Comment les arbres deviennent plus résistants grâce aux relations symbiotiques

Malgré leur immense réseau racinaire, les arbres ne parviennent souvent pas à absorber suffisamment d'eau et de nutriments du sol pour se développer sainement.

C'est pourquoi la plupart des plantes terrestres ont, au cours de l'évolution, noué des relations symbiotiques avec des champignons. Ces champignons mycorhiziens, qui enveloppent les racines ou pénètrent dans les cellules du système racinaire, reçoivent des arbres une partie du sucre produit par la photosynthèse végétale comme source d'énergie. En échange, les arbres obtiennent des nutriments tels que le phosphate et le nitrate, ainsi que de l'eau provenant des champignons — une sorte de mariage de raison peu romantique.

Les doubles symbioses élargissent l'habitat

Des chercheurs de l'Université de Zurich (UZH) et d'Agroscope montrent, à partir de plus de 400 espèces d'arbres réparties dans le monde entier, que beaucoup ont encore amélioré ce système de coopération. Certes, la plupart des espèces d'arbres n'établissent de relation qu'avec certains représentants de différents groupes de champignons mycorhiziens. «Cependant, une partie de toutes les plantes ligneuses noue simultanément une alliance avec deux variantes de champignons», explique Ido Rog de l'Institut de biologie végétale et microbienne de l'UZH.

Les chercheurs montrent désormais qu'un tel «double mariage» rend les arbres plus vigoureux : ils sont moins sensibles à la sécheresse et supportent mieux le manque de nutriments. «Ils peuvent ainsi coloniser un territoire bien plus vaste que les espèces d'arbres qui n'établissent une symbiose qu'avec un seul type de champignon», déclare l'auteur principal Rog. La plus grande portée géographique et l'espace de niche écologique élargi de ces arbres sont indépendants de la phylogénie et de l'histoire évolutive.

Plus résistants à la chaleur et à la sécheresse

La relation simultanée avec deux champignons mycorhiziens différents permet aux arbres de bénéficier d'un approvisionnement en nutriments plus diversifié, car leurs racines couvrent un profil de sol plus étendu et s'adaptent à des propriétés du sol plus variées. «Nos résultats indiquent que la polygamie avec deux variantes de champignons a servi aux arbres de stratégie pour s'adapter à des conditions environnementales plus rudes, c'est-à-dire pour coloniser des niches moins riches en nutriments et supporter des climats plus rigoureux», déclare le professeur Marcel van der Heijden de l'UZH. Ainsi, la distribution des arbres présentant des doubles symbioses est nettement plus marquée dans les zones plus sèches que dans les sites plus pluvieux.

«Dans la sylviculture, ces connaissances pourraient aider à sélectionner à l'avenir les espèces d'arbres spécialisées dans les relations fongiques polygames. Car ces arbres devraient mieux s'accommoder du réchauffement climatique mondial en cours et pourraient être utilisés pour la colonisation de zones climatiques sèches», ajoute van der Heijden.