jourand P, Kalamees R, Koorem K, Meyer JY, Püssa K, Reier Ü, Pärtel M, Semchenko M, Traveset A, Vasar M, Microbial island biogeography: isolation shapes the life history characteristics but not diversity of root-symbiotic fungal communities,The ISME Journal, 8 juin 2018


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