Si vous deviez déterminer ce qu'est une plante, alors près du haut de la liste se trouveraient des choses comme « elles poussent dans le sol », « elles sont vertes » ou « elles fabriquent leur propre nourriture ». Les orchidées ont tendance à les traiter comme des lignes directrices plutôt que comme des règles, et la recherche dans New Phytologist examine comment certaines orchidées ont appris à se nourrir de champignons, au lieu de produire tous leurs propres glucides. Le papier par Félix Lallemand et ses collègues regarde ces orchidées mixtrophes. Ils sont mélangertrophiques parce qu'ils obtiennent une partie du carbone des champignons et une partie de l'air par la photosynthèse. La raison pour laquelle nous savons qu'ils l'obtiennent de cette façon, c'est parce que tout le carbone n'est pas le même.

La plupart du carbone est le même, avec six protons, six neutrons et six électrons. Cependant, du carbone ¹³C a un neutron supplémentaire, ce qui le rend un peu plus lourd. Cette différence signifie que le carbone que les plantes tirent de l'air est un peu moins susceptible d'avoir ¹³C en elle par rapport au carbone que les champignons obtiennent. Si vous examinez un tissu végétal et constatez qu'il a plus ¹³C dedans que ce à quoi vous vous attendiez, alors vous savez qu'il l'a obtenu à partir de champignons. L'équipe de Lallemand a étudié Céphalanthera damasonium pour voir ce que faisait l'orchidée avec le mélange de carbone.

C. damasonium, White Helleborine, est une bonne plante à tester car elle peut agir de plusieurs façons. Une forme albinos ne fait pas de photosynthèse, il est donc facile de la comparer avec la forme verte et de voir quelles différences font les régimes variés. Ce qu'ils ont découvert, c'est que différentes parties de la plante contiennent du carbone provenant de différentes sources. Les organes souterrains sont construits à partir de carbone fongique. Pour les plantes vertes, c'est la photosynthèse qui fournit le carbone à la partie de la plante située au-dessus du sol.

En prenant ces informations, les auteurs sont en mesure d'avancer quelques idées sur les raisons pour lesquelles l'orchidée se comporte de cette façon. Pour commencer, construire un corps demande de l'énergie et du matériel. Vous perdez cela si vous êtes à l'ombre, mais être capable de prendre ce dont vous avez besoin des champignons ouvre beaucoup plus d'habitats. Si les champignons prennent soin des rhizomes, vous pouvez mettre le carbone photosynthétique limité dans les fruits.

L'inconvénient est que le carbone fongique ne suffit pas à assurer la formation des graines, ce qui réduit leur nombre. Lallemand et ses collègues étudient d'autres solutions de reproduction. Ils affirment : « La mixotrophie prédispose à l'évolution vers l'hétérotrophie, car la survie souterraine est déjà largement indépendante de la photosynthèse. » Ils citent en exemple les orchidées qui émettent des stolons (des tiges rampantes capables de s'enraciner) ou des racines capables de se multiplier spontanément. Ces modes de reproduction supplémentaires pourraient compenser la réduction du nombre de graines produites, expliquent-ils. Ceci explique comment, une fois apparue la capacité à se nourrir de champignons, l'hétérotrophie complète a pu se développer à plusieurs reprises chez des espèces apparentées, éliminant ainsi la nécessité de dépendre directement de la lumière solaire.