Introduction au règne fongique Introduction au règne fongique UE V : Biodiversité et bio-évolution des règnes végétal et animal

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1 Introduction au règne fongique UE V : Biodiversité et bio-évolution des règnes végétal et animal Semaine : n 2 (du 12/09/16 au 16/09/16) Date : 16/09/2016 Heure : de 8h00 à 9h00 Professeur : Pr. Courtecuisse Binôme : n 45 Correcteur : n 50 Remarques du professeur les cours de mycologie seront approfondie dans les années suivantes cours de mycologie générale et mycotoxicologie (3ème année) 4ème année TP de reconnaissance et cours de mycologie systématique 5ème année sorties de reconnaissance sur le terrain + ELC (5ème année) DU de mycologie (accessible en 6ème année) certaines plantes seront vue en TP PLAN DU COURS I) Le contexte II) Les moyens III) Qu'est ce qu'un champignon IV) Le règne fongique définie par 7 caractères A) Les champignons sont des êtres vivants eucaryotes. B) Hétérotrophes vis à vis du carbone. C) Absorbotrophes. D) Appareil végétatif diffus, ramifié et tubulaire. E) Reproduction par les spores F) Les spores sont non ou uni-flagellées. G) Paroi cellulaire chitineuse : V) A quoi correspond la partie visible du champignon? A) La notion de sporophore. B) Comment ça marche? (Cycle de vie simplifié) VI) Implication mycologique et rôle des champignons A) Rôle écologique : B) Aspects positifs pour l'homme : C) Aspects négatifs pour l'homme : 1/6

2 I) Le contexte Le contexte est lié a une expertise que la profession de pharmacien détient dans notre culture. Le pharmacien est un référent en ce qui concerne la mycologie, elle fait partie de son patrimoine scientifique. Sur les questions de comestibilité et toxicité des espèces, le pharmacien y engage sa responsabilité. Il y a une intéressante investiture dans le défi de la mycologie officinale. C'est une carte non négligeable actuellement dans la communication avec le public. L'expertise exclusive dans la mycologie permet d'apporter des réponses au public en affichant une connaissance scientifique. Il faut éviter de rejeter le panier de champignons mais apporter les éléments attendus par le patient. II) Les moyens Le principal élément de l'expertise à mettre en œuvre pour répondre aux questions, est la capacité de reconnaître les espèces via la reconnaissance macroscopique de celles ci : c'est un des maillons des enseignements en mycologie du cursus. III) Qu'est ce qu'un champignon? Dans le dictionnaire, la définition pose problème. Dans la plupart des cas, on trouve des définitions fausses : végétaux inférieurs,... Idée classique =champignon = végétal Les champignons ne sont pas des végétaux. Ils constituent un règne à part, autonome, qui ne relève ni du monde végétal ni du règne animal : Il s'agit du règne fongique. Ils possèdent des caractéristique originales. Leur phylogénie montre que les champignons sont sur une branche à part orignal du monde vivant qui s'est isolée depuis longtemps. IV) Le règne fongique définit par 7 caractères : A) Les champignons sont des êtres vivants eucaryotes. Si on regarde le monde des eucaryotes ou les cellules ayant un vrai noyau cellulaire, la lignée verte ( = monde végétal) et les champignons n'y sont pas mais ils appartiennent à des lignées tout a fait distinctes. Les champignons sont plus proches des animaux que des végétaux puisqu'ils se trouvent sur une lignée dans laquelle on trouve également les animaux. Cette lignée porte le nom de opsisthocontes. B) Hétérotrophes vis à vis du carbone. Pour se nourrir, les champignons doivent trouver de la matière organique préformée dans leur environnement, comme les animaux. On dit qu'ils sont hétérotrophes. C'est une contrainte majeure car les champignons ont besoin d'aller chercher cette matière organique et cela conditionne leur place dans 2/6

3 les écosystèmes et leur importance fonctionnelle. Les autres fabriquent de la matière organique grâce a des pigments assimilateurs, ce sont des organismes autotrophes. Par exemple : La chlorophylle chez les végétaux permet la transformation du gaz carbonique de l'atmosphère et permet de fabriquer de la matière organique. C) Absorbotrophes. Pour assimiler la matière organique, les champignons vont procéder par absorption. Ils vont sécréter des enzymes dans les compartiments extracellulaires qui vont digérer les molécules organiques en les coupant en petits bouts. Ces fragments vont ensuite passer dans le compartiment intracellulaire par absorption. Il existe différents mécanismes d'absorption au travers des parois et des membranes. Ce mécanisme d acquisition de la matière organique par absorption permet de distinguer le règne fongique du règne animal qui procède par ingestion et du règne végétal qui procède par assimilation chlorophyllienne. D) Appareil végétatif diffus, ramifié et tubulaire. Le champignon en tant qu'organisme dans son état quotidien normal végétatif est ramifié, diffus et tubulaire. Cela signifie que l organisme fongique est filamenteux. Il est microscopique et est enfouis dans un substrat, il est donc invisible. Dans certains cas, quand l'ensemble des filaments est suffisamment dense superficiellement par rapport au substrat colonisé, il devient visible. E) Reproduction par les spores : La cellule reproductrice est une spore. Ces spores sont des cellules microscopique qui peuvent être sexuée ou asexuée et qui sont produites par le champignon. F) Les spores sont non ou uni-flagellées. A part pour quelques exceptions où les spores possèdent un flagelle, les champignons ont généralement des spores non flagellées. C'est d'ailleurs, une caractéristique propre du règne fongique. Dans le règne fongique, les spores sont non ou uni-flagellées. Exemple : Le mildiou est un parasite de plantes qui contamine les végétaux. On pensait au départ, que le mildiou était un champignon. Cependant, on a découvert qu'il possédait 2 flagelles au niveau de ses spores, il n'appartient donc pas au règne fongique, ce n'est pas un champignon. G) Paroi cellulaire chitineuse : Il s'agit d'une définition d'ordre biochimique. La paroi cellulaire des champignons est constituée de chitine. C'est la composante principale de la paroi des cellules fongiques. La chitine est un polymère 3/6

4 retrouvé également chez certains animaux tel que les insectes ou les crustacés (carapace). Par contre pour les végétaux, la paroi est cellulosique. Ce qui nous montre une fois de plus que les champignons sont plus proches dans la lignée, des animaux que des végétaux. V) A quoi correspond la partie visible du champignon? A) La notion de sporophore. La partie visible du champignon est constitué d'un pied et un chapeau généralement qui correspondent à l'appareil reproducteur du champignon. Ce que nous ramassons et mangeons n'est en fait que l appareil reproducteur, appelé aussi sporophore, des espèces concernées. Ceci explique que le sporophore ne soit pas présent toute l'année, il n'est produit qu'à une période particulière de l'année, en général, en automne car il y fait moins chaud et plus humide. Cependant, tous les sporophores ne sont pas visibles à l œil vu, seules quelques espèces produisent des sporophores de dimensions macroscopique. Le champignon est un des êtres vivant plus riches en termes de diversité des espèces. B) Comment ça marche? (Cycle de vie simplifié) On peut démarrer le cycle par les spores qui sont les cellules reproductrices. Les spores germent pour donner des filaments. L ensemble va constituer le mycélium (partie microscopique, invisible) Lorsque un certain nombre d'événement ce sont déroulés, des sporophores vont apparaître sur le mycélium. Sous le chapeau du sporophore, on trouve la zone fertile. Ce sont dans les lames qui produisent les cellules fertiles appelées méiosporanges : Puis on observe un phénomène sexuel de brassage génital et les méiosporanges pour produire des spores. La seule phase visible de cette vie est le sporophore. Le champignon est identifié par observation des détails morphologiques des sporophores car la morphologie des sporophores est très varié que ce soit dans la dimension macroscopique et dans la dimension microscopique. VI) Implication mycologique et rôle des champignons A) Rôle écologique : Les champignons sont vus comme des objets de consommation potentielle, cela a pour conséquence de ne pas voir ces autres fonctions. Cependant, les champignons sont des composantes des écosystèmes, ce sont des acteurs essentiels du fonctionnement des écosystèmes. Les rôles écologiques des champignons sont dû à l'importance de leur caractère hétérotrophique vis a vis du carbone. Il impose au champignon de puiser des matières organiques préformées dans son environnement. 4/6

5 Trois réponses d'adaptations sont mises en place face à cette contrainte : 1) La saprotopie La saprotopie est le fait de se nourrir de matière morte (bois mort, feuille morte, cadavre). Les champignons saprotopes ou décomposeurs permettent le recyclage de matière organique en décomposant des grosses molécules de matières mortes dans les écosystèmes et les redistribuant en éléments simples utilisables par d'autres éléments des écosystèmes. La saprotopie permet la décomposition de la matière morte. 2) Le parasitisme Le parasitisme est le fait de manger la matière vivante en lui causant des préjudices. Il permet la régulation des populations mais est souvent vu de manière négative. Le champignon s attaque aux individus les plus faibles, malades, blessés ou immunodéprimés car l'écosystème se porte mieux avec des individus en bon état. Le parasitisme peut s'appliquer a différentes sortes de victimes : les plantes (l'armillaire qui s attaque aux arbres), les champignons, les animaux (utilisé contre les insectes nuisibles) et l'homme. 3) La symbiose La symbiose est l'association de deux organismes à bénéfices réciproques. Il en existe deux types : associer le champignon à une algue ce qui génère un lichens associer le champignon avec un végétal supérieur : chlorophyllien Exemple des arbres en forêt : l'immense majorité des arbres sont concernés par cette symbiose, cela se fait au niveau souterrain, le mycélium a une proximité anatomique forte voire au niveau intracellulaire avec l'arbre. Il y un échange : le végétal autotrophe dans la sève confis une partie pour que le champignon se nourrisse et le champignon permet à son partenaire de pouvoir prélever dans le sol des sels minéraux, permet la synthétise des vitamines, des hormones de croissances des antibiotiques pour se protéger des agresseurs bactériens de son partenaire. Ce sont des mycorhizes, phénomène important dans les écosystèmes d'une manière générale, sans les champignons il n'y aurait pas de foret. B) Aspects positifs pour l'homme : Dans l'alimentation, la consommation des sporophores auxiliaires au niveau de la préparation de plats ou de type d'aliments est importante. Le vin, les levures, les boissons alcoolisées et les fromages sont préparés grâce aux champignons. Les champignons ont une capacité enzymatique très performante qui permet à l homme de les exploiter en les orientant via OGM pour fabriquer des molécules utiles dans l alimentation ( acide citrique) et aussi les médicaments issus de la production biotechnologique. 5/6

6 Ils sont très importants en médecine et en pharmacie car beaucoup d'antibiotiques viennent de cultures fongiques. En médecine traditionnelle asiatique, le champignon est utilisé depuis des millénaires, surtout en médecine chinoise. Il permet de donner naissance a des familles thérapeutiques très importantes : les antibiotiques. Exemple : Fleming et la découverte du pénicillium 1er antibiotique. Depuis cette époque, découverte de beaucoup de médicaments. S il n'y avait pas eu la pénicilline, on aura pas pu vaincre des maladies comme la tuberculose. C) Aspects négatifs pour l'homme : Il existe des physiopathologies liées à un parasitisme. Le parasitisme de plantes peut gêner l'activité humaine quand la plante à un intérêt économique majeur comme le maïs ou le rosier. Il peut causer la dégradation de l'environnement domestique. Une maison qui reste confinée avec un fort taux d'humidité et fraîcheur peut causer la prolifération de champignons qui attaquent le bois, le plâtre,... et qui vont jusque la destruction des maisons : exemple de la mérule si la structure de la charpente est en bois. Ces dégradations de l'environnement domestique sont très sérieuses et peut dans certain environnement domestique plus ou moins insalubre provoquer des phénomènes allergiques. Certains champignons présentent un risque toxique. La consommation de certains sporophores peut être toxique car il peut y avoir sécrétion de mycotoxines. Exemple : champignon qui relève des moisissures qui contamine les denrées alimentaires par leur métabolisme secrètent des mycotoxines. La consommation de ces denrées vont être toxiques par les mycotoxines qui sont parfois très délétères par rapport à l'organisme humain. En Afrique, réserve de céréale mal aérée augmente la chaleur et l'humidité : les aflatoxines vont faire des sécrétions qui seront responsable du cancer primitif du foie. 6/6