Peu de recherches ont été menées à ce jour sur les champignons qui vivent sur les arbres morts, bien qu'elles soient vitales pour l'écologie forestière, briser le bois mort et compléter le cycle élémentaire entre les plantes et le sol. Les biologistes du sol de l'UFZ ont maintenant découvert que le nombre d'espèces de champignons habitant les arbres morts est 12 fois plus élevé qu'on ne le pensait auparavant. Une fois les arbres morts, ils sont également colonisés par différentes communautés fongiques selon leur espèce.

Les champignons qui vivent sur les arbres remplissent une fonction importante dans l'écosystème forestier en décomposant le bois mort. Ce n'est pas un exploit facile, parce que le bois est très résistant, maintenus ensemble par un biopolymère appelé lignine, lequel, avec la cellulose et l'hémicellulose, forment la paroi cellulaire des plantes ligneuses et confèrent au bois sa stabilité. Les champignons sont capables de décomposer la lignine robuste et les fibres de cellulose flexibles en libérant des enzymes qui provoquent la dégradation et la minéralisation des polymères. Dans le cadre du cycle de l'écosystème, le matériau restant devient une partie de la couche d'humus, qui donne au sol sa stabilité et forme le substrat d'une nouvelle génération d'arbres.

L'étude a emmené les chercheurs de l'UFZ dans trois zones de forêts tempérées de la réserve de biosphère de Schorfheide-Chorin, le parc national du Hainich et la réserve de biosphère de Schwabische Alb, où ils ont disposé environ 300 troncs d'arbres morts de onze espèces différentes, chacun jusqu'à quatre mètres de long. Les arbres comprenaient sept espèces à feuilles caduques telles que le hêtre, chêne, peuplier et frêne et quatre essences de conifères :épinette, pin sylvestre, Sapin de Douglas et mélèze. Trois ans plus tard, ils sont revenus pour voir quel genre de communautés fongiques s'étaient établies dans les troncs. Les résultats sont étonnants :« La diversité des champignons vivant dans les arbres était d'un ordre de grandeur supérieur à ce que l'on pensait auparavant, " dit le Dr Witoon Purahong, un écologiste des sols basé à l'UFZ à Halle et le premier auteur de l'étude.

Les chercheurs ont identifié entre 22 et 42 unités taxonomiques opérationnelles (OTU) par tronc. OTU est un terme scientifique utilisé par les biologistes moléculaires pour décrire des organismes qui peuvent être assimilés à des espèces individuelles en raison de leur ADN, mais qui n'ont pas encore de nom d'espèce propre. En tout, l'équipe UFZ a identifié 1, 254 OTU dans les troncs morts. Dans une étude précédente, les chercheurs n'ont trouvé que 97 espèces fongiques vivant sur les mêmes bûches - environ 12 fois moins que ce que les scientifiques de l'UFZ ont maintenant découvert. Les conifères morts présentaient généralement une plus grande diversité d'espèces de champignons que la plupart des feuillus. La plus grande diversité s'est produite sur le sapin de Douglas, le mélèze et le chêne et la plus petite quantité de diversité sur le hêtre et le charme.

La raison pour laquelle les écologistes des sols de l'UFZ ont trouvé autant d'espèces différentes de champignons réside dans la technique moléculaire moderne qu'ils ont utilisée. Les chercheurs ont utilisé une technologie de séquençage de l'ADN connue sous le nom de séquençage de nouvelle génération pour déterminer les marqueurs ADN des champignons cachés dans le bois. Précédemment, études similaires, seules les fructifications des champignons poussant à la surface des arbres morts ont été documentées. Cela a donné l'impression trompeuse que seul un petit nombre d'espèces de champignons habitent les arbres morts. "C'est comme un iceberg :on ne voit pas la plupart des champignons car ils sont à l'intérieur des troncs sous la forme d'un fin mycélium, " dit le Pr François Buscot, qui dirige le département d'écologie des sols à l'UFZ. En d'autres termes, les fructifications visibles ne sont qu'une infime partie de l'ensemble des communautés fongiques habitant un arbre mort.

Mais il ne s'agit pas seulement de la bien plus grande diversité de champignons qu'on ne le soupçonnait auparavant. Les biologistes du sol de l'UFZ ont également découvert que les champignons du bois préfèrent certaines espèces d'arbres et n'ont pas simplement une préférence générale pour les conifères ou les arbres à feuilles caduques, comme les scientifiques le supposaient auparavant. Ils ont découvert sept de ces communautés fongiques distinctes sur des arbres à feuilles caduques et deux sur des espèces de conifères. Par exemple, le chêne et le frêne abritent chacun des communautés très spécifiques d'espèces fongiques dont la composition est très différente de celles que l'on trouve sur d'autres feuillus. Dans le cas des conifères, les champignons poussant dans le pin sylvestre mort étaient clairement distincts de ceux trouvés dans les autres espèces de conifères étudiées. On ne sait pas encore pourquoi il existe des différences si marquées entre les communautés fongiques des différentes espèces de bois mort. "Le chêne et le frêne ont de nombreuses caractéristiques identiques, tels que la structure du bois et le rapport massique carbone/azote, mais ils sont très différents en ce qui concerne le nombre d'OTU fongiques, " dit Witoon Purahong. Les communautés fongiques trouvées sur ces deux espèces sont plus différentes les unes des autres que comparées à toutes les autres espèces d'arbres étudiées par l'équipe, il ajoute.

Désormais, les écologistes des sols de l'UFZ à Halle se concentreront sur l'identification des mécanismes qui déterminent si un champignon colonise ou non une espèce particulière d'arbre. "Les millions d'années de coévolution entre les arbres et les champignons du bois pourraient fournir une explication à leur coexistence - tout comme nous le voyons avec les champignons symbiotiques, par exemple, " dit Purahong. Ce qui est fascinant, cependant, comme Buscot l'ajoute, est que, dans certains cas, la spécialisation des champignons sur bois mort est supérieure à celle des champignons symbiotiques sur plantes vivantes. La coexistence de communautés de champignons, les bactéries et les invertébrés vivant dans le bois mort pourraient également expliquer des stratégies de colonisation spécifiques.

Les résultats de cette étude ont permis de mieux comprendre la biodiversité des communautés vivant dans le bois mort. Ceci est important non seulement parce que cela nous permettra d'améliorer la protection des champignons du bois, qui peut être menacée par l'expansion des monocultures forestières. C'est aussi important parce que les champignons qui poussent dans les arbres morts comprennent des espèces déjà connues sous le nom d'habitants du sol, phytopathogènes ou partenaires de symbiose, qui semblent utiliser le bois mort comme habitat temporaire. « Le bois mort fait partie intégrante des écosystèmes forestiers, qui joue un rôle vital dans le fonctionnement et le maintien de la biodiversité, " dit Buscot.