Si vous avez été amené à croire toute votre vie que les plantes sont toujours vertes et ne tirent leur nourriture que de la photosynthèse, vous pourriez avoir un choc. Il s'avère que de nombreuses plantes se nourrissent de façons étranges et merveilleuses, des plantes carnivores qui consomment des proies animales, aux plantes parasites qui volent les nutriments d'autres plantes, aux mycohétérotrophe plantes dont les racines forment une relation symbiotique avec des champignons souterrains. Ces types de plantes sont souvent considérés comme des curiosités rares ou inhabituelles, mais dans un article récent de Giesemann et ses collègues ont découvert qu'en fait, il y a beaucoup plus de plantes mycohétérotrophes que nous ne l'avions jamais pensé auparavant. Ils disent que "les connaissances antérieures sur la mycohétérotrophie semblent ne faire qu'effleurer la surface de quelque chose de beaucoup plus grand..."

Avant d'entrer dans les détails, il est important de savoir que les plantes mycohétérotrophes peuvent dépendre à des degrés divers de leurs partenaires fongiques pour se nourrir. Certaines plantes dépendent entièrement de la mycohétérotrophie : ces plantes sont achlorophylles, ce qui signifie qu'elles ne produisent pas le pigment vert chlorophylle et ne peut donc pas faire de photosynthèse. Si vous avez déjà vu une plante fantomatique à feuilles complètement blanches, vous avez probablement rencontré une plante entièrement mycohétérotrophe. En revanche, certaines plantes vertes (productrices de chlorophylle) peuvent être un peu gourmandes : elles peuvent se nourrir à la fois de la photosynthèse ET de leurs amis champignons, ce qui les rend « partiellement mycohétérotrophes ». La mycohétérotrophie partielle est courante chez les Orchidaceae et les Ericaceae avec leurs mycorhizes d'orchidées et d'éricoïdes, mais, jusqu'à présent, elle n'avait été enregistrée que pour très peu d'espèces à mycorhizes arbusculaires.

Giesemann et ses collègues ont soupçonné qu'il pourrait y avoir beaucoup plus de plantes partiellement mycohétérotrophes que ce que nous avons été amenés à croire. Ils ont compilé des données publiées sur l'abondance naturelle des isotopes stables de plus de 130 espèces végétales pour déterminer si l'une d'entre elles se nourrissait de ses partenaires fongiques. Giesemann a expliqué : « L'absorption par une plante de nutriments fongiques, tels que le carbone, peut être révélée par un enrichissement isotopique significatif en ¹³C par rapport aux plantes photosynthétiques « normales ». Ces dernières années, de plus en plus de plantes ont été identifiées comme « mycohétérotrophes partielles » parce que leurs valeurs de composition isotopique stable se situent entre les plantes voisines non mycohétérotrophes et les mycohétérotrophes complets. »

Apportant un nouvel éclairage sur la nutrition d'un grand nombre de plantes à feuilles vertes, les auteurs ont mis en évidence une mycohétérotrophie partielle chez la plupart des ptéridophytes étudiés (c'est-à-dire les fougères et les prêles) ainsi que chez dix familles de plantes à graines où la mycohétérotrophie n'avait pas été enregistrée, ou même suspectées, auparavant : Apiacées, Asphodelacées, Dioscoreacées, Euphorbiacées, Géraniacées, Oxalidacées, Poacées, Primulacées, Rosacées et Smilacacées. Ajoutez à cette liste les deux espèces et familles pour lesquelles les auteurs ont trouvé des preuves de mycohétérotrophie chez un autre article récent (Quadrifolia de Paris chez les Melanthiaceae et anémone némorosa chez les renonculacées), et il s'avère que nous avons BEAUCOUP de plantes vertes partiellement mycohétérotrophes.

Pour les amateurs de champignons, l'une des principales découvertes de Giesemann et de ses collègues concerne la structure morphologique des champignons associés à ces plantes partiellement mycohétérotrophes. Les mycorhizes arbusculaires prennent généralement l'une des deux formes structurelles suivantes : Paris-type ou Arum-type, chacun nommé à l'origine d'après les structures fongiques trouvées dans les cellules racinaires de Quadrifolia de Paris et Arum maculatum respectivement. "Dans le Arum-morphotype, les hyphes se développent le long des espaces intercellulaires entre les cellules racinaires et forment des structures ramifiées appelées arbuscules dans les cellules racinaires », a expliqué Giesemann. « En revanche, les hyphes du Paris-le morphotype se développe en spirales denses dans les cellules racinaires et apparaît rarement dans les espaces intercellulaires.

Toutes les plantes trouvées partiellement mycohétérotrophes dans leur étude étaient associées à Paris-type champignons, ce qui a d'énormes implications pour notre compréhension de la nutrition des plantes. "Nous pensons que cette structure enroulée dans les cellules racinaires peut être une condition préalable importante pour l'évolution de la mycohétérotrophie", a déclaré Giesemann. "Environ 85 % de toutes les plantes terrestres forment des associations symbiotiques avec des champignons mycorhiziens à arbuscules, et environ la moitié d'entre elles ont le Paris-structure de type. Nous avons constaté que l'acquisition importante de nutriments par les champignons est assez courante et répandue parmi les plantes associées à la Paris-type champignons, cela pourrait donc signifier que beaucoup plus de plantes peuvent être partiellement mycohétérotrophes que nous ne l'aurions jamais cru possible auparavant.