Le champignon Boletus subtomentosus , ou Bolet en daim. Crédit :Imperial College de Londres
La pollution modifie les champignons qui fournissent des nutriments minéraux aux racines des arbres, ce qui pourrait expliquer les tendances de la malnutrition dans les arbres d'Europe.
Une énorme étude de 13, 000 échantillons de sol dans 20 pays européens ont révélé que de nombreuses communautés de champignons des arbres sont stressées par la pollution, indiquant que les limites de pollution actuelles ne sont peut-être pas assez strictes.
Pour obtenir des nutriments du sol, les arbres hébergent des champignons, connu sous le nom de champignons mycorhiziens, dans leurs racines. Ces champignons reçoivent du carbone de l'arbre en échange de nutriments essentiels, comme l'azote, phosphore et potassium, qu'ils récoltent dans le sol. Certains de ces champignons sont connus en surface pour les champignons et les truffes qu'ils forment.
Cette relation symbiotique plante-fongique est cruciale pour la santé de l'arbre. Des études récentes ont noté des signes de malnutrition des arbres à travers l'Europe, telles que des feuilles décolorées ou des feuilles perdues de la couronne, mais les mécanismes qui sous-tendent ces symptômes ne sont pas clairs.
Maintenant, dans une étude paneuropéenne de dix ans menée par l'Imperial College de Londres et les Royal Botanic Gardens, Kew, les chercheurs ont révélé que les caractéristiques des arbres et la qualité locale de l'air et du sol ont un impact important sur les mycorhizes.
L'étude, publié aujourd'hui dans La nature , examiné 40, 000 racines à partir de 13, 000 échantillons de sol sur 137 sites forestiers dans 20 pays européens. Cela a permis aux auteurs de découvrir des tendances à grande échelle dans les communautés mycorhiziennes, y compris leur tolérance à la pollution.
Chercheur principal Dr Martin Bidartondo, du Département des sciences de la vie à Imperial and Kew Gardens, a déclaré : « Il existe une tendance alarmante à la malnutrition des arbres à travers l'Europe, qui laisse les forêts vulnérables aux ravageurs, maladie et changement climatique. Pour voir si des changements dans les mycorhizes pourraient être à l'origine de cette tendance, nous avons ouvert la 'boîte noire' du sol. Les processus qui se produisent dans le sol et les racines sont souvent ignorés, supposé ou modélisé, car les étudier directement est difficile, mais elle est cruciale pour évaluer le fonctionnement des arbres.
« L'une des principales conclusions de l'étude est que les limites de pollution européennes peuvent être fixées beaucoup trop élevées. En Amérique du Nord, les limites sont fixées beaucoup plus bas, et nous avons maintenant de bonnes preuves qu'ils devraient être similaires en Europe. Par exemple, Les limites européennes actuelles d'azote pourraient devoir être réduites de moitié. Nos arbres en Europe ne sont pas plus tolérants que ceux d'Amérique du Nord - leurs champignons souffrent simplement plus. »
Image composite de quelques-uns des centaines de sites d'échantillonnage dans les forêts européennes. Crédit :Sietse van der Linde
L'équipe a découvert que les caractéristiques de l'arbre (espèce et état nutritionnel) et les conditions environnementales locales (pollution atmosphérique et variables du sol) étaient les prédicteurs les plus importants des espèces de champignons mycorhiziens présentes et de leur abondance.
Les minéraux comme l'azote et le phosphore sont essentiels à la vie, mais à des concentrations suffisamment élevées, cela peut être dommageable, agissant comme des polluants plutôt que comme des nutriments. La nouvelle étude a découvert des « seuils » de ces éléments, des concentrations au-dessus desquelles la communauté des mycorhizes change.
Certains champignons mycorhiziens sont supplantés par ceux qui sont plus tolérants à la pollution, comme les espèces qui peuvent profiter de l'excès d'azote provenant de la pollution atmosphérique.
Ces changements écosystémiques peuvent affecter négativement la santé des arbres. Par exemple, l'équipe propose que certains changements de la communauté se traduisent par des mycorhizes plus «parasites» :celles qui prennent du carbone mais restituent peu de nutriments.
Les chercheurs disent que ces premiers résultats à grande échelle devraient être utilisés pour concevoir de nouvelles études approfondies sur le lien entre la pollution, sol, mycorhizes, croissance et santé des arbres.
Le premier auteur, le Dr Sietse van der Linde, qui a travaillé à Imperial and Kew Gardens au cours de cette recherche, a déclaré :« L'étude soulève de nombreuses nouvelles questions sur la santé des arbres et la diversité mycorhizienne. Par exemple, nous avons constaté que même si les mycorhizes sont plus spécialisées que prévu, c'est-à-dire la majorité des espèces ne s'associeront qu'à certains types d'arbres - les champignons spécialisés étaient également moins adaptables aux conditions changeantes."
Dr Laura M Suz, Le responsable de la recherche en mycologie à Kew Gardens a déclaré :« Les seuils découverts dans cette étude devraient avoir un impact sur la façon dont nous gérons nos forêts. À partir de maintenant, avec cette mine de nouvelles informations, nous pouvons avoir une vision plus large des champignons et des forêts à travers le continent, et aussi concevoir de nouveaux systèmes de surveillance fongique, en utilisant cette étude comme la toute première référence souterraine pour tester directement les moteurs de changement à grande échelle. »
Le Dr Bidartondo a ajouté :« Nous pouvons également maintenant étudier de nouvelles questions en profondeur. Par exemple, nous ne nous attendions pas à ce que les niveaux de potassium affectent les mycorhizes aussi fortement qu'ils l'ont fait, mais nous pouvons maintenant essayer de déterminer pourquoi c'est, et quel impact les niveaux de potassium ont sur nos forêts."
