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"Les plantes se mettent en garde mutuellement contre les attaques des ravageurs grâce à un réseau fongique constitué de mycorhizes" par Dr Eva Sirinathsinghji

Traduction et compléments de Jacques Hallard

vendredi 4 septembre 2015, par Sirinathsinghji Eva

ISIS Biologie OGM
Les plantes se mettent en garde mutuellement contre les attaques des ravageurs grâce à un réseau fongique constitué de mycorhizes
Plants Warn One Another of Pest Attack through Mycorrhizal Fungal Network
Les relations interspécifiques très sophistiquées, qui s’établissent entre les plantes et les champignons, sont menacées par l’agriculture industrielle.Dr Eva Sirinathsinghji

Rapport de l’ISIS en date du 28/10/2013
Une version entièrement référencée et illustrée de cet article intitulé Plants Warn One Another of Pest Attack through Mycorrhizal Fungal Network est disponible et accessible par les membres de l’ISIS sur le site web http://www.i-sis.org.uk/mycorrhizae_and_plant_communication.php ; elle est par ailleurs disponible en téléchargement ici
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Une intercommunication souterraine chez le plantes

Selon une étude récente publiée par l’Université d’Aberdeen au Royaume-Uni [1], un réseau de micro-organismes du sol, constitué de champignons mycorhiziens, agit comme un système souterrain de communication entre les plantes pour les avertir des attaques de pucerons, Il a été démontré que des plantes de fèves (Vicia faba), dépourvues de pucerons du pois (Acyrthosiphon pisum), peuvent libérer des substances chimiques qui dissuadent les pucerons lorsque les plantes voisines sont attaquées. Une telle réaction chimique a été précédemment associée uniquement avec des plantes directement attaquées.

Ces produits chimiques ont également attiré le prédateur des pucerons - la guêpe parasitoïde (Aphidius ervi Haliday) - qui maintient les populations de pucerons à de faibles effectifs. La réponse est dépendante du champignon mycorhizien à arbuscules (Glomus intraradices) qui forme une ramification de réseaux mycéliens entre les plantes.

Ce phénomène remarquable est un exemple de relations symbiotiques interspécifiques, que plusieurs chercheurs tentent de comprendre. C’est un aspect de la science agricole qui est totalement ignoré par les systèmes agricoles industriels. Or les pesticides et les herbicides tuent les micro-organismes du sol et endommagent les associations mycorhizes / végétaux.

Cela peut expliquer les effets de l’herbicide ‘Roundup’ de Monsanto, qui a été blâmé pour la propagation de l’épidémie de diverses maladies des végétaux qui sont liées au semis de cultivars d’OGM, des plantes génétiquement modifiées pour être résistantes au ‘Roundup’ (voir [2] Ban GMOs Now) *

* Version en français : ’Il faut interdire les OGM dès maintenant à cause des risques sanitaires et environnementaux et surtout à la lumière des connaissances actuelles en génétique’ par le Dr. Mae-Wan Ho et le Dr. Eva Sirinathsinghji. Traduction et compléments de Jacques Hallard ; accessible sur le site http://isias.transition89.lautre.net/spip.php?article311&lang=fr

Les champignons mycorhiziens sont parmi les microorganismes du sol qui sont les plus importants d’un point de vue fonctionnel : ils forment des relations symbiotiques avec une large gamme de plantes pour augmenter l’absorption minérale de la plante, pour augmenter la tolérance des plantes aux agents pathogènes des racines et des parties aériennes, ainsi que pour la redistribution de l’eau pendant les périodes de sécheresse [3].

En retour, les champignons profitent des glucides fournis par les plantes pour améliorer leurs réseaux mycéliens souterrains. Ces réseaux sont nombreux : ils connectent les plantes de la même espèce et ils peuvent même se connecter à des plantes de différentes espèces, car mycorhizes ne présentent de spécificité vis-à-vis de la plante hôte.

Ces réseaux mycéliens communs facilitent l’établissement des semis, influencent la composition de la communauté végétale et sont les voies principales par lesquelles de nombreuses plantes d’espèces dépourvues d’activité photosynthétique, acquièrent l’énergie qui leur est nécessaire.

En outre, il a été démontré que ces réseaux transportent des molécules de signalisation de plante à plante, y compris des composés allélochimiques – des métabolites synthétisés par les plantes pour influencer positivement ou négativement les plantes voisines.

Un autre exemple de cette symbiose est la découverte récente que les plantes de tomates s’appuient sur des réseaux mycéliens pour augmenter l’activité de l’enzyme et l’expression des gènes qui sont liés à la défense de la plante pour la résistance à une maladie cryptogamique de la tomate [4].

De nouvelles expériences montrent que les champignons mycorhiziens sont de très actifs agents souterrains cachés

Pour la première fois, une nouvelle étude montre que ces réseaux mycéliens sont en mesure de faciliter la signalisation entre les plantes lors de l’attaque par des herbivores. Il a aussi été conduit des expérimentations pour savoir si cette signalisation induit la libération de composés organiques volatils (COV) qui sont utilisés pour dissuader ou attirer les ravageurs ou les ennemis naturels des ravageurs.

Il est déjà connu que les plantes produisent souvent des COV systémiques, qui sont transmis par l’air. Les COV sont également connus pour être produits dans le système racinaire et pour être transmis par les réseaux mycéliens.

Pour tester ces théories, les chercheurs ont fait pousser de plantes de pois dans de petites chambres de culture qui réalisent une petite partie d’un environnement naturel dans des conditions contrôlées. Les chercheurs ont utilisé des plantes ‘donneurs’ qui sont infestées par les pucerons et des plantes ‘réceptrices’ qui sont connectées au moyen des réseaux mycéliens créés par une inoculation du sol avec des champignons mycorhiziens.

Une plante réceptrice a été connectée à une plante ‘donneur’ sans aucune barrière physique entre la plante ‘donneur’ et la plante réceptrice, permettant ainsi la mise en contact des champignons mycorhiziens et des racines. Une autre plante réceptrice a été enserrée par une maille de 40 µm qui permet la pénétration des réseaux mycéliens mais qui s’oppose à la pénétration par les racines des plantes. Ces deux dispositifs permettent de faire la distinction entre la possibilité – ou non - de communication entre le système racinaire des plantes et le réseau de mycélium fongique.

Les plantes témoins réceptrices ont été empêchées et bloquées dans la réception d’informations : l’une était entourée d’une maille de 0,5 µm qui empêche la pénétration des mycorhizes et l’autre a été cultivée dans une maille pénétrable de 40 µm ; mais immédiatement avant que des pucerons aient été ajoutés sur la plante ‘donneur’, la chambre de culture a été tournée pour clipser toutes les connexions qui avaent été faites. Pour confirmer la présence de réseaux mycéliens, les racines ont été colorées avec un colorant spécial et analysées au microscope.

Au bout de cinq semaines d’étude, après que les réseaux mycéliens aient été bien établis, des sacs ont été placés sur les plantes avant l’infestation par des pucerons pour empêcher toute communication aérienne entre les plantes. Pour mesurer si les plantes avaient libéré des COV pour repousser les pucerons et pour attirer la guêpe parasitoïde (prédatrice des pucerons), l’air - ou l’« espace libre » autour de la plante - a été récupéré et mis en présence de deux espèces d’insectes.

Les chercheurs ont constaté que l’air de l’espace libre autour des plantes ‘donneur’ était à la fois capable de repousser les pucerons et d’attirer les guêpes ; le même résultat a été obtenu avec l’air de l’espace libre autour des plantes réceptrices connectées via des réseaux mycéliens, tandis que les deux types de plantes témoins sont restées attrayantes pour les pucerons, comme le montre la figure 1. En outre, il n’y avait pas de différence significative dans les propriétés repoussantes des plantes réceptrices reliées à la plante ‘donneur’ via les racines et les réseaux mycéliens, par rapport aux plantes qui étaient reliées par les seuls réseaux mycéliens, ce qui implique que les champignons mycorhiziens - et non pas la connectivité de racine à racine - étaient responsables de la communication entre les plantes.

Figure 1 - Les champignons mycorhiziens fournissent des hyphes de connexion depuis les plantes ‘donneur’ infestées de pucerons vers les plantes réceptrices sans pucerons, pour repousser les pucerons et pour attirer leur prédateur, la guêpe parasitoïde (Aphidius ervi) qui est prédatrice des pucerons (voir le texte pour plus de détails)

L’analyse des composés libérés par la plante ‘donneur’ a révélé que le composé principal qui est capable à la fois de repousser les pucerons et d’attirer les guêpes, était le salicylate de méthyle. Ce composé était également présent à des niveaux élevés dans l’air de l’espace autour de la plante ‘donneur’ et dans les plantes réceptrices connectées.

L’addition de ce produit chimique dans l’espace environnant les plantes qui étaient attrayantes pour les pucerons, a inversé cette réponse et a abouti à repousser les pucerons. Les autres composés présents dans l’espace autour des plantes répulsives pour les pucerons étaient le naphtalène, le (E)-β-farnésène et le 6-methyl-5-hepten-2-one.

[Selon Wikipédia, « Le salicylate de méthyle peut être toxique lorsqu’il est absorbé. Les résultats de certaines études suggèrent que cette substance a évolué pour créer une défense anti-insecte-herbivores chez les plantes. Par exemple, James et Price ont montré que le salicylate de méthyle semble attirer certaines espèces d’insectes prédateurs, qui réduisent le nombre d’herbivores5. Aussi, Snoeren et collaborateurs ont mis en évidence que des chenilles Pieris rapae se nourrissant de feuilles contenant du salicylate de méthyle sont plus susceptibles d’être infectées par Diadegma semiclausum, une guêpe parasitoïde6. Outre cette toxicité, cette molécule peut aussi jouer le rôle d’une phéromone. Il a été observé que des plants de tabac infectés par le virus de la mosaïque du tabac produisent du salicylate de méthyle, qui est libéré dans l’air et stimule les mécanismes de défenses des plants voisins, ainsi que dans les parties saines du plant infecté7 ». L’article de référence complet est disponible sur le site http://fr.wikipedia.org/wiki/Salicylate_de_m%C3%A9thyle ].

L’agriculture industrielle endommage la fertilité des sols et cela peut expliquer la propagation des maladies des cultures [par l’usage des OGM et du glyphosate, une matière active à effet herbicide]

Des herbicides, comme le glyphosate, se sont montrés nuisibles pour la fertilité des sols, y compris par la destruction des champignons mycorhiziens, avec une réduction de la colonisation des racines pouvant atteindre 33% chez des piments piquants ‘chili’ [5].

Une autre étude publiée en 2013 montre que même de faibles doses de glyphosate, telles que celles qui sont recommandées, réduisent considérablement la colonisation des racines, ainsi que la viabilité des spores du champignon mycorhizien G. intraradices dans des champs en Argentine [6].

Ceci contredit l’affirmation selon laquelle le glyphosate est immobilisé trop rapidement pour affecter la fertilité des sols. Cette perte d’association mycorhizienne peut également contribuer aux nombreux problèmes rencontrés et qui sont associés à des cultures d’OGM, y compris avec l’augmentation des maladies des plantes dans les cultures de plantes tolérantes au glyphosate, en raison des fortes propriétés de chélation des métaux de base par le glyphosate qui séquestre les micronutriments indispensables, y compris le manganèse qui est essentiel pour le système immunitaire des végétaux (voir [7] Glyphosate Tolerant Crops Bring Diseases and Death, SiS 47).

* Version en français : ’Les cultures de plantes tolérantes au glyphosate apportent des maladies et la mort’ par le Dr. Mae-Wan Ho et Brett Cherry. Traduction et compléments de Jacques Hallard ; accessible sur le site http://isias.transition89.lautre.net/spip.php?article52&lang=fr

Une récente étude conduite au Kenya a également montré l’incapacité des variétés de maïs hybrides commerciaux, de produire des COV pour attirer les insectes parasitoïdes. Cela a été fait en comparaison avec des variétés en provenance de Cuba, du Brésil et d’Haïti qui ont réussi à produire ce mécanisme de défense naturelle des plantes [8].

Il n’est pas expliqué à ce jour si oui ou non ces variétés commerciales ont perdu cette capacité à travers leur domestication et les processus de reproduction ou par le traitement chimique qui est appliqué sur les semences.

L’industrie des biotechnologies a grandement sous-estimé la complexité des systèmes végétaux et des sols. Monsanto a peut-être reconnu le problème car il a récemment acheté une partie de la société Aradis de Craig Venter, dont l’objectif est « la découverte et le développement de micro-organismes qui améliorent la croissance des végétaux et offrent une protection contre les parasites des plantes » [9].

Il est probable que les industriels concernés vont revendre aux agriculteurs une version brevetée de la nature qu’ils ont d’abord détruite avec leur système de production agricole chimique qui fait appel aux OGM. 

Par contre, mettre l’accent sur les méthodes agro-écologiques, qui favorisent la fertilité des sols, permettra aux plantes cultivées d’utiliser leurs mécanismes de défense naturelle avec son plein potentiel, tout en évitant l’utilisation excessive de pesticides chimiques qui sont nocifs à la fois pour la santé et pour l’environnement.

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Jacques Hallard, Ing. CNAM, consultant indépendant.

Relecture et corrections : Christiane Hallard-Lauffenburger, professeur des écoles.

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Fichier : ISIS Biologie OGM Plants Warn One Another of Pest Attack through Mycorrhizal Fungal Network French version.5

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