Environ 80% des plantes terrestres forment des associations symbiotiques avec des champignons du sol connus sous le nom de champignons mycorhiziens arbusculaires (AM). De cette interaction, la plante tire plusieurs avantages, notamment une meilleure absorption du phosphore fourni par le champignon. Le champignon, à son tour, reçoit du carbone fixé de la plante généré par la photosynthèse. Cependant, on sait que les plantes sont intelligentes à ce sujet et peuvent « sanctionner » les symbiotes qui ne renvoient pas suffisamment de phosphore en échange de carbone. En revanche, si le CO externe2 est élevée, les plantes peuvent augmenter la quantité de carbone fixe qu'elles allouent aux partenaires fongiques de la MA.
Ainsi, bien qu'il semble que l'interaction symbiotique puisse être ajustée dynamiquement, nous comprenons encore peu de choses sur son fonctionnement et sur les effets d'autres facteurs biotiques et abiotiques sur l'équilibre de cette symbiose d'importance mondiale. Dans leur récent article publié Open Access in Current Biology, Michael Charters, Steven Sait et Katie Field de l'Université de Leeds examinent comment les insectes herbivores et le CO environnemental2 impactent l'équilibre atteint entre les plants de blé et les champignons AM lors de leurs interactions.
Les chartes et les collègues varient les niveaux de CO disponibles2 pour varier la « source » de carbone disponible et ajouter des pucerons aux plants de blé pour augmenter le « puits » de carbone externe. La première découverte surprenante des auteurs est que l'augmentation du CO disponible2, tout en augmentant les niveaux de carbone des racines et des pousses dans les plants de blé, n'a pas entraîné une augmentation de l'allocation de carbone fixe au champignon AM. Cela contredit les études précédentes qui ont trouvé une allocation accrue de carbone aux champignons AM lorsque le CO2 les niveaux sont élevés.
Cependant, Charters et ses collègues soulignent que le blé a été sélectionné pour des caractères aériens à haut rendement, et que cela peut avoir été sélectionné contre des caractères souterrains tels que les champignons AM. Des études antérieures indiquant une augmentation de l'allocation de carbone dans le CO plus élevé2 conditions ont été réalisées avec des plantes sauvages. L'application de pucerons sur les plants de blé en tant que « puits » de carbone a considérablement réduit l'allocation de carbone fixe aux champignons AM. En revanche, l'allocation du phosphore du champignon à la plante n'a pas été affectée, bien que les champignons AM obtiennent une faible récompense en carbone de la plante.
Les auteurs tentent de restaurer l'allocation de carbone aux champignons AM, les auteurs augmentent le CO disponible à l'extérieur2 niveaux combinés à la prédation par les pucerons. Cependant, cela n'a pas réussi à restaurer l'allocation de carbone aux champignons AM et, fait intéressant, a en fait entraîné une augmentation du transfert de phosphore du champignon vers la plante. Il semble donc que, alors que les plants de blé peuvent réduire l'allocation de carbone aux champignons AM en réponse à une faible teneur en CO externe2 ou un «puits» de carbone puissant tel que l'herbivorie des pucerons, les champignons MA interagissant avec eux ne réagissent pas en réduisant l'allocation de phosphore.
La raison pour laquelle le champignon AM ne peut pas limiter réciproquement l'allocation de phosphore aux plants de blé n'est pas claire, mais Charters et ses collègues suggèrent que cela peut être simplement parce que le champignon n'a pas d'autre choix dans leur système expérimental. Les champignons AM sont des symbiotes obligatoires, ce qui signifie qu'ils doivent entrer en symbiose avec les plantes pour survivre. Il n'y avait pas d'autres plantes dans la configuration utilisée par Charters et ses collègues, et donc les champignons peuvent ne pas réduire l'allocation de phosphore aux plants de blé car il n'y a pas d'autre option.
Bien que les plantes bénéficient des associations avec les champignons AM, elles n'en ont pas absolument besoin pour survivre et peuvent donc se permettre de réduire l'allocation de carbone lorsque le CO2 le carbone est faible ou fixe est drainé par les insectes herbivores. De plus, les auteurs ont également montré que les champignons AM augmentent en fait l'allocation de phosphore aux plants de blé dans des conditions de CO élevé.2 et herbivore élevé de pucerons. Une raison possible à cela est que les champignons AM répondent au besoin d'une plus grande absorption des éléments nutritifs par les plantes en réponse à l'expansion de la population de pucerons.
Charters et ses collègues soulignent que les études futures doivent tenir compte des résultats de leurs expériences : "Les études futures doivent maintenant chercher à étudier l'effet des puits de C biotiques externes sur l'échange de ressources entre les champignons AM et les plantes hôtes multiples (c'est-à-dire les sources multiples de C) dans plus des réseaux complexes et écologiquement pertinents. Les résultats de cette étude soulignent la nécessité de tenter de reproduire les réalités plus complexes des écosystèmes végétaux dans des montages expérimentaux, et montrent que de multiples facteurs biotiques et abiotiques peuvent être en mesure d'influencer l'équilibre des symbioses plantes-champignons AM. Les insectes herbivores peuvent donc non seulement être une mauvaise nouvelle pour les plantes mais aussi pour les interacteurs qui en dépendent !
