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Quelle place donner aux champignons dans notre enseignement

Les champignons n'ont pas attendu les nouveaux programmes de SVT au lycée pour prendre une place au sein des connaissances et des pratiques de notre discipline. Pourtant ces nouveaux programmes avec l'étude des sols, la nutrition des plantes, une approche élargie de la biodiversité et de l'évolution sont autant de situations où les champignons montrent tout leur intérêt et la place essentielle qu'ils occupent au sein de notre biosphère.

 

Le "poids" des champignons dans le sol

  • Les champignons représentent le plus souvent la biomasse la plus importante dans le sol juste après les racines des végétaux. Comme par ailleurs, la biomasse dans le sol est en général bien supérieure à celle située au dessus du sol, c'est donc l'essentiel de la biomasse de notre planète qui serait ainsi avant tout contrôlé par les champignons : autant le savoir et en avoir une meilleure connaissance, en particulier à l'heure où l'on s'interroge gravement sur les bilans carbone et le risque de réchauffement planétaire, enjeu où il est de plus en plus évident que le sol joue un rôle de tout premier plan.

Notons ici, pour l'anecdote, que l'on a dit que la biosphère était, non pas "verte" par référence aux végétaux et leur rôle essentiel au sein de l'organisation et du fonctionnement du monde vivant dans son ensemble, mais "marron" (ou "brune") par référence au sol, à l'abondance de la matière organique (en particulier sous la forme de l'humus) dans les sols! Et au cœur de ce fond marron, les champignons occupent les premiers rôles...
 

Outre la nutrition des plantes à laquelle ils contribuent (ci-après), les champignons remplissent également d'autres fonctions dans le sol dont :

  • la protection des racines des végétaux par le contrôle qu'ils peuvent exercer p ex sur les populations de nématodes ou de bactéries,
  • une meilleure structuration du sol (le mycélium contribuant à une meilleure cohésion des particules du sol), dont découle un certain nombre des propriétés bénéfiques des sols (en premier lieu pour la préservation de ce sol, support de nos cultures et de notre alimentation).

 

Leurs riches propriétés métaboliques en font aussi des acteurs majeurs :

  • pour la dépollution des sols contaminés, qu'il s'agisse de polluants organiques ou métalliques, voire de radionucléides, ce que l'on appelle la bioremédiation, domaine dont on ne peut que constater le fort développement.
  • pour la recherche de nouvelles molécules thérapeutiques (comme le sont les antibiotiques - p ex la célèbre pénicilline - que l'on obtient de nombreux champignons, et d'autres molécules tout aussi importantes mais moins connues du grand public comme la ciclosporine essentielle dans le domaine des greffes d'organes, et encore les statines dans la prévention des maladies cardio-vasculaires, des molécules précieuses en médecine humaine que l'on doit aux champignons),
  • ou pour d'autres domaines d'applications, comme p ex celui nouvellement apparu des biocarburants où les champignons ont un rôle important à jouer (lien vers des travaux menés à l'INRA).

 

Les champignons et la nutrition des plantes (et au-delà des plantes, toute la chaîne alimentaire dont les humains)

  • L'immense majorité des plantes terrestres vit, au niveau des racines, en association étroite avec les champignons du sol formant ce que l'on appelle des mycorhizes. Les plantes sont ainsi extrêmement dépendantes des champignons pour leur alimentation minérale et tirent parti des capacités remarquables des champignons à puiser dans le sol ces éléments minéraux.
  • Notre agriculture s'est efforcée d'échapper à cette dépendance grâce au recours à une alimentation minérale le plus souvent artificielle (les engrais chimiques), avec parfois (souvent!) les effets néfastes qui sont maintenant clairement établis. Aussi, (ré-)apprendre à mieux maîtriser les propriétés des champignons et mieux tirer parti des bénéfices qu'ils apportent devient un enjeu majeur pour une agriculture écologiquement plus performante, plus durable et plus respectueuse de l'environnement.

 

Les champignons, la biodiversité et l'évolution

  • Par leur situation de 3e Règne du vivant, entre végétaux et animaux, les champignons nous obligent à sortir de notre approche dichotomique habituelle et à remettre en cause notre vision du monde vivant (un effort à prolonger en direction des bactéries et des archées où un autre champ de révision de nos représentations s'est récemment ouvert...). [lien vers un autre dossier sur ce thème]
  • Un groupe qui pourrait être un indicateur privilégié d’un bon niveau de maturité et d’équilibre de l’écosystème (que l’on opposerait à la dominance bactérienne des milieux perturbés) [thème très spéculatif avec lequel de nombreux scientifiques ne sont pas d'accord, que l'on rappelle ici car il a joué le rôle d'hypothèse de travail et a guidé la mise en œuvre de ce dossier].
  • Un groupe peu apprécié du public en général y compris des scientifiques sinon pour l’aspect culinaire (ici on se prend un peu pour Zorro défendant la veuve et l’orphelin, le pauvre champignon humilié par ses camarades des groupes biologiques voisins et concurrents, animaux bien sûr, mais aussi végétaux, bactéries ou peut-être même virus… Un groupe d’êtres vivants en mal de reconnaissance). Ce point ressort assez nettement lorsqu'on interroge à l'aide de différents moteurs de recherche le nombre de documents internet consacrés aux champignons comparés aux autres grands groupes d'êtres vivants.
  • Un groupe qui – à l’inverse (la « revanche » des champignons!) - prend une place majeure dans les études de génomique, de ribotyping, de barcoding, etc. du fait de l’adoption précoce des outils de la génétique moléculaire par la communauté scientifique des mycologues, et plus particulièrement des levuristes.

 

  • Un groupe d'êtres vivants très anciens et on pourra surprendre nos élèves (encore que certains se montrent désespéremment insensibles!) en leur apprenant qu'il y a autant de différences génétiques et donc d'ancienneté des taxons entre les levures Saccharomyces cerevisiae (la levure de bière européenne) et Schizosaccharomyces pombe (levure de bière africaine) que l'on manipule assez régulièrement au lycée et que l'on a parfois bien du mal à distinguer, qu'entre Woody allen et Bob le poisson rouge dans son bocal! Dans l'un et l'autre cas plusieurs centaines de millions d'années d'évolution les séparent.
  • Si l’humain à construit son agriculture et donc sa culture et sa société autour des céréales, les fourmis ont, quant à elles, fait une chose équivalente mais autour des champignons, au moins les fourmis champignonnistes (céréaliculture vs. fongiculture, lequel a le mieux réussi ?).
  • Outre les céréales, l'humanité a aussi grandement bénéficié de l’amadou qui, lui, aura contribué à la conquête du feu.

 

  • Parmi les eucaryotes, les champignons correspondent aux organismes les plus thermophiles, détenant les records de survie aux très hautes températures.
  • Mais on les retrouve également dans bon nombre de milieux extrêmes ou rares sont les autres eucaryotes.

 

  procaryotesprocaryoteseucaryoteseucaryoteseucaryoteseucaryoteseucaryotes
  

archées

bactériesalgueschampignonsprotistesanimaux métazoairesplantes (métaphytes)
paramètres chimiquesmétallotolérants

OUI

OUI

OUI

OUI

nonnonnon
 halophile

OUI

OUI

OUI

nonnonnonnon
 acidophile

OUI

OUI

OUI

non

OUI

nonnon
 alcaliphile

OUI

OUI

non

OUI

OUI

nonnon
 xérophile

OUI

OUI

non

OUI

nonnonnon
paramètres physiquesradiotolérant

OUI

OUI

non

OUI

nonnonnon
 psychrophile

OUI

OUI

OUI

non

OUI

 non non
 thermophile

OUI

OUI

OUI

OUI

non non non
 hyperthermophile

OUI

OUI

nonnonnon non non
 barophile

OUI

OUI

nonnon

OUI

 non non
 (d'après Lopez-Garcia, 2009)
 
 
Citons encore les aspects biotechnologiques avec les molécules intéressantes que produisent les champignons :
  • les antibiotiques bien sûr,
  • des acides organiques, des acides aminés, des vitamines, utilisés en alimentation;
  • des alcools (p ex le glycérol),
  • mais aussi de nombreuses enzymes utilisées dans des procédés industriels, voire des cellules utilisées comme de véritables usines biologiques p. ex. en bioconversion, en production de vaccins par génie génétique, en production de molécules par ADN recombinant ex. la chymosine, des hormones humaines, et encore les poisons des champignons (amanitine, cordycépine, etc.).

Et aussi, on l'a déjà mentionné ci-avant, leur remarquable aptitude à dépolluer les sols (bioremédiation).