Une première carte mondiale des réseaux de champignons du sol, essentiels à la vie des plantes

Ils forment un réseau invisible et diffus, une toile vivante aussi arachnéenne que souterraine. Sans eux, les plantes n’auraient jamais pu conquérir la terre ferme avec un tel succès ; ni les animaux qui s’en sont nourris évoluer.

Cette dentelle, ce sont des champignons dits « mycorhiziens » qui la tissent dans le sol. Jusqu’ici, il était difficile d’en estimer l’étendue à l’échelle planétaire. Une équipe internationale vient de relever ce défi en compilant les données de 322 études ayant analysé, au total, plus de 16 000 carottes de sol, elles-mêmes prélevées dans neuf macroécosystèmes (« biomes ») à travers le monde, et en développant des modèles d’apprentissage automatique.

Publié jeudi 11 juin dans la revue Science, ce travail révèle l’ampleur colossale de ce réseau, du moins pour les champignons mycorhiziens « arbusculaires », qui forment des symbioses avec 70 % des espèces végétales terrestres.

Des chiffres saisissants. La masse totale de ces champignons, en effet, équivaut à quatre à cinq fois celle de tous les humains de la terre, soit 300 millions de tonnes. Leurs filaments très fins, s’ils étaient mis bout à bout, s’étendraient sur quelque 110 quadrillions (10²⁴) de kilomètres, soit près d’un milliard de fois la distance entre la Terre et le Soleil. Ce réseau, par ailleurs, transporte chaque année environ 4 milliards de tonnes d’équivalent CO₂ dans les sols, soit 11 % de toutes les émissions de dioxyde de carbone liées à l’activité humaine.

« Ces dernières années, on a pris de plus en plus conscience du rôle de ces champignons dans la régulation du climat », observe Toby Kiers, professeure à l’université libre d’Amsterdam, qui a coordonné ce travail. « Mais ce système restait, jusqu’à présent, largement ignoré dans les politiques climatiques », ajoute cette mycologue américaine qui fut lauréate, en 2025, du « Nobel de l’environnement », le Tyler Prize for Environmental Achievement.

Bref retour sur 450 millions à 500 millions d’années d’évolution. Dès que les plantes ont commencé à coloniser les milieux terrestres, les champignons mycorhiziens ont noué un pacte vital avec elles. A charge, pour les végétaux terrestres, de leur rétrocéder une partie des sucres (10 % à 25 %) qu’ils produisent par photosynthèse après avoir absorbé le carbone de l’atmosphère. En retour, ces partenaires fongiques leur transmettent les minéraux qu’ils absorbent dans le sol : essentiellement du phosphore et de l’azote, indispensables à la croissance des plantes.

De riches prairies

Les racines des plantes, de fait, peuvent être vues comme des porte-champignons. Mais pas n’importe lesquels. « Les filaments de ces champignons, nommés “hyphes”, sont incroyablement fins et peuvent s’enfoncer profondément dans le sol, bien plus que les racines des plantes », explique Justin Stewart, écologue à l’université libre d’Amsterdam, coauteur principal de l’étude. Dans les sols sains, ils peuvent multiplier par 100 la surface de prospection des racines, fournissant aux plantes plus de 80 % du phosphore dont elles ont besoin. Ils sont aussi capables de se faufiler dans de minuscules anfractuosités du sol pour y puiser de l’eau et en restituer une partie aux plantes.

La nouvelle étude livre des cartes mondiales de la densité de leurs réseaux, avec une résolution de l’ordre du kilomètre carré (km²). « Son originalité a été de combiner des données à l’échelle planétaire, avec l’analyse de très nombreux échantillons de sol, à des mesures à très haute résolution des architectures des filaments fongiques, à l’échelle du micromètre », souligne le biophysicien français Corentin Bisot, également coauteur principal de l’étude.

Les échantillons de sol ont permis d’entraîner un modèle statistique qui, à partir des données environnementales disponibles pour chaque point de la surface terrestre (type de couverture végétale, précipitations annuelles, quantité de nutriments…), a prédit la densité du réseau mycorhizien en ce point. En parallèle, avec l’Institut de biophysique Amolf d’Amsterdam, les chercheurs ont suivi, par imagerie robotisée, la croissance de plus de 300 000 hyphes cultivés en laboratoire dans diverses conditions environnementales. « Nous avons estimé ainsi de manière très précise le rayon moyen de ces filaments dans diverses conditions », note ce chercheur.

Les cartes ainsi dressées révèlent les régions où ces réseaux prospèrent et celles où ils sont menacés. On y découvre, en effet, des différences marquées dans leur distribution à travers les sols de la planète.

Les écosystèmes les plus riches sont ceux des prairies, qui abritent environ 40 % de cette toile souterraine. « Peut-être parce que les graminées sauvages, qui dépendent très fortement de ces champignons, ont des systèmes racinaires très profonds », avance Justin Stewart. Pour autant, « les prairies comptent parmi les écosystèmes les moins protégés de la planète, déplore Toby Kiers, et elles disparaissent rapidement. Cela rend les prairies intactes irremplaçables en tant que laboratoires vivants ». Selon une étude publiée en 2025 dans Nature, que la mycologue a aussi coordonnée, 95 % des hotspots de biodiversité de ces champignons se trouvent en dehors des zones protégées.

Plus largement, les densités fongiques les plus élevées se trouvent dans des sols sauvages ou relativement peu perturbés par les activités humaines, comme les prairies inondables du sud du Soudan, les Everglades en Floride ou encore le plateau tibétain. « Dans ces systèmes, les réseaux fongiques ont eu le temps de se former et de persister », relève Justin Stewart.

Des pratiques dommageables

L’étude pointe aussi les endroits où ces réseaux sont menacés. Dans les sols des grandes exploitations agricoles, en particulier, leurs densités sont inférieures d’environ 50 % à la moyenne mondiale. Plusieurs pratiques liées à l’agriculture intensive sont susceptibles de les altérer.

« Sur les parcelles non conduites en agriculture de conservation, soit une large majorité, les sols restent nus durant la moitié de l’année. L’absence de plante hôte nuit alors au développement de ces champignons », rappelle Fabrice Martin, directeur du laboratoire Agroécologie de l’Inrae à Dijon, qui n’a pas participé à l’étude. Autres pratiques dommageables : « Le labour fracture les réseaux mycéliens, poursuit-il. Par ailleurs, la faible diversité végétale, dans les grandes cultures, offre peu d’hôtes à ces champignons. Enfin, les apports élevés en engrais, notamment phosphatés, et en pesticides, dont les fongicides, peuvent altérer leur croissance. »

Ce travail, par ailleurs, signale les nombreuses zones où les données sur ce réseau fongique restent lacunaires : forêts tropicales d’Amazonie, forêts des Appalaches et d’Europe centrale, forêts tempérées de Chine, taïga sibérienne, déserts du sud-est des Etats-Unis, d’Australie, d’Afrique du Sud et de Namibie, steppes de Patagonie…

« Ces cartes peuvent aider les gouvernements à établir une base de référence pour évaluer si la restauration des terres est efficace dans le sol, et pas seulement en surface », estime Toby Kiers. Lors de la COP17 sur la lutte contre la désertification, qui aura lieu en Mongolie en août, la Société pour la protection des réseaux souterrains, une organisation à but non lucratif que cette professeure a fondée en 2021, compte appeler les gouvernements, notamment, « à considérer la restauration de ces réseaux comme une condition préalable aux stratégies de lutte contre la désertification ».

« Ces résultats soulignent l’importance de la vie des sols et plaident pour la préservation de leur qualité, considère Fabrice Martin. Ils suggèrent qu’une meilleure gestion des réseaux mycéliens permettrait de stocker plus de carbone dans les sols. »

[Source : Le Monde]