Le monde fongique, l univers des champignons La mycologie est la science qui a pour objet l'étude des champignons ; le mycologue est le nom donné au botaniste qui étudie les champignons. Mycos = champignon en grec, a donné mycète en français. Les champignons ont une place particulière dans la nature : Un champignon est un être vivant particulier : ni végétal, ni animal. Les biologistes ont du former un groupe particulier où classer les champignons : le règne fongique. Le champignon a donc des caractéristiques qui le rapproche tantôt des animaux, tantôt des végétaux. Le champignon ressemble aux végétaux parce qu'il vit fixé sur un support et ne se déplace pas. Il est différent des végétaux parce qu'il ne possède ni racines, ni tiges, ni feuilles, ni sève. On ne peut pas distinguer ces différentes parties dans le mycélium, la «plante champignon». Le champignon ne se reproduit pas par des graines provenant des fruits nés des fleurs fécondées, il forme des sporophores (que nous appelons chapeau et croyons être la plante) dans lesquels mûrissent les spores. Contrairement aux végétaux, les champignons ne possèdent pas la chlorophylle qui permet d utiliser l énergie solaire. Les champignons sont donc incapables de fabriquer leur propre matière organique à partir d'eau, de sels minéraux et du gaz carbonique de l'air. C est la chlorophylle qui donne la couleur verte aux plantes. Malgré qu ils n en possèdent pas, certains champignons ont un chapeau de couleur verte, mais cette coloration est due à la présence de substances chimiques (des sels de cuivre par exemple) Le champignon ressemble aux animaux : pour se nourrir, il doit trouver de la matière organique vivante (champignons parasites), morte, en décomposition (champignons saprophytes) ou partager celle-ci solidairement avec une autre plante (champignons mycorhiziens) ou avec une algue (lichens). Ces différents modes de nutrition sont développés plus loin. La diversité des champignons. Il existe plus de 100 000 espèces différentes de champignons. Certains sont minuscules, voire microscopiques, ce sont les micromycètes, les levures qui font lever la pâte à pain ou servent à la fabrication de la bière, du cidre ou du vin, des moisissures qui forment la belle croûte des fromages, le bleu des fromages "bleus" comme le Roquefort, par exemple. Et puis, il y a les champignons que tout le monde a pu voir, sans microscope ou binoculaire, les champignons macroscopiques. Ce sont les macromycètes qui sont, les uns, un délice dans l'assiette; les autres des poisons dangereux et parfois mortels. Les macromycètes ou champignons supérieurs La partie souterraine s'appelle le mycélium. C'est un réseau de filaments qui constitue la partie la plus importante du champignon et assure sa survie d'année en année. Un seul mycélium peut occuper une surface de plusieurs hectares. Un champignon est peut-être le plus grand être vivant du monde. Mais ce mycélium ne se remarque que lorsqu il produit des sporophores (que nous appelons : chapeaux), qui présentent les formes les plus diverses, parfois surprenantes Le sporophore comporte souvent des lamelles ou des tubes dans lesquels se trouvent les spores. Mais parfois les spores se trouvent à l intérieur du sporophore (vesses de loup, par exemple) ou à la surface du sporophore (champignons en coupe : pezizes et oreilles de Juda, par exemple) Les champignons octobre 2008 page 1
Le champignon grandit et se reproduit. Le mycélium du champignon se glisse dans le sol, le bois d'un tronc d'arbre ou une souche en décomposition. Un champignon peut ainsi vivre plusieurs années et envahir une zone de plus en plus grande sans qu on le remarque. Jusqu au jour ou le mycélium est assez étendu pour pouvoir se reproduire. Il forme alors des chapeaux ou sporophores qui portent les lamelles ou les tubes où sont produites les spores. Un seul champignon peut produire jusqu'à dix milliards de spores. Lorsque les spores sont dispersées, elles tombent en terre où elles germent et produisent un nouveau mycélium. Comment se nourrit le champignon? Les champignons vivent pratiquement dans tous les milieux et fructifient en toute saison. La croissance d'une espèce est cependant dépendante de conditions particulières : humidité, température, nature du sol, environnement végétal. Certains sont très exigeants et ne se développent qu'en des lieux et des saisons bien déterminées. Ainsi, la truffe et l'amanite des Césars ne poussent que dans le sud de l'europe car ils aiment la chaleur, le bolet satan ne se rencontre que sur les terrains calcaires, le bolet élégant ne croît que sous les mélèzes. D'autres champignons, par contre, sont moins difficiles. Comme le rosé des prés (psalliote des champs), ils apparaissent dès que les conditions climatiques sont favorables. Pour se nourrir, les champignons ont besoin de trouver des substances organiques. Les champignons obtiennent les matières organiques de leur environnement grâce à des substances digestives, appelées enzymes digestives. Les champignons trouvent cette matière organique, dont ils ont besoin, dans les végétaux et les animaux en décomposition (saprophytes) ou vivants (parasites) ou encore en association avec les vivants (symbiotes). Les saprophytes, champignons décomposeurs, contribuent au maintien de l'équilibre biologique de la nature en dégradant les déchets organiques du sol (végétaux et animaux en décomposition, rameaux et troncs abattus,...). Ils recyclent continuellement la matière. En conclusion : les champignons saprophyte à qui? Réponse : ça profite à tous les vivants Certains champignons trouvent cette nourriture organique dont ils ont besoin sur d'autres vivants. Les parasites se développent aux dépens des arbres vivants et de certaines plantes, animaux et humains. Ils peuvent être très destructeurs et provoquer la mort des plantes et des animaux. La mérule est un champignon qui s'attaque aux charpentes et boiseries des maisons. Il apprécie l'ombre et l'humidité et est tellement vorace que lorsque son mycélium est important il effectue des ramifications qui sont capables de traverser des murs de béton ou de briques et ainsi contaminer des maisons voisines. A Bruxelles, les maisons abandonnées par des spéculateurs qui cassaient volontairement quelques vitres aux fenêtres de toitures ou enlevaient quelques tuiles pour que la maison pourrisse rapidement et soit déclarée juste bonne à démolir portent une lourde responsabilité quant à l'extension de la mérule à tous les quartiers et aux importants dégâts qu'elle occasionne toujours. Dans une maison de plus de 50 ans aux planchers de bois, la moindre fuite d'eau peut être l'occasion pour que les spores de mérules (présentes partout) se développent... Un champignon très dangereux pour la sylviculture (la culture des arbres) est l'armillaire couleur de miel qui se développe sur les arbres morts mais s'attaque aussi aux arbres affaiblis qu'il condamne définitivement. Des champignons vivent en association avec des plantes, le champignon et la plante y trouvent chacun un bénéfice. Les lichens résultent de l'association très étroite d'un champignon et d'une algue. Le champignon demande aux algues de lui procurer de la nourriture organique, les algues qui craignent la sécheresse trouvent l'humidité et l'ombre dont elle a besoin dans le champignon qui l'entoure d'une écorce dure et épaisse. Cette vie en commun est une association à bénéfices réciproques qui porte le nom de symbiose Les champignons octobre 2008 page 2
(du grec, vie avec]. Cette association permet aux lichens d'être très résistants et de se développer à peu près partout dans le monde, même là où il fait très froid. Les lichens ont de jolies couleurs, il y en a de verdâtres, d autres rouille. Les symbiotes sont des champignons associés aux racines des arbres. Leur mycélium, enveloppe les jeunes racines et forme une sorte de capuchon : les mycorhizes. Le champignon aide ainsi le jeune arbre à assimiler la matière minérale dont il a besoin pour sa croissance. En échange, l'arbre produit des matières organiques dont se nourrit le champignon. Tout le monde est gagnant dans cet échange. Quelques champignons portent des noms qui expriment clairement leur fidélité à tel ou tel arbre : le bolet du mélèze, le bolet du bouleau, le polypore du bouleau. Certaines plantes ne savent plus vivre sans leur mycorhizes. C est le cas de l orchidée, sa graine ne germe qu en présence de son champignon-ami. La saison des champignons L'automne, par sa richesse en matières organiques en décomposition et son humidité, est la période la plus favorable au développement de nombreuses espèces de champignons tant saprophytes que mycorhiziens. Les autres saisons cependant offrent également des conditions favorables pour d'autres espèces. Le pleurote en forme d'huître annonce le début de l'hiver, les morilles sont printanières; les premières chanterelles et les cèpes apparaissent dès l'été mais diverses espèces apparaissent au fur et à mesure que la saison avance; le pied de mouton et le pied bleu résistent bien aux premières gelées. Un phénomène curieux : les ronds de sorcières Certains champignons forment des ronds de sorcières. Le mycélium d'un premier champignon absorbe la nourriture là où il se trouve. Au fur et à mesure que le mycélium s'étend, il prend la nourriture du sol. Les matières organiques non encore absorbées sont donc toujours à l'extérieur du cercle et le mycélium doit s'agrandir constamment pour trouver la nourriture dont il a besoin. Les sporophores apparaissent tout autour du cercle de croissance. Classement des champignons Il est possible de classer les champignons de différentes manières. Il faut cependant déterminer des critères pertinents et rigoureux afin de distinguer correctement les groupes que l'on constitue. Le type d'appareil reproducteur, la présence ou l'absence de certaines caractéristiques (volve, anneau, pied,...), la disposition des lamelles ou des tubes, les spores,... constituent des critères ayant un bon degré de fiabilité. La couleur la taille, l'odeur,... ne sont pas des critères pertinents parce qu'ils sont variables au sein du même groupe et trop soumis à la subjectivité de l'observateur. La valeur culinaire permet toutefois un classement valable. Les champignons sont d'abord classés en deux groupes : les champignons comestibles et les champignons non comestibles. Les premières sélections ont été réalisées par nos ancêtres qui pratiquaient, parfois à leurs dépens, la méthode essai-erreur. Pour faire cette première séparation très importante, les scientifiques se basent sur des analyses chimiques, approfondies, pour déceler la présence de poison. Le reste est affaire de goût : des mycologues "gourmets" donnent des labels de saveur à certains champignons. C'est ainsi que, dans la plupart des livres, les champignons sont présentés accompagnés d'un symbole, généralement un couteau et une fourchette. Les plus appréciés reçoivent trois symboles, les moins bons se contentent d'un symbole. L'appréciation donnée pour les champignons comestibles est basée sur celle des mycologues avertis. Chacun cependant reste libre d'apprécier ou non un mets préparé avec tel ou tel champignon qualifié de succulent. Les champignons toxiques sont partagés selon leur degré de toxicité et les troubles qui se manifestent dans l'organisme. Certains champignons provoquent des gastro-entérites avec des nausées et de la diarrhée; d'autres, plus dangereux, comme les amanites s attaquent plus ou moins au système nerveux. L amanite tue mouche l attaque légèrement, l amanite panthère fortement, l amanite phalloïde totalement, entraînant la mort. Les champignons octobre 2008 page 3
La détermination des champignons. Chaque année, en automne, se tiennent diverses expositions de champignons. On peut y observer des champignons fraîchement cueillis et dont le nom est déterminé. Dans les livres des clefs d identification ou des tableaux permettent à partir de quelques observations simples de déterminer la famille d'un champignon à lames ou agaricacée : Certains Cd Roms proposent aussi des clefs simples Un champignon qu'il faut savoir reconnaître : l'amanite 9 cas d'empoisonnement mortel sur 10, avec des champignons, sont dus à la cueillette des amanites mortelles. Il est donc important d'en connaître les caractéristiques : - des lamelles blanches; - une volve au départ, dont les débris adhèrent souvent au chapeau; - un anneau sur le pied. Les micromycètes ou champignons microscopiques Les moisissures Le terme moisissure désigne plusieurs sortes de champignons ressemblant à de l ouate. Les moisissures se développent sur la nourriture, le bois, le papier, le cuir, les étoffes. En général elles préfèrent un milieu chaud et humide, mais certaines se développent au froid et forment des taches noires dans les frigos. La moisissure du pain Réalisons l'expérience suivante pour la voir se développer : il suffit d'humecter un morceau de pain et de le déposer dans une boite transparente, dans un endroit chaud. Au bout de quelques jours, la moisissure apparaît. Une spore minuscule germe à la surface de la tranche de pain et produit des hyphes. Au bout de quelques jours, le mycélium (de couleur blanche, orangé, brunâtre, bleuâtre ou verdâtre) recouvre toute la tranche de pain. De petits sacs appelés sporanges apparaissent au bout de certains hyphes, en surface. C est une fine tige surmontée d une petite boule. Quand un sporange est mûr, il éclate et les spores sont libérés dans les courants d'air. On les observe facilement au binoculaire. Les moisissures bleues et vertes du genre pénicillium Ces moisissures ont un aspect poudreux bleu-vert. Elles se développent sur les oranges, les citrons et d'autres fruits ainsi que sur le pain, la viande et les étoffes. Les moisissures du genre aspergillus se développent aussi sur les aliments où elles forment des anneaux jaunes ou noirs. Ce groupe de champignons comprend plusieurs champignons utiles. Plusieurs espèces de pénicillium sont utilisées dans la fabrication des fromages, le pénicillium roquefortii, par exemple. Une autre espèce de pénicillium produit la pénicilline. La pénicilline fut le premier antibiotique. Les champignons octobre 2008 page 4
L'action du pénicillium sur les bactéries fut découverte accidentellement par Sir Alexander Fleming, médecin bactériologiste écossais en 1929. Aujourd hui on utilise ces champignons pour produire certains produits chimiques, enzymes, et médicaments. Les rouilles, tavelures, mildiou, oïdium, «blanc», etc. sont de minuscules champignons qui provoquent plusieurs maladies chez les plantes. Elles causent d importants dommages aux récoltes. Elles attaquent aussi les arbres fruitiers. Quelques exemples : la tavelure est un champignon qui provoque la formation de tâches noires sèches et rugueuses qu on trouve à la surfaces de pommes et des poires La rouille du poirier se multiplie au printemps sur les genévriers ornementaux avant d infecter les poirier en été, surtout les feuilles. l oïdium recouvre les feuilles des rosiers d un duvet blanc ; sur les vignes il provoque l éclatement des raisins avant même qu ils ne mûrissent. Les charbons et ergots sont des champignons qui se développent sur les céréales maïs, l'avoine, le seigle, l'orge etc. L ergot du seigle fabrique un poison qui s attaque aux membres. Au moyen-âge les céréales étaient souvent mal conservées, dans des lieux trop humides. L ergot du seigle envahissait cette graine dont on faisait une bouillie qui était à la base de l alimentation dans les campagnes brabançonnes. De nombreuses personnes étaient affectées par cette maladie. Les tableaux de Bruegel montrent ainsi plusieurs scènes de kermesses brabançonnes où les estropiés sont nombreux. Les levures. Les levures sont des micro-organismes constitués d une seule cellule. En présence de chaleur, d'éléments nutritifs et d'oxygène, elles se reproduisent par bourgeonnement, en se divisant en deux. A un moment de leur développement, elles produisent aussi des spores. Si les conditions ne sont pas favorables, les levures cessent de se développer et se mettent en état de repos. Elles peuvent alors résister à la sécheresse et aux basses températures. Ces levures vivantes, mais non actives, sont vendues dans le commerce sous forme de poudre ou de tablettes. Quand les conditions redeviennent favorables, elles se développent à nouveau. La levure de boulangerie se développe rapidement dans la pâte à pain constituée d eau et de farine. Au fur et à mesure de son développement, elle produit des bulles de gaz carbonique qui gonflent et font lever la pâte. D autres levures, les levures à vin sont capables de fermentation en milieu où l oxygène est absent. Elles digèrent alors les sucres et trouvent ainsi l'énergie dont elles ont besoin pour se développer Les résidus de cette digestion sont du gaz carbonique et de l'alcool, que l'on trouve notamment dans la bière, le cidre et le vin. Des levures sauvages se trouvent en grandes quantités dans l'air et font fermenter les jus de fruits naturels. Ainsi lorsque vous oubliez une boite de jus de fruits au réfrigérateur pendant quelques jours et vous resservez un verre de celle-ci, une semaine après l'ouverture, le jus a parfois une odeur âcre et de moisi. Il arrive aussi que le jus soit devenu pétillant. Dans le premier cas, des moisissures ont envahi le jus; dans le second cas, ce sont des levures. Les levures produisent aussi une vitamine essentielle à la croissance et à la santé de la peau, de la bouche et des yeux : la vitamine B2 ou riboflavine. Quelques expériences autour des micromycètes Les champignons octobre 2008 page 5
Réalisons une micro-fermentation : Dans une bouteille de 2 litres vidons huit petites briques de jus de pomme. Pour être sûrs que le jus fermente nous ajoutons des levures à vin telles que celles qu'utilisent les viticulteurs. Nous fermons la bouteille à l'aide d'un dispositif qui nous permet d'observer le dégagement de gaz carbonique au travers d'un "barboteur". Bio 6 pages 86 à 89 nous donne une large description de ce phénomène que nous observons. Chaque jour notons le nombre de bulles qui se forment pendant une durée de deux minutes. Réalisons cidessous un graphique illustrant la vitesse de fermentation. Comparons la vitesse de fermentation et la masse volumique du jus. Utilisons un densimètre pour voir la masse volumique du jus diminuer au fur et à mesure que les sucres du jus sont transformés en gaz carbonique et en alcool. Faisons figurer ces résultats sur le même graphique que celui du nombre de bulles. Comparons l'allure des deux courbes. Si nous avons une balance de précision à disposition mesurons la masse de l'ensemble à différents moments de l'expérience. Réalisons une culture de moisissures Plaçons une tranche de pain légèrement humidifiée dans une boîte transparente. Après quelques jours des taches se forment là où une spore a germé. Ensuite le mycélium s étend, il peut avoir différentes couleurs, bleue, brune, noire ou jaune. Après quelques jours le mycélium fructifie, il produit des sporanges chargées de disséminer ses spores. Celles-ci peuvent s observer au binoculaire. Les champignons octobre 2008 page 6
Questionnaire sur les champignons 1. Quelles sont les deux caractéristiques qui distinguent les champignons des autres végétaux? 2. De quels aliments se nourrissent les champignons? 3. Pour se nourrir, les aliments doivent être digérés. Comment font les champignons? 4. Dans Bio 6 p 62, un tableau donne les résultat d'une expérience dont le but est de connaître les éléments dont les champignons ont besoin pour vivre. Quelles conclusions peux-tu tirer de ce tableau? 5. Dans Bio 6 p 89, à côté de l'illustration 6 deux questions sont posées. Réponds-y. 6. Lorsque tu te nourris, tu manges souvent des aliments qui ont été fabriqués, transformés à l'aide de champignons microscopiques. Ceux-ci s'appellent des.. Cite un maximum d'exemples d'aliments fermentés : 7. Pourquoi appelle-t-on le bolet rude, aussi bolet du bouleau? 8. Connais-tu d'autres champignons associés au bouleau? 9. Quel est le nom du champignon qui détruit les maisons? Comment s'y prend-il? 10. Certains "ronds de sorcières" sont limités à des demi-cercles. Peux-tu proposer une explication à ce cercle incomplet? 11. Les mycologues classent les champignons supérieurs en basidiomycètes et ascomycètes. Peux-tu en expliquer la raison? 12. Un lichen est la symbiose d'une algue et d'un champignon. Dans cette association chacun trouve des avantages. 12.1. Qu'apporte le champignon à l'algue? 12.2. Qu'apporte l'algue au champignon? 13. Où est situé l'hyménium d'une amanite? 14. Quelles sont les caractéristiques qui permettent de reconnaître une amanite? 15. Lorsque le mycélium d'un champignon forme un manchon autour d'une racine d'arbre, il s'agit de.. Quels sont les avantages de cette association pour chaque partenaire? 16. Un peu de vocabulaire... Donne le nom précis, scientifique du terme général indiqué : 16.1. Fruit du champignon = 16.2. La plante "champignon" = 16.3. semence de champignon = 16.4. mangeur de matière en décomposition = 16.5. vivant aux dépens d'un autre être vivant = 16.6. champignons vivant sans respirer = 16.7. association à bénéfice réciproque de deux êtres vivants = Les champignons octobre 2008 page 7