Wood Wide Web : comment les plantes communiquent-elles ?

Le réseau d'interconnexion des arbres, également appelé Wood Wide Web ou Wood Wide Network, a été découvert pour la première fois par Suzanne Simard, une écologiste forestière canadienne. L'expérience a été publiée dans la revue scientifique Nature en 1997 et a démontré l'existence d'un lien formé par des réseaux fongiques et d'autres micro-organismes pour transporter du sucre, d'autres nutriments et des informations entre différents arbres, sous terre. Cette découverte a changé la vision des forêts, composées d'arbres qui ne sont pas des entités à part entière.

Il s'agit essentiellement d'une interaction symbiotique mutualiste : les deux acteurs, c'est-à-dire les plantes et les champignons, interagissent principalement et tous deux en tirent un avantage. En particulier, la plante peut obtenir des champignons les minéraux difficiles à absorber et bénéficier d'un transport horizontal efficace de différentes molécules avec les plantes voisines, tandis que le champignon, qui enroule ses "bras" filamenteux autour des racines de la plante, peut recevoir les sucres produits par la photosynthèse en tant que source d'énergie. Cette interaction est appelée mycorhize, qui est l'union des termes grecs "champignon" et "racine", et est formée par les racines des arbres et le mycélium fongique, cette partie du champignon qui ressemble à un réseau complexe composé de filaments appelés "hyphes". Les champignons mycorhiziens peuvent être considérés comme le partenaire mutualiste le plus abondant pour les plantes; en effet, plus de 80% des racines des plantes terrestres sont colonisées par un réseau mycorhizien.

Le réseau mycorhizien est composé d'organismes biologiques fungus qui occupent n'importe quel environnement, capables de croître et de se reproduire même dans des lieux inhospitaliers. Les champignons sont très polyvalents au niveau métabolique, ce qui leur permet d'établir des relations de toutes sortes. Ils entrent en contact avec les plantes, tant au niveau des pousses que des racines, tant pour se nourrir que pour se défendre. Les champignons qui composent le réseau mycorhizien sont classés en ectomycorhizes et endomycorhizes, ce qui inclut les mycorhizes à arbuscules. La ectomycorhize est une symbiose localisée au niveau des racines des arbres en milieu chaud, où les champignons occupent des espaces intracellulaires et se répandent dans le sol. La endomycorhize, en revanche, se trouve toujours au niveau des racines des arbres dans les écosystèmes plus froids et les champignons colonisent l'intérieur des cellules et se trouvent dans des écosystèmes plus froids.

Le réseau fongique dense permet le transfert d'une vaste variété de composés et de signaux entre les plantes ; cette communication peut modifier le comportement des plantes elles-mêmes, en réponse à ces stimuli. Le comportement des plantes se traduit par des changements dans la morphologie ou la physiologie en réponse à des stimuli externes. En général, le carbone est l'élément principal qui parcourt le long réseau souterrain qui permet la régénération des forêts. Selon le type de symbiose établi, les molécules transportées le long des filaments fongiques peuvent changer. En effet, en ce qui concerne l'interaction avec les ectomycorhizes, l'accès et le transfert de l'azote sont meilleurs, ce qui rend ce type d'association plus avantageux dans les systèmes présentant une limitation des éléments azotés.

La communication change en fonction des molécules transportées et des types d'organismes impliqués dans l'interaction. En cas de danger, comme une attaque parasitaire, une plante peut envoyer des signaux chimiques à travers le mycélium pour avertir les plantes voisines d'activer leurs mécanismes de défense. Le réseau fongique peut être très utile pour réguler l'approvisionnement en carbone : si le réseau reçoit plus de carbone qu'il n'en a besoin, l'excédent peut être dirigé vers une plante qui en a besoin. Une situation similaire peut se produire dans le cas de zones où les plantes sont plus serrées, où un système s'établit selon lequel certaines plantes sont plus hautes et peuvent donc profiter de la lumière et produire beaucoup de sucre, tandis que d'autres plantes, plus basses dans le sous-bois ombragé, peuvent recevoir le carbone généré par les premières.

L'écologiste Suzanne Simard a également défini, grâce à ses expériences, la présence d'arbres-pivots, également appelés "arbres-mères". Ces arbres sont les plus grands et les plus anciens, agissant comme des hubs de communication du réseau, maintenant des connexions avec un grand nombre de spécimens et d'espèces différents. En particulier, elles "prennent soin" des plantes les plus jeunes et les plus faibles, tout comme une mère, leur distribuant des ressources par le biais du réseau mycorhizien et transmettant également des signaux de danger pour avertir l'ensemble de la communauté forestière d'un éventuel agent pathogène ou d'une famine.

Les arbres sont des organismes qui ont évolué avec un mécanisme de communication et de transfert d'informations très différent du nôtre et de celui du monde animal. Aucun système nerveux n'est présent, ni même suggéré, mais les organismes végétaux sont capables de percevoir, en quelque sorte "d'apprendre" et d'avoir de la mémoire, réagissant aux stimuli en modifiant leur état, tant sur le plan physiologique que sur le plan morphologique. La communication entre les plantes ne se fait pas seulement sous terre par le biais du réseau mycorhizien, mais aussi par la libération de substances chimiques et d'hormones dans l'air. De cette manière, un groupe d'organismes végétaux dans une zone donnée est capable de partager des nutriments et d'avertir de la présence de risques, tels que des agents pathogènes ou la sécheresse, et est capable de réagir de la meilleure manière possible pour se préserver et aider à préserver ses congénères.

Le réseau souterrain est soumis à plusieurs menaces humaines. La déforestation, la pollution des sols et le changement climatique en sont les trois principales causes. Les forêts, comme tout écosystème, ont leur propreéquilibre écologique, qui est assuré par la présence et la santé des arbres qui composent l'écosystème et le réseau fongique qui les relie et occupe le sous-sol. La destruction de ces écosystèmes souterrains peut avoir des effets dévastateurs sur les forêts ; l'adoption de politiques de gestion forestière doit donc tenir compte de la présence du réseau ligneux. En outre, l'approfondissement et la bonne gestion de ce réseau pourraient avoir des effets positifs sur l'agriculture, en augmentant les rendements des cultures.

La découverte de ce réseau d'arbres interconnectés a entraîné un changement dans l'approche de la gestion forestière et de la biodiversité de ces écosystèmes. Compte tenu de la présence et de l'importance des arbres pivots, leur préservation devient cruciale pour la protection de l'ensemble de l'écosystème forestier. De plus, le sol et le sous-sol deviennent encore plus importants, et la préservation de cette ressource devient cruciale pour assurer la résilience des forêts. Enfin, dans la gestion de l'écosystème forestier, il est nécessaire d'adopter une vision systémique et de ne plus considérer les arbres comme des individus isolés, mais de prendre en compte la complexité des interactions établies, même au niveau souterrain.