Champignons

Structure

Les champignons peuvent se présenter sous forme de cellules indépendantes individuelles ou d’organismes multicellulaires. La structure fondamentale d’un champignon multicellulaire est l’hyphe (tissu tubulaire), habituellement subdivisé par des septa (cloisons transversales). Les hyphes qui ne sont pas divisés par les septa sont appelés hyphes coenocytes. Bien que les hyphes coenocytes puissent constituer une cellule allongée, ils contiennent plusieurs noyaux et fonctionnent davantage comme des structures multicellulaires.

Le saviez-vous?
Les champignons multicellulaires peuvent se présenter sous toutes sortes de formes et de tailles, des champignons à chapeau et les polypores qui sont plus connus, aux champignons moins connus nommés champignons gelées (ou trémelle). Certains champignons, comme l’Anthurus d’Archer, ont des formes uniques.

Classification

Bien que les mycologues n’aient nommé qu’environ 60 000 espèces de champignons, leur nombre réel est plus près d’un million et demi. Certains mycologues considèrent toujours que cette estimation est basse. Si ce chiffre est accepté, cela signifie que 94 % de tous les champignons existants n’ont pas encore été nommés. La destruction à grande échelle des habitats naturels par le développement humain et le changement climatique pourrait empêcher la découverte de la plupart d’entre eux.

Les récents progrès de la biologie moléculaire stimulent un regain d’intérêt pour la classification des champignons. Actuellement, le règne des champignons est composé de cinq groupes majeurs : les chytridiomycètes (ou chytrides), les zygomycota (ou zygomycètes), les ascomycètes, les basidiomycètes et les glomeromycota.

Les chytridiomycètes sont en grande partie unicellulaires, aquatiques ou semi-aquatiques, et leurs cycles de vie comportent habituellement des stades de nage. Ils sont les seuls champignons qui possèdent des flagelles. Les zygomycètes sont petits, non mobiles, principalement terrestres et ils ont des cycles de vie relativement simple, sans stade diploïde ou dicaryote prolongé. Les ascomycètes contiennent la majorité des champignons connus, y compris de nombreuses levures utilisées en boulangerie, en brasserie et en fermentation du vin, ainsi que de nombreux champignons comestibles. Les basidiomycètes comprennent de nombreuses espèces trouvées dans les paysages naturels, comme les agaricales, les polypores et plusieurs rouilles. Plusieurs d’entre eux sont des agents pathogènes végétaux très importants. Les glomeromycota sont une classification plus récente qui comprend principalement les champignons qui forment des mycorhizes arbusculaires, ce qui signifie qu’ils établissent des relations mutuellement bénéfiques avec les plantes.

Habitat

Les champignons poussent dans presque tous les environnements, des tropiques jusqu’en Arctique, dans le sol, l’eau douce, l’eau salée et en association avec plusieurs autres organismes. Presque toutes les plantes et presque tous les animaux, incluant les humains, ont au moins un parasite fongique. Les espèces qui s’attaquent à la peau ou aux poumons des humains sont peu nombreuses, mais sont difficiles à traiter. Les champignons sont hautement spécialisés dans leurs besoins de nutriments ainsi que dans leurs modes de reproduction et de dispersion. Chaque espèce est unique pour une ou plusieurs de ces caractéristiques, ce qui la rend parfaitement adaptée à la vie dans des environnements étroitement définis. La grande biodiversité des organismes non fongiques (morts et vivants), des différences de niveau d’humidité, de température et d’autres facteurs dans le monde entier expliquent l’impressionnante diversité des champignons.

Reproduction et dispersion

Les champignons sont connus pour leurs modes de reproduction variés. Ils peuvent se reproduire de manière sexuée ou asexuée, bien que certaines espèces ne puissent faire que l’un ou l’autre. La reproduction sexuée et asexuée des champignons implique la création de spores, qui se dispersent de l’organisme parent vers un nouvel emplacement.

Les spores peuvent se disperser de différentes manières. On croit généralement que la plupart des spores sont dispersées par les courants d’air, bien que les études sur les champignons en suspension dans l’air utilisant des pièges à spores ne rapportent généralement qu’un nombre limité d’espèces. Les insectes, les mites et autres arthropodes jouent probablement un rôle plus important qu’on le croit dans la dispersion des champignons. Parmi les autres modes de dispersion, on compte les courants d’eau et les éclaboussures, le passage dans le tube digestif d’invertébrés et de vertébrés, et même la mobilité des spores elles-mêmes peut constituer des modes de dispersion.

Le saviez-vous?
Une espèce de champignon, le schizophylle commun, compte jusqu’à 23 000 sexes différents. Bien que cette espèce pousse cela à l’extrême, le fait d’avoir de nombreux sexes différents est un phénomène relativement courant chez les champignons.

Alimentation

Les champignons ont besoin de deux principaux composants nutritionnels pour survivre et prospérer : le carbone (ou énergie) et les minéraux. La nutrition carbonée n’est pas très différente de celle des animaux et elle implique généralement l’oxydation ordonnée d’hexoses (sucres à six carbones) comme le glucose. Cette oxydation se fait le plus souvent en aérobiose par le processus normal de la respiration, mais elle peut également se faire en anaérobiose (c’est-à-dire par fermentation).

La nutrition minérale des champignons peut ressembler à celle des plantes, dans laquelle tous les minéraux nécessaires (azote, phosphore, soufre, fer et autres) peuvent être assimilés en formes inorganiques simples. D’un autre côté, la plupart des champignons peuvent également assimiler des minéraux assemblés en molécules organiques.

L’une des caractéristiques les plus distinctives des champignons est leur capacité à digérer des sources complexes d’éléments nutritifs à l’extérieur de leurs cellules et d’en absorber ensuite les produits résultants. Ce processus est réalisé par des enzymes extracellulaires spécialisées dans la digestion d’une ou de quelques substances spécifiques. Les champignons produisent des enzymes extracellulaires pour digérer la cellulose, l’amidon, la pectine, le bois, les cheveux, la peau et de nombreuses autres substances. Chaque champignon produit un ensemble caractéristique de ces enzymes, mais aucun ne les produit toutes.

Plusieurs champignons sont saprophytes (ils poussent sur des matières organiques mortes), d’autres sont des parasites et ils tirent leur alimentation d’autres organismes vivants. Dans la plupart des cas, les champignons sont des spécialistes et ils ne peuvent se développer et se nourrir que sur des substances très spécifiques.

Associations

Les champignons ont souvent des associations mutualistes et parasitaires avec d’autres organismes vivants.

Les mutualismes fongiques sont nombreux et répandus. Parmi ces associations, la mieux connue est celle qui existe entre les lichens et les mycorhizes. Les lichens sont le résultat d’une association mutualiste entre le champignon et l’algue. L’organisme double qui en résulte peut vivre dans des environnements trop hostiles pour soutenir la croissance individuelle de l’algue ou du champignon. Ils sont également une source de nourriture préférée du caribou et souvent un indicateur de la qualité de l’air. Les mycorhizes résultent d’une association mutualiste entre un champignon (qui assimile les minéraux) et les racines des plantes (une source de sucre). Ces deux s’enrichissent grandement mutuellement, et de plus en plus de recherches suggèrent que le champignon mycorhize est essentiel pour la santé des forêts.

Les champignons parasites sont tout aussi nombreux et importants. Ils s’attaquent aux membres de la plupart des grands groupes d’organismes. Les plus importants pour les humains sont ceux qui causent des maladies chez les plantes. Parmi ces maladies, on compte la rouille de la tige du blé (Puccinia graminis), qui réduit les récoltes canadiennes au cours de la première moitié du 20^e siècle; d’autres types de rouilles des céréales (Puccinia), qui causent régulièrement des ravages; la rouille vésiculeuse du pin blanc (Cronartium ribicola), qui a presque éliminé le pin blanc dans l’est du pays; le charbon des céréales (Tilletia, Ustilago); le mildiou de la pomme de terre (Phytophthora infestans); le mildiou du tournesol (Plasmopara halstedii); le mildiou de l’oignon (Peronospora destructor); la brûlure du châtaignier (Cryphonectria parasitica), qui a pratiquement détruit le châtaignier d’Amérique; et la tavelure du pommier (Venturia inaequalis), qui cause souvent de lourdes pertes. Un autre aspect important de l’activité fongique est la production de dangereuses toxines dans les grains moisis.

Même si plusieurs maladies fongiques causent des pertes à l’agriculture et à la foresterie, on doit reconnaître que la majorité des plantes sauvages a des parasites fongiques et est cependant capable de se développer et de se reproduire sans en être trop affectée. De récentes études démontrent que les tissus sains de nombreuses plantes produisent de nombreux champignons, parfois plus d’une centaine pour une seule espèce végétale. Ces champignons ne causent aucun dommage visible à la plante et peuvent même être bénéfiques. De plus, les maladies font naturellement partie du paysage. À des niveaux modérés, elles favorisent un écosystème globalement sain.

Des pertes dévastatrices ne peuvent survenir que lorsqu’on cultive une seule culture de plante, souvent génétiquement uniforme, sur de vastes étendues. Dans les prairies naturelles, plusieurs espèces de graminées croissent habituellement en peuplements mélangés. Il en va de même pour les forêts naturelles. Cette diversité protège l’association contre de violents changements, et les rouilles et autres champignons, bien qu’ils soient présents, ne causent alors que peu de dommages. Les champs agricoles, les sylvicultures (fermes forestières) et les autres zones où une espèce est massivement dominante sont les plus à risque.

Importance biologique

Bien qu’il ne s’agisse pas à proprement parler de parasitisme, la pourriture des arbres vivants est importante dans les forêts naturelles. Elle se produit souvent dans la partie non vivante du duramen des arbres forestiers et peut les affaiblir à un point tel qu’ils tombent. Elle se produit principalement chez les arbres trop vieux ou renversés par le vent; le champignon accélère le recyclage du bois et de l’écorce en nutriments utilisables. Ce processus permet la création d’un sol nouveau et sain et il favorise des paysages hétérogènes où de nombreuses espèces différentes peuvent prospérer.

Dans les forêts gérées, la pourriture peut être très coûteuse, et on coupe les arbres alors qu’ils sont relativement jeunes afin de réduire les pertes. Cette pratique peut avoir des effets indésirables puisque les débris de coupe peuvent stimuler la croissance des champignons de pourriture, et les arbres restants peuvent être endommagés et devenir des sites propices aux infections. Avec des champignons adaptés à tous les arbres et à différents climats, et compte tenu du fait que les forêts gérées présentent souvent une faible diversité d’espèces, le problème est complexe.

La décomposition des prairies, de la litière des forêts et d’autres biomes est aussi importante que la pourriture des arbres, bien qu’elle soit moins spectaculaire. Chaque habitat possède une séquence élaborée de champignons, de bactéries et de minuscules animaux qui réduisent complètement les tissus en nutriments pour les plantes. Les champignons sont particulièrement importants dans les climats rigoureux (par exemple les déserts arctiques) où l’activité bactérienne est minimale. Le peu de sol et de litière organique qu’on trouve dans ces paysages, et qui permet à la prochaine génération de plantes de pousser, est dû, en partie, aux champignons.

Relations avec les humains

Les champignons les mieux connus des citadins sont couramment appelés, bien que ce soit inexact, des moisissures. Il s’agit de diverses excroissances colorées qui poussent dans les milieux humides sur les fruits, le pain, le fromage, le cuir et d’autres substances organiques, et elles appartiennent à plusieurs groupes de champignons.

Ces champignons sont plus que de simples parasites; plusieurs d’entre eux produisent des mycotoxines dangereuses qui menacent la santé de toute personne qui les mange. Les mycotoxines peuvent se répandre dans les aliments, et il est important de jeter les substances contaminées et de ne pas simplement enlever la moisissure. Les recherches sur les mycotoxines sont une activité importante dans les laboratoires gouvernementaux et universitaires du Canada et dans plusieurs autres pays.

Les moisissures peuvent également contaminer l’air intérieur par leurs spores ou en produisant des substances toxiques. De récentes études ont démontré des liens entre la contamination par des moisissures à l’intérieur des résidences et de graves problèmes de santé des occupants. On croit maintenant que les maisons où on trouve des moisissures à l’intérieur représentent un aussi grand danger pour la santé des enfants que la fumée de cigarette des parents.

Bien que les maladies des plantes et la contamination par les moisissures soient de sérieux problèmes, les champignons sont des organismes incroyablement importants qui rendent de nombreux services utiles et indispensables à l’homme, en plus d’avoir des rôles écologiques. Les levures, des champignons unicellulaires, sont parmi les plus remarquables d’entre eux. La fermentation des levures est responsable de la fabrication du pain et de la production d’alcool.

Certains champignons produisent également des antibiotiques comme la pénicilline, qui est l’une des plus grandes réussites du 20^e siècle et qui est produite par une espèce du groupe des ascomycètes (Penicillium). Des recherches mondiales sont actuellement en cours pour trouver de nouveaux produits fongiques qui peuvent combattre en toute sécurité les maladies, les insectes nuisibles, les mauvaises herbes et d’autres menaces à notre confort et notre sécurité.

Le saviez-vous?
On croit que la pénicilline a sauvé des millions de vies depuis sa découverte et qu’elle a joué un rôle particulièrement crucial dans la guérison des soldats blessés au cours de la Deuxième Guerre mondiale. Alors que la résistance aux antibiotiques augmente, en partie en raison d’une utilisation d’antibiotiques incorrecte ou même excessive dans certains contextes, il est essentiel que les chercheurs médicaux puissent étudier davantage de champignons et de plantes pour leurs propriétés qui peuvent potentiellement sauver des vies. Alors que les paysages sauvages continuent de décliner en raison de l’activité humaine, il peut être particulièrement difficile de trouver ces organismes avant qu’ils ne disparaissent.

Certains champignons comestibles appartenant au groupe des basidiomycètes sont largement reconnus pour leur comestibilité. Les chanterelles et les morilles sont particulièrement prisées. La culture de champignons comestibles est une activité importante au Canada. En Ontario, les champignons sont considérés comme l’un des plus importants légumes de culture.

Voir aussi Biologie; Recherche sur les cultures.