SOIL WARS


Depuis bien longtemps, dans une galaxie peu lointaine, très peu lointaine…

SOIL WARS

Quand les champignons s’attaquent aux vers…

Si Luke avait troqué ses jumelles pour un microscope, et s’il avait regardé dans le sol plutôt que vers les étoiles, sans doute serait-il devenu biologiste. Certes, le dernier Jedi n’aurait sûrement pas ramené la paix dans la galaxie, mais n’était-ce pas peine perdue ? Loin d’être inanimé, le sol est un véritable champ de bataille dans lequel une guerre sans merci fait rage. Plongez dans cet environnement hostile où les champignons tentent de renverser les vers millimétriques qui règnent à leur échelle en gigantesques créatures de cauchemar…

Gigantesque créature de cauchemar

Une gigantesque créature de cauchemar (Star Wars, épisode V : L’Empire Contre-Attaque). Source

Prélogie

N’imaginez pas qu’on parle ici d’un ver géant de l’espace, d’un petit ver de terre, ni d’un joli champignon de Paris.

Les vers qui nous intéressent sont des nématodes (ou vers ronds), dont le doux faciès ressemble à ça :

Bouche de nématode

La bouche du nématode Caenorhabditis elegans (d’un centième de millimètre de large) Source

Leur longueur n’excède pas un millimètre, et ils sont aussi épais qu’un cheveu. Si beaucoup d’espèces sont réputées pour être de farouches parasites de plantes ou d’animaux, les nématodes sont surtout connus pour être présents en quantité phénoménale dans le sol. De l’humus de nos forêts tempérées au sol gelé de l’Antarctique, en passant par les sédiments du fond des océans… Sans doute y en a-t-il même dans le compresseur d’ordures de l’Étoile de la Mort. Ils sont si nombreux que, selon le sénateur galactique E. O. Wilson :

“Si vous rendiez invisible toute la matière solide de la surface de la Terre, vous pourriez encore voir son contour en nématodes.”

Discours à l’Explorers Club, 18 Mars 2006 cité par Tim Field dans The Third Domain. Source

Comment ces étranges créatures peuvent-elles être aussi répandues ? Les nématodes sont très résistants car munis d’une armure souple, la cuticule. Plus voraces qu’un Rancor, ils s’accommodent d’une grande variété de sources de nourriture (tissus animaux, végétaux, microorganismes), leur permettant de coloniser presque tous les milieux. Beaucoup sont des prédateurs insatiables de bactéries, qu’ils trouvent à profusion dans le sol.

Quant à leurs adversaires les champignons, ceux que l’on voit en forêt avec un pied et un chapeau ne sont que l’organe reproducteur d’un organisme plus complexe… La majeure partie du champignon est cachée dans la terre sous la forme d’un réseau de filaments microscopiques, les hyphes, dont l’ensemble forme le mycélium :

Mycélium

Le mycélium est ici visible à l’oeil nu, mais la plupart des hyphes ne font que 5 à 10 micromètres de diamètre, soit à peu près la taille de la bouche d’un nématode. Source

 

Par opposition à la Faune et la Flore, l’ensemble des champignons constitue la Fonge.

“La Fonge est omniprésente. C’est un ensemble d’organismes en interaction avec tous les êtres vivants, qui nous entoure et nous pénètre, qui maintient l’écosystème en un tout unique…“

Obi-Wan “Ben” Kenobi

Enfin, c’est en tout cas un groupe bien plus riche et bien plus important que ce qu’on pourrait penser. Incapables de réaliser la photosynthèse comme les végétaux, desquels on les a longtemps crus proches, les champignons ne peuvent pas synthétiser leur propre matière. Ils doivent donc se nourrir de celle des autres êtres vivants, et utilisent pour cela différents modes de nutrition. La plupart se nourrissent pacifiquement de matière en décomposition : on dit qu’ils sont saprophytes. Mais ne vous y trompez pas… Certains champignons sont enclins à emprunter la voie qui mène au côté obscur.

“Le manque mène à la faim, la faim mène à la prédation, et la prédation mène au côté obscur de la nutrition.”

Maître Yoda

Le réveil de la Fonge

Pour peu que les nutriments viennent à manquer, et qu’un nématode vienne se dorer la cuticule un peu trop près du champignon, ce dernier ne se le fait pas dire deux fois… Il est temps de prendre les armes. L’organisme saprophyte se transforme en prédateur : lui qui se nourrissait de matière en décomposition se découvre soudainement un appétit de chair fraîche.

Si la Fonge est capable de basculer ainsi du côté obscur de la nutrition, c’est parce que cet ensemble d’organismes machiavéliques, derrière un aspect pacifique, cache un penchant pour l’espionnage chimique. Les champignons sont sensibles à de très nombreuses molécules émises par les nématodes. La détection de ces molécules informe la Fonge de la présence de ses proies, et aucun Bothan ne meurt pour lui donner cette information.

Quand ils ne révèlent pas eux-mêmes leur présence, les nématodes peuvent être trahis par leurs propres victimes. Certaines bactéries sont en effet capables d’appeler les champignons à l’aide par l’intermédiaire d’une molécule : l’urée. Tel un R2-D2 bactérien, cette molécule permet de transmettre le message de détresse. Les champignons sont sensibles à l’urée, et à son contact, certains se transforment en impitoyables prédateurs de nématodes.

Schéma explicatif

Modifié d’après Wang et al. (2014)

Une fois le nématode détecté, les terribles hyphes passent à l’action.

Croissance des hyphes d’un champignon.

Croissance des hyphes d’un champignon. Source

L’attaque des champignons trappeurs

Nématode piégé dans les arceaux collants

Nématode pris au piège dans un réseau d’arceaux collants (on les voit croître en haut du cadre). Source

Quand on a la vitesse, la mobilité et la dextérité d’un champignon, il n’y a pas trente-six façons d’attraper ses proies. Telle la plante carnivore attendant que l’insecte se pose sur ses feuilles mortelles, ce redoutable organisme sait se montrer patient… Et bien qu’on ne compte que 140 espèces carnivores sur les 100 000 champignons connus, ce groupe de l’ombre a su se montrer particulièrement inventif pour tendre des pièges. Dans ce domaine, les champignons ont développé un arsenal à faire pâlir l’Empire des nématodes…

Les pièges collants en constituent une bonne partie. Le cruel champignon développe une structure enduite d’une substance sur laquelle le nématode se colle irréversiblement. Parmi ces pièges, on trouve des arceaux collants qui forment un inextricable réseau d’hyphes adhésifs.

Anneau constricteur

Un anneau constricteur, d’une trentaine de micromètres de diamètre. Source

Les anneaux constricteurs, eux, sont à l’arsenal des champignons ce que le sabre laser est aux Jedi : une arme rare, mais extrêmement efficace. Le passage d’un nématode dans l’anneau suffit à le condamner. Un simple contact excite les cellules, qui se contractent brutalement autour de lui.

Nématode prisonnier

Développement des hyphes à l’intérieur d’un nématode prisonnier d’un anneau constricteur. Source

Qu’il soit collé ou bloqué, aussi violemment qu’il puisse se débattre le pauvre ver est promis à une mort certaine. Les cellules du champignon en contact avec le nématode percent progressivement sa cuticule. Elles développent des hyphes qui se propagent dans le nématode, digérant et absorbant son contenu. L’infortuné meurt en quelques heures.

Ces pièges impitoyables vous laissent sans voix ? Il existe pourtant encore plus machiavélique…

Certaines espèces ne posent pas de pièges, mais attaquent les nématodes grâce à une armée de cellules de dispersion, les zoospores, qui se déplacent jusqu’au ver et se collent autour de sa bouche avant de commencer à développer des hyphes à l’intérieur de leur proie. Une microscopique Guerre des Clones.

Zoospores

Des zoospores fixés autour de la bouche d’un nématode. Source

Alors voilà, malgré leur souveraineté sur l’écosystème du sol, les nématodes ne sont pas intouchables : plusieurs espèces de champignons sont capables de les piéger et de les exterminer avec l’efficacité et la cruauté d’un Seigneur Sith ! Merci d’avoir lu ce billet, nous espérons que vous aurez appris deux trois trucs et…

Et vous pensiez vous en tirer si vite ? Vous pensiez que les nématodes qui, rappelons-le, règnent en maîtres sur l’Empire du Sol, se laisseraient impressionner par une poignée de champignons rebelles ? L’histoire est plus complexe…

Les nématodes contre-attaquent

Les nématodes ne sont pas impuissants face aux champignons : s’il existe des champignons nématophages, il existe aussi des nématodes fongivores, qui se nourrissent de champignons. Moins innovants que leurs adversaires en matière d’arsenal, les nématodes préfèrent le Sabre : ils peuvent compter sur un stylet acéré (une trompe) grâce auquel ils transpercent les cellules des champignons et en aspirent le contenu.

Le nématode fongivore Globodera rostochiensis et son sabre (pas laser). Source

Combattant de toutes leurs forces, les nématodes mènent une lutte acharnée sur plusieurs fronts. Certains nématodes parasitent les plantes, et ce faisant ils fragilisent leurs hôtes, qui deviennent vulnérables aux attaques des champignons ! Pour repousser les offensives de la Fonge, les nématodes utilisent des armes chimiques. Ils disposent de molécules semblables aux antibiotiques grâce auxquelles ils mettent les champignons en déroute. Ainsi, les nématodes restent maîtres des ressources fournies par la plante qu’ils parasitent.

Finalement, bien que les champignons soient des adversaires redoutables, les insatiables nématodes ont plus d’une surprise en réserve et sont loin d’être renversés. Mais ces vers, maîtres incontestables de l’Empire du Sol, ne sont pas infaillibles ! Quand la Fonge déploie son arsenal de pièges, leur règne vacille… avant de retrouver son équilibre. Mais qui sait ? Entre les bactéries, les champignons, les plantes, et peut-être d’autres organismes encore, la suprématie des nématodes pourrait bien finir par être remise en cause. N’en déplaise à Luke, finalement parti sauver sa galaxie, la Guerre du Sol est un conflit complexe, et trois trilogies ne seraient pas de trop pour faire le tour de la question.

Que la Fonge soit avec vous.

 

Si trop peu, vous en avez eu…

Blogs (en anglais) :

  • Sur la suprématie des nématodes :

Meet Mephisto, the worm that rules the underworld. (2011, juin 1). Consulté le 26 mars 2018, à l’adresse
http://phenomena.nationalgeographic.com/2011/06/01/meet-mephisto-the-worm-that-rules-the-underworld/

  • Sur la guerre du sol :

When Threatened By Worms, Bacteria Summon Killer Fungi. (2014, décembre 19). Consulté le 26 mars 2018, à l’adresse
http://phenomena.nationalgeographic.com/2014/12/19/when-threatened-by-worms-bacteria-summon-killer-fungi/

Prehistoric meat-eating fungus snared microscopic worms. (2010, mai 4). Consulté le 26 mars 2018, à l’adresse
http://phenomena.nationalgeographic.com/2010/05/04/prehistoric-meat-eating-fungus-snared-microscopic-worms/

Worm-Eating Fungi Eavesdrop on the Chemicals of Their Prey. (2012, décembre 18). Consulté le 26 mars 2018, à l’adresse
http://phenomena.nationalgeographic.com/2012/12/18/worm-eating-fungi-eavesdrop-on-the-chemicals-of-their-prey/

Vidéos : Les champignons nématophages en action

Un ventre vide. (s. d.). Nematophagous fungi part 1. Consulté à l’adresse https://www.youtube.com/watch?v=14zmmbXsyuM

Un ventre vide. (s. d.). Nematophagous fungi part 2. Consulté à l’adresse https://www.youtube.com/watch?v=Uktd10jLPAM

Articles et revues scientifiques :

  • Sur les différents types de pièges : Su, H., Zhao, Y., Zhou, J., Feng, H., Jiang, D., Zhang, K.-Q., & Yang, J. (2017). Trapping devices of nematode-trapping fungi: formation, evolution, and genomic perspectives. Biological Reviews, 92(1), 357‑368. https://doi.org/10.1111/brv.12233
  • Sur l’appel au secours des bactéries : Wang, X., Li, G.-H., Zou, C.-G., Ji, X.-L., Liu, T., Zhao, P.-J., … Zhang, K.-Q. (2014). Bacteria can mobilize nematode-trapping fungi to kill nematodes. Nature Communications, 5, 5776.
    https://doi.org/10.1038/ncomms6776
  • Sur la fourberie des champignons : Hsueh, Y.-P., Mahanti, P., Schroeder, F. C., & Sternberg, P. W. (2013). Nematode-Trapping Fungi Eavesdrop on Nematode Pheromones. Current Biology, 23(1), 83‑86.
    https://doi.org/10.1016/j.cub.2012.11.035
  • Sur la complexité des relations entre nématodes et champignons : Ragozzino, A., & D’Errico, G. (2011). Interactions between nematodes and fungi: A concise review. Journal of zoology, XCIV, 123‑125. Article complet
  • Et de quoi se demander si les lassos ont vraiment été inventés au Far West : Schmidt, A. R., Dörfelt, H., & Perrichot, V. (2007). Carnivorous Fungi from Cretaceous Amber. Science, 318(5857), 1743‑1743.
    https://doi.org/10.1126/science.114994

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