Diversité et évolution des champignons HLBI633 COURS 1. Franck RICHARD

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Serge Jules Fontaine
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1 Diversité et évolution des champignons HLBI633 COURS 1 Franck RICHARD franck.richard@cefe.cnrs.fr

2 CALENDRIER DE L UE 21/01: CM1: Biologie 1: diversité, évolution, nutrition, développement végétatif (FR salle E) 28/01: CM2: Biologie 2: reproduction (FR salle D) 3/02: TP1: Appareil végétatif et reproduction asexuée (FR salle E) 4/02: CM3: Ecologie: interactions fongiques rôle dans les écosystèmes (FR salle E) 10/02: TP2: Reproduction sexuée (FR salle C)

3 CALENDRIER DE L UE 11/02: CM4: Ecotoxicologie chez les champignons (FF Pharma salle D) 18/02: CM5: Champignons et alimentation, aspects nutrition (SM Pharma salle D) 2/03: TP3: Confusions toxicologie (FF/SM Pharma salle D) 3/03: CM6: Champignons et médecine (JMB INSERM salle D) 9/03: TD/TP4: Evolution des formes (JMB salle D)

4 CALENDRIER DE L UE 6/04: Sortie: De la terre au vin: rôle des microorganismes dans la fabrication du vin : Cave Coopératve de Corcone (FR BG MHB)

5 COURS 1 : BIOLOGIE DES CHAMPIGNONS 1. DES ORGANISMES DIVERSIFIES 2. ASPECTS EVOLUTIFS 3. DES HETEROTROPHES 4. DES ORGANISMES FILAMENTEUX

6 COURS 1 : BIOLOGIE DES CHAMPIGNONS 1. DES ORGANISMES DIVERSIFIES 2. ASPECTS EVOLUTIFS 3. DES HETEROTROPHES 4. DES ORGANISMES FILAMENTEUX

7 COMBIEN? 1, espèces

10 Groupe NON DECRITS POUR LA PLUPART! Espèces connues Espèces estimées Plantes vasculaires Mousses Algues Champignons Bactéries Virus % espèces connues Insectes. Sans doute 6 à

11 DE NOMBREUSES ZONES NON CONNUES!

12 Quelle situation pour les macromycètes? L exemple de l Europe Environ 8000 espèces décrites 20% sont menacées Aucune directive européenne quelques Red Lists En France, aucun statut de protection

13 COURS 1 : BIOLOGIE DES CHAMPIGNONS 1. DES ORGANISMES DIVERSIFIES 2. ASPECTS EVOLUTIFS 3. DES HETEROTROPHES 4. DES ORGANISMES FILAMENTEUX

16 Quelques éléments clés! -Une origine aquatique, coloniale, unicellulaire -1MMA, émergence du phylum : le groupe frère des animaux -500MA, émergence des lignées septées colonisation du milieu terrestre - Un retour secondaire à l unicellularité, une tendance à cloisonner!

17 CHAMPIGNON = POLYSÉMIQUE MYCÈTE = TROMPEUR

19 Le mildiou de la vigne (Plasmopara viticola): un champignon? («Oomycètes») Oomycètes Spores mobiles Paroi cellulosique (non chitineuse)

20 Une double compétence (terrestre/aquatique) 3 apomophies Trois apomorphies: deux flagelles, laminarines, mitochondries à crêtes tubulées

22 Myxomycètes Phase reproductive : fructifications Phase végétative : plasmode Phéromone impliquée: adénosine monophosphate

Rhizoïdes ou rhizomycélium Sporange Zoospores (1 flagelle) Chytridium confervae Pas de mycélium, thalle unicellulaire réduit au sporocyste

24 Rhizoïdes ou rhizomycélium Sporange Zoospores (1 flagelle) Chytridium confervae Pas de mycélium, thalle unicellulaire réduit au sporocyste Parasites : Olpidium brassicae (vecteur virus), Chytridium lagenaria (grains de pollens), Décomposeurs: Synchytrium endobioticum (aquatique)

25 Batracochytrium dendrobatidis, une pandémie en expansion Protéolyse Chémotropisme (composés cutanés) chytrid > Amfibieën Crisis > Gifkikkerportaal :

26 Rhizopus stolonifer Spinellus fusiger (sur Mycena sp.)

27 Ascomycota (sporophores)

28 Basidiomycota (sporophores)

29 Basidiomycota (sporophores)

30 COURS 1 : BIOLOGIE DES CHAMPIGNONS 1. DES ORGANISMES DIVERSIFIES 2. ASPECTS EVOLUTIFS 3. DES HETEROTROPHES 4. DES ORGANISMES FILAMENTEUX

31 Des organismes sous dépendance énergétique : une hétérotrophie vis à vis du carbone

32 DES HYPHES ABSORBOTROPHES Carpophore (fructification ephèmère) paroi cellulaire composée de chitine Substances nutritives Mycélium pérenne composé d hyphes Absorption des petits éléments produits par la digestion Libération externe d'enzymes et digestion

33 TROIS STRATEGIES

34 UNE ILLUSTRATION, LA DECOMPOSITION DU BOIS MORT

Pourriture rouge cubique > Aspect : fragmentation en éléments cubiques de coloration brun-rouge > Essentiellement hémi- et cellulose dégradées : champignons cellulolytiques

35 Pourriture rouge cubique > Aspect : fragmentation en éléments cubiques de coloration brun-rouge > Essentiellement hémi- et cellulose dégradées : champignons cellulolytiques Pinus nigra subsp. laricio Quels champignons? Exclusivement des basidiomycètes Agaricinées : Paxillus, Coprinus Polyporales : Daedalea, Fistulina, Piptoporus, Laetiporus, Fomitopsis,

Vizzavona La majorité des champignons lignolytiques (Asco- et Basidio) Polyporales : Fomes, Polyporus,

36 Pourriture blanche > Aspect : fibreux, alvéolaire, tubulaire > Dégradation rapide de la lignine : champignons ligninolytiques > Plus faible dégradation de l'hémi- et de la cellulose Fagus sylvatica, Vizzavona La majorité des champignons lignolytiques (Asco- et Basidio) Polyporales : Fomes, Polyporus, Phellinus, Trametes, Ganoderma, Agaricinées : Armillaria, Pholiota, Hypholoma, Pleurotus, Hydnacées : Hericium

37 LES CHAMPIGNONS MANGENT TOUT! L exemple du rôle des formes «libres» l exemple du carbonifère (-360 à 286 MA)

38 DES FORETS TROPICALES, DOMINEES PAR 5 GROUPES DE PLANTES : LYCOPHYTES, SPHENOPHYTES, FOUGERES, PTERIDOSPERMES, CORDAITES

39 DES CONDITIONS DE MINERALISATIONS DEFAVORABLES: - DES CONDITIONS ANOXIQUES : enrichissement en C de la MO par bactéries anaérobies, - DES SPECIALISTES ABSENTS : pas de groupes fongiques pour dégrader la lignine

40 COURS 1 : BIOLOGIE DES CHAMPIGNONS 1. DES ORGANISMES DIVERSIFIES 2. ASPECTS EVOLUTIFS 3. DES HETEROTROPHES 4. DES ORGANISMES FILAMENTEUX

41 Fructification éphémère : le carpophore Mycélium pérenne, fait d hyphes Partie «fonctionnelle» cachée du champignon

42 Des levures micrométriques

43 Aux lichens centimétriques

44 Jusqu aux plus gros organismes terrestres

46 Une croissance de 44 cm/an Une longévité colossale

47 Différents niveaux d organisation de l appareil végétatif : les rhizomorphes

48 Picture from L. Glass website

49 Implique une coopération Change la valeur sélective A d importantes conséquences en écologie: à la base de réseaux mycéliens

50 Quatre propriétés fondamentales - Une croissance isotrope - Une élongation apicale - Une capacité infinie de se ramifier en réseau - L anastomose

51 Métabolites secondaires: pénicilline, cyclosporine, ergotine, psilocybine, aflatoxines, amanitines Chitine, glucanes Glycogène tréhalose mannitol Ergostérol (equi. Cholestérol) Paroi rigide Paroi plastique

52 EUMYCETES Organismes hétérotrophes, eucaryotes, qui absorbent leur nourriture, en de nombreux points situés aux apex de leur structure diffuse et indéfinie (thalle, mycélium), constituée de fines branches appelées hyphes. La paroi de ces tubes est essentiellement composée de chitine, et à l intérieur de cette paroi le cytoplasme et les noyaux circulent, protégés du milieu extérieur. Ces organismes explorent le milieu immédiat par extension apicale de ces tunnels microscopiques, et le milieu plus lointain par des unités reproductrices détachables

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