C’est une autoroute de l’information qui accélère les interactions entre une population nombreuse et diversifiée d’individus. Il permet aux individus qui peuvent être largement séparés de communiquer et de s’entraider. Mais cela leur permet aussi de commettre de nouvelles formes de criminalité.

Non, nous ne parlons pas d’Internet, nous parlons de champignons. Bien que les champignons puissent être la partie la plus familière d’un champignon, la plupart de leurs corps sont constitués d’une masse de fils minces, connus sous le nom de mycélium. Nous savons maintenant que ces fils agissent comme une sorte d’internet souterrain, reliant les racines de différentes plantes. Cet arbre de votre jardin est probablement accroché à un buisson à plusieurs mètres, grâce au mycélium.

Plus nous en apprenons sur ces réseaux souterrains, plus nos idées sur les plantes doivent changer. Ils ne sont pas simplement assis là à grandir tranquillement. En se connectant au réseau fongique, ils peuvent aider leurs voisins en partageant des nutriments et des informations – ou saboter des plantes indésirables en répandant des produits chimiques toxiques à travers le réseau. Il s’avère que ce « wood wide web » a même sa propre version de la cybercriminalité.

Environ 90% des plantes terrestres entretiennent des relations mutuellement bénéfiques avec les champignons. Le biologiste allemand du XIXe siècle Albert Bernard Frank a inventé le mot « mycorhize » pour décrire ces partenariats, dans lesquels le champignon colonise les racines de la plante.

Les champignons ont été appelés « Internet naturel de la Terre »

Dans les associations mycorhiziennes, les plantes fournissent aux champignons de la nourriture sous forme de glucides. En échange, les champignons aident les plantes à aspirer l’eau et à fournir des nutriments tels que le phosphore et l’azote, via leurs mycéliums. Depuis les années 1960, il est clair que les mycorhizes aident les plantes individuelles à se développer.

Les réseaux fongiques stimulent également le système immunitaire de leurs plantes hôtes. En effet, lorsqu’un champignon colonise les racines d’une plante, il déclenche la production de produits chimiques liés à la défense. Ceux-ci rendent les réponses du système immunitaire plus rapides et plus efficaces, un phénomène appelé « amorçage ». Le simple branchement aux réseaux mycéliens rend les plantes plus résistantes aux maladies.

Mais ce n’est pas tout. Nous savons maintenant que les mycorhizes relient également des plantes qui peuvent être largement séparées. L’expert en champignons Paul Stamets les a appelés « Internet naturel de la Terre » dans une conférence TED de 2008. Il en a eu l’idée dans les années 1970 alors qu’il étudiait les champignons au microscope électronique. Stamets a remarqué des similitudes entre mycelia et ARPANET, la première version d’Internet du département américain de la Défense.

Les cinéphiles se souviendront peut-être du blockbuster Avatar de James Cameron en 2009. Sur la lune de la forêt où se déroule le film, tous les organismes sont connectés. Ils peuvent communiquer et gérer collectivement les ressources, grâce à « une sorte de communication électrochimique entre les racines des arbres ». De retour dans le monde réel, il semble qu’il y ait une certaine vérité à cela.

Il a fallu des décennies pour reconstituer ce que l’Internet fongique peut faire. En 1997, Suzanne Simard de l’Université de la Colombie-Britannique à Vancouver a trouvé l’un des premiers éléments de preuve. Elle a montré que le sapin de Douglas et le bouleau à papier peuvent transférer du carbone entre eux via le mycélium. D’autres ont depuis montré que les plantes peuvent également échanger de l’azote et du phosphore, par la même voie.

Ces plantes ne sont pas vraiment des individus

Simard croit maintenant que les grands arbres aident les petits et les plus jeunes en utilisant l’Internet fongique. Sans cette aide, elle pense que de nombreux plants ne survivraient pas. Dans l’étude de 1997, les semis à l’ombre – qui sont susceptibles de manquer de nourriture – ont obtenu plus de carbone des arbres donneurs.

« Ces plantes ne sont pas vraiment des individus dans le sens où Darwin pensait qu’elles étaient des individus en compétition pour la survie des plus aptes « , explique Simard dans le documentaire de 2011 Do Trees Communicate? « En fait, ils interagissent les uns avec les autres, essayant de s’aider mutuellement à survivre. »

Cependant, l’utilité réelle de ces transferts de nutriments est controversée. « Nous savons certainement que cela se produit, mais ce qui est moins clair, c’est dans quelle mesure cela se produit », explique Lynne Boddy de l’Université de Cardiff au Royaume-Uni.

Alors que cet argument fait rage, d’autres chercheurs ont trouvé des preuves que les plantes peuvent aller mieux et communiquer à travers le mycélium. En 2010, Ren Sen Zeng de l’Université agricole de Chine du Sud à Guangzhou a constaté que lorsque les plantes sont attachées par des champignons nocifs, elles libèrent des signaux chimiques dans le mycélium qui avertissent leurs voisins.

Les plants de tomates peuvent « écouter » les réponses de défense

L’équipe de Zeng a cultivé des paires de plants de tomates en pots. Certaines plantes ont été autorisées à former des mycorhizes.

Une fois que les réseaux fongiques se sont formés, les feuilles d’une plante de chaque paire ont été pulvérisées avec Alternaria solani, un champignon qui cause la maladie du mildiou précoce. Des sacs en plastique étanches à l’air ont été utilisés pour empêcher toute signalisation chimique au-dessus du sol entre les usines.

Après 65 heures, Zeng a essayé d’infecter la deuxième plante de chaque paire. Il a constaté qu’ils étaient beaucoup moins susceptibles de contracter la brûlure, et avaient des niveaux de dommages nettement inférieurs quand ils le faisaient, s’ils avaient du mycélium.

« Nous suggérons que les plants de tomates puissent « écouter » les réponses de défense et augmenter leur résistance aux maladies contre les agents pathogènes potentiels », ont écrit Zeng et ses collègues. Ainsi, non seulement les mycorhizes permettent aux plantes de partager de la nourriture, mais elles les aident à se défendre.

Ce ne sont pas seulement les tomates qui font cela. En 2013, David Johnson de l’Université d’Aberdeen et ses collègues ont montré que les fèves utilisent également des réseaux fongiques pour détecter les menaces imminentes – dans ce cas, les pucerons affamés.

Johnson a découvert que les semis de fèves qui n’étaient pas eux-mêmes attaqués par les pucerons, mais qui étaient connectés à ceux qui l’étaient via des mycéliums fongiques, activaient leurs défenses chimiques anti-pucerons. Ceux sans mycélium ne l’ont pas fait.

« Une certaine forme de signalisation se passait entre ces plantes au sujet de l’herbivorie par les pucerons, et ces signaux étaient transportés par des réseaux mycéliens mycorhiziens », explique Johnson.

Mais tout comme l’internet humain, l’internet fongique a un côté sombre. Notre Internet porte atteinte à la vie privée et facilite les crimes graves – et permet fréquemment à des virus informatiques de se propager. De la même manière, les connexions fongiques des plantes signifient qu’elles ne sont jamais vraiment seules et que des voisins malveillants peuvent leur nuire.

D’une part, certaines plantes se volent les unes les autres en utilisant Internet. Il y a des plantes qui n’ont pas de chlorophylle, donc contrairement à la plupart des plantes, elles ne peuvent pas produire leur propre énergie par photosynthèse. Certaines de ces plantes, comme l’orchidée fantôme, obtiennent le carbone dont elles ont besoin des arbres voisins, via le mycélium des champignons auxquels les deux sont connectés.

Les autres orchidées ne volent que lorsque cela leur convient. Ces « mixotrophes » peuvent effectuer la photosynthèse, mais ils « volent » également le carbone d’autres plantes en utilisant le réseau fongique qui les relie.

Cela peut ne pas sembler trop mauvais. Cependant, la cybercriminalité des plantes peut être beaucoup plus sinistre qu’un petit vol.

Les plantes doivent rivaliser avec leurs voisines pour les ressources comme l’eau et la lumière. Dans le cadre de cette bataille, certains libèrent des produits chimiques qui nuisent à leurs rivaux.

Cette « allélopathie » est assez fréquente chez les arbres, notamment les acacias, les baies de sucre, les sycomores d’Amérique et plusieurs espèces d’eucalyptus. Ils libèrent des substances qui réduisent les chances que d’autres plantes s’établissent à proximité ou réduisent la propagation des microbes autour de leurs racines.

Les scientifiques sceptiques doutent que l’allélopathie aide beaucoup ces plantes hostiles. Certes, disent-ils, les produits chimiques nocifs seraient absorbés par le sol, ou décomposés par les microbes, avant qu’ils ne puissent voyager loin.

Mais peut-être que les plantes peuvent contourner ce problème en exploitant des réseaux fongiques souterrains qui couvrent de plus grandes distances. En 2011, l’écologiste chimiste Kathryn Morris et ses collègues ont entrepris de tester cette théorie.

Morris, anciennement Barto, cultivait des soucis dorés dans des récipients contenant des champignons mycorhiziens. Les pots contenaient des cylindres entourés d’une maille, avec des trous assez petits pour empêcher les racines d’entrer, mais assez grands pour laisser entrer le mycélium. La moitié de ces cylindres ont été tournés régulièrement pour empêcher les réseaux fongiques de s’y développer.

L’équipe a testé le sol dans les cylindres pour deux composés fabriqués par les soucis, qui peuvent ralentir la croissance d’autres plantes et tuer les vers nématodes. Dans les cylindres où les champignons ont été autorisés à se développer, les niveaux des deux composés étaient 179% et 278% plus élevés que dans les cylindres sans champignons. Cela suggère que le mycélium transportait vraiment les toxines.

L’équipe a ensuite cultivé des semis de laitue dans le sol à partir des deux ensembles de conteneurs. Après 25 jours, ceux cultivés dans le sol le plus riche en toxines pesaient 40% de moins que ceux du sol isolé du mycélium. « Ces expériences montrent que les réseaux fongiques peuvent transporter ces produits chimiques à des concentrations suffisamment élevées pour affecter la croissance des plantes”, explique Morris, qui est maintenant basé à l’Université Xavier de Cincinnati, dans l’Ohio.

En réponse, certains ont fait valoir que les produits chimiques pourraient ne pas fonctionner aussi bien en dehors du laboratoire. Michaela Achatz de l’Université libre de Berlin en Allemagne et ses collègues ont donc cherché un effet similaire dans la nature.

L’un des exemples d’allélopathie les mieux étudiés est le noyer noir américain. Il inhibe la croissance de nombreuses plantes, y compris les aliments de base comme les pommes de terre et les concombres, en libérant un produit chimique appelé jugalone de ses feuilles et de ses racines.

Achatz et son équipe ont placé des pots autour des noyers, dont certains réseaux fongiques pouvaient pénétrer. Ces pots contenaient près de quatre fois plus de jugalone que les pots qui étaient tournés pour empêcher les connexions fongiques. Les racines des plants de tomates plantés dans le sol riche en jugalone pesaient en moyenne 36% de moins.

Certaines plantes particulièrement rusées pourraient même modifier la composition des communautés fongiques voisines. Des études ont montré que la renouée tachetée, l’avoine sauvage élancée et le brome mou peuvent tous modifier la composition fongique des sols. Selon Morris, cela pourrait leur permettre de mieux cibler les espèces rivales avec des produits chimiques toxiques, en favorisant la croissance de champignons auxquels elles peuvent toutes deux se connecter.

Les animaux peuvent également exploiter l’Internet fongique. Certaines plantes produisent des composés pour attirer des bactéries et des champignons sympathiques à leurs racines, mais ces signaux peuvent être captés par les insectes et les vers à la recherche de racines savoureuses à manger. En 2012, Morris a suggéré que le mouvement de ces produits chimiques de signalisation à travers les mycéliums fongiques pourrait annoncer par inadvertance la présence de plantes à ces animaux. Cependant, elle dit que cela n’a pas été démontré dans une expérience.

À la suite de cet ensemble croissant de preuves, de nombreux biologistes ont commencé à utiliser le terme « toile de bois » pour décrire les services de communication que les champignons fournissent aux plantes et à d’autres organismes.

« Ces réseaux fongiques rendent la communication entre les plantes, y compris celles d’espèces différentes, plus rapide et plus efficace », explique Morris. « Nous n’y pensons pas parce que nous ne pouvons généralement voir que ce qui est au-dessus du sol. Mais la plupart des plantes que vous pouvez voir sont connectées sous terre, pas directement par leurs racines mais par leurs connexions mycéliennes. »

L’internet fongique illustre l’une des grandes leçons de l’écologie: des organismes apparemment séparés sont souvent connectés et peuvent dépendre les uns des autres. « Les écologistes savent depuis un certain temps que les organismes sont plus interconnectés et interdépendants », explique Boddy. La toile de bois semble être un élément crucial de la formation de ces connexions.