Une infrastructure biologique planétaire

Des chercheurs ont pour la première fois cartographié à l’échelle mondiale les réseaux de champignons mycorhiziens arbusculaires, estimant leur longueur totale à environ 110 quadrillions de kilomètres. Si ces filaments étaient alignés bout à bout, ils atteindraient près d’un milliard de fois la distance séparant la Terre du Soleil. Ces travaux, publiés dans la revue Science, ont été menés par la Société pour la protection des réseaux souterrains, une organisation scientifique fondée en 2021.

Les champignons mycorhiziens arbusculaires forment des réseaux de cellules tubulaires appelées hyphes, chacune plus fine qu’un cheveu humain. Ces structures vivantes entretiennent des relations symbiotiques avec environ 80 % des espèces végétales de la planète. Les plantes fournissent aux champignons du carbone issu de la photosynthèse ; en échange, les hyphes acheminent vers les racines des nutriments comme le phosphore et l’azote, puisés en profondeur dans le sol.

Une cartographie inédite

Pour parvenir à cette estimation, l’équipe a compilé 16 000 échantillons de sol prélevés dans des écosystèmes du monde entier, tirés de la littérature scientifique existante. Chaque échantillon a été géolocalisé, puis analysé à l’aide d’algorithmes d’apprentissage automatique. L’objectif était de prédire la densité et la répartition des réseaux fongiques à l’échelle globale, tout en identifiant les zones où les données manquent.

En partenariat avec le laboratoire AMOLF à Amsterdam, les chercheurs ont mis au point une technique robotisée équipée d’une caméra pour filmer la croissance des réseaux fongiques en laboratoire. Cela a permis d’affiner l’estimation de l’épaisseur des hyphes, puis de calculer la masse totale de ces réseaux. Celle-ci avoisine cinq fois le poids cumulé de l’ensemble de l’humanité.

L’étude ne prend en compte que les réseaux fongiques vivants. Les réseaux morts, qui contribuent aussi au stockage du carbone et à la biomasse totale, font l’objet de recherches complémentaires.

Un rôle clé dans le cycle du carbone

Des travaux antérieurs avaient déjà montré que ces réseaux souterrains séquestrent environ un milliard de tonnes de carbone chaque année. Sans cette capture, ce carbone se retrouverait dans l’atmosphère, contribuant au réchauffement climatique. Les hyphes, capables de s’enfoncer plus profondément que les racines des plantes, placent le carbone dans des couches de sol où il peut rester stocké durablement, dans des conditions favorables.

« C’est gagnant-gagnant : les plantes poussent mieux, et le carbone est absorbé. Mais cela dépend de réseaux fongiques denses et de sols actifs et vivants », explique Justin Stewart, écologue évolutionniste à la Société pour la protection des réseaux souterrains et auteur principal de l’étude.

Des écosystèmes menacés

Les résultats mettent en évidence des disparités entre les milieux naturels et cultivés. La densité des réseaux fongiques dans les terres agricoles est environ deux fois moindre que dans les écosystèmes sauvages. Par ailleurs, les prairies naturelles abritent près de 40 % de la biomasse mondiale de ces champignons. Pourtant, ces prairies figurent parmi les écosystèmes les moins protégés de la planète : elles sont converties en terres agricoles à un rythme quatre fois supérieur à celui des forêts.

« Cette étude nous aide à prendre conscience de l’importance des organismes souterrains pour tout ce que nous voyons en surface », souligne James Bever, professeur d’écologie et de biologie évolutive à l’Université du Kansas, qui n’a pas participé aux travaux.

Pour Toby Kiers, directeur exécutif et cofondateur de la Société, ce travail marque un tournant : « C’est le moment où nous sommes passés de la simple connaissance de l’existence de ce système à la compréhension de l’endroit où il se trouve, de sa densité et des zones où il est menacé. »

Les chercheurs espèrent que ces données serviront de base à des politiques de conservation mieux ciblées, afin de protéger ces infrastructures biologiques invisibles mais fondamentales pour la santé des écosystèmes et la régulation du climat.