Les champignons

Un pied et un chapeau comestibles : voilà l'image qui vient souvent à l'esprit à l'évocation du mot champignon. Et pourtant, la plupart des champignons ne sont pas visibles à l'oeil nu, tous les champignons utiles à l'homme ne se mangent pas et bien des espèces sont même sources de moisissures, de mycoses, et d'intoxications alimentaires.

n. m. (pl.) Organismes définis classiquement comme des végétaux thallophytes non chlorophylliens.

En d'autres termes, leurs cellules sont bordées par des parois rigides, constituées par des glucides, et qui interdisent toute nutrition par ingestion d'aliments solides (caractéristique des végétaux) ; en outre, leur appareil végétatif (appelé thalle) est dépourvu de racines, de tiges et de feuilles, et n'est pas formé de tissus vraiment différenciés. Tous ces caractères s'appliquent également aux algues, dont les champignons se distinguent globalement par l'absence de chlorophylle, donc par leur inaptitude à utiliser le carbone de l'atmosphère, et la nécessité d'une alimentation à base de matières organiques déjà élaborées par d'autres êtres vivants (c'est pourquoi certaines classifications récentes ne placent plus les champignons dans le règne végétal).

Le thalle de certains champignons est constitué d'une seule cellule, appelée cellule levuriforme, puisque telle est la morphologie habituelle des levures (champignons très utilisés pour la fabrication des aliments, en particulier pour faire lever le pain). La plupart des champignons ont toutefois un appareil végétatif pluricellulaire, appelé mycélium, en forme de filaments, qui peuvent s'agglomérer pour former des pseudo-tissus et s'organiser de façon complexe pour constituer des sortes d'organes spécialisés. Chez certains groupes de champignons, le filament, que l'on dit siphonné, est constitué d'une masse contenant de nombreux noyaux, car les cellules ne sont pas séparées les unes des autres. Chez les champignons dits supérieurs, les filaments, appelés hyphes, sont au contraire cloisonnés.

Reproduction
Le moyen le plus élémentaire qu'a le champignon pour se multiplier consiste à former deux individus à partir de deux morceaux de mycélium fragmenté, c'est la multiplication végétative. La reproduction asexuée est assurée par des cellules spécialisées, à fort pouvoir de dissémination ; ce sont les spores, qui se forment par bourgeonnement, se détachant du thalle pour germer et donner de nouveaux individus. La reproduction sexuée, elle, combine méiose (division cellulaire avec répartition des 2n chromosomes de la cellule mère dans les 2 cellules filles) et fécondation.

Une espèce de champignon présente typiquement deux sortes de thalles qui se succèdent au cours du cycle de développement. L'un est haploïde (les cellules contiennent n chromosomes), et appelé gamétophyte, puisqu'il donne naissance aux cellules sexuelles, les gamètes. C'est la fécondation de deux gamètes qui donne naissance à l'autre thalle, qui est donc diploïde (les cellules contiennent 2n chromosomes), et qui est appelé sporophyte, car il forme des spores. Certaines cellules de ce thalle diploïde subissent une méiose pour former des spores particulières, haploïdes, qui germeront pour reformer un thalle haploïde. Selon les espèces, l'un ou l'autre de ces thalles peut être inexistant, d'autres espèces en revanche peuvent présenter deux types de thalles diploïdes successifs, en plus du thalle haploïde.

Les modalités de la reproduction chez les champignons présentent une très grande variabilité (se traduisant par une pléthore de noms scientifiques pour décrire chaque cas particulier). Ainsi, la morphologie des spores et des gamètes est très variable. Chez certaines espèces, on ne peut pas véritablement parler de gamètes, car les deux cellules qui vont fusionner restent en place sur le thalle. Les noyaux des cellules sexuelles dites mâles peuvent alors être acheminés vers les cellules sexuelles femelles grâce à des filaments, ou tubes, copulateurs. Dans d'autres cas, il n'y a même pas de cellules sexuelles différenciées : ce sont simplement deux cellules appartenant à deux thalles haploïdes proches qui vont fusionner. Signalons aussi qu'il existe des champignons qui n'ont tout simplement pas de reproduction sexuée (connue).

Quelques groupes de champignons
La classe des champignons, qui compte actuellement plus de 100 000 espèces, est très hétérogène. Nous n'entrerons pas ici dans le détail de la classification, mais évoquerons quelques caractéristiques des principaux groupes.

Les myxomycètes
se distinguent nettement des autres champignons car, à un certain stade de développement, ils sont dépourvus de paroi rigide. Ils se présentent alors sous la forme d'une masse gélatineuse appelée plasmode, qui se déplace et peut englober et digérer des particules solides, rappelant en cela certains animaux, comme les amibes (ils sont d'ailleurs parfois classés dans le groupe des protozoaires). Dans certaines conditions, la masse informe se condense pour former un organe de petite taille qui permet la reproduction, sexuée et asexuée, de l'espèce. Certains myxomycètes provoquent des maladies sur les plantes.

Les phycomycètes
(étymologiquement : champignons-algues) sont des champignons microscopiques à mycélium siphonné, dont la plupart vivent dans un milieu humide. Ils se distinguent des autres groupes par une paroi cellulaire constituée de cellulose, et non pas de chitine. Les spores permettant la reproduction asexuée sont le plus souvent flagellées. Les champignons provoquant les mildious des végétaux sont des phycomycètes.

Les zygomycètes
sont également des champignons microscopiques à mycélium siphonné. Ils n'ont pas de spores flagellées, pas de cellules sexuelles libres, leur paroi est chitineuse. La plupart des moisissures font partie de ce groupe.

Les ascomycètes
comptent un grand nombre d'espèces, dont la plupart sont microscopiques. Certaines se présentent (au moins pendant une partie de leur développement) sous la forme de cellules isolées ; c'est le cas en particulier des levures. La plupart ont toutefois un mycélium filamenteux, cloisonné. Les spores haploïdes, qui seront disséminées pour donner naissance à de nouveaux filaments, sont appelées ascospores car elles sont contenues dans un organe spécialisé, l'asque. Dans certains cas, les asques sont elles-mêmes contenues dans un ascocarpe. C'est cette partie, appelée fructification (un peu l'équivalent des fruits formés par les plantes), qui peut être observée le plus facilement. Elle atteint une taille non négligeable chez les pézizes, par exemple, ou les morilles, espèces comestibles recherchées. D'autres ascomycètes de grande valeur alimentaire sont les truffes, dont la fructification est, malheureusement pour les amateurs, bien cachée dans le sol.

Les espèces à grosses fructifications (partie qui correspond à l'image traditionnelle que l'on a du champignon) ne représentent que 10 % environ des champignons, et c'est parmi les basidiomycètes que l'on trouve la majorité de ces espèces. La fructification, appelée ici carpophore, a typiquement un pied et un chapeau, mais le pied peut être absent, et le chapeau peut prendre des formes très variées. Dans des organes en forme de massue, appelés basides, sont produites des spores haploïdes, les basidiospores. Les basides sont situées sous le chapeau, dans une zone appelée hyménium, qui, selon les espèces, peut présenter des tubes, des lamelles, des aiguillons.

Écologie
Les champignons ont développé des adaptations très diverses, de telle sorte qu'on les trouve dans pratiquement tous les milieux du monde. Les conditions idéales pour la croissance du mycélium d'une espèce ne sont en général pas les mêmes que celles qui provoquent la fructification (celles-ci sont souvent mal connues, ce qui ne facilite pas la culture des espèces comestibles). Dans nos régions, la fructification des grosses espèces a lieu surtout au printemps et à la fin de l'été, lorsque les températures sont douces et les pluies fréquentes. Elle peut se faire très rapidement (des coprins fructifient en une nuit et ont une durée de vie très courte), ou plus lentement (plusieurs années pour les gros polypores poussant sur les arbres). Les forces en jeu sont parfois énormes, on a vu des fructifications soulever du goudron ou des pavés.

Quelques espèces sont bien adaptées à la sécheresse, d'autres vivent au contraire dans l'eau (eaux douces, océans, ou eaux usées). Certaines moisissures supportent bien des pressions osmotiques élevées (dans les milieux très salés, ou très sucrés, par exemple) et arrivent à contaminer les salaisons, le miel, ou les confitures. Des champignons aimant la chaleur se trouvent dans les composts (à 70-75 oC) par exemple, et les spores d'un champignon contaminant les jus de fruits ne sont pas tuées par un passage de 10 min à 100 oC. Mais on trouve aussi des champignons dans les toundras arctiques ; en haute montagne, l'hygrophore printanier se récolte à la fonte des neiges (2 oC) ; et certains champignons peuvent encore pousser dans les chambres réfrigérées (Sporotrichum carnis peut altérer des viandes pourtant conservées à - 5 oC). Dans des conditions défavorables (froid ou chaleur intense, manque d'eau), ce sont des spores particulières qui constituent les formes de résistance (pouvant régénérer un mycélium plusieurs dizaines d'années après sa formation). Étant donné leur mode de nutrition, les champignons peuvent, à la différence des autres végétaux, pousser dans une obscurité complète (cas typique du champignon de Paris, espèce poussant dans des grottes).

La nécessité où sont les champignons de se nourrir de substances déjà élaborées par d'autres organismes détermine leur mode de vie. Certains poussent sur de la matière organique morte, ce sont les saprophytes. Ils participent activement à la décomposition et au recyclage naturel des éléments (carbone et azote, par exemple) et sont des maillons très importants dans l'écologie des sols. Ceux qui vivent sur des êtres vivants peuvent établir avec leur hôte deux types de relation. Les uns sont parasites, et provoquent des maladies sur les plantes, les animaux, ou même l'Homme. Les autres vivent en symbiose avec leur hôte (relation dont les deux partenaires tirent profit). L'association étroite entre une algue, ou une bactérie photosynthétique, et un champignon est à l'origine des lichens. La symbiose entre une plante et un champignon se traduit par la formation des mycorhizes, c'est-à-dire de manchons de mycélium autour des racines de la plante. Les bruyères, les orchidées, des fougères, présentent ainsi des mycorhizes, de même que certains arbres. Les associations se font de manière spécifique, ce n'est donc pas un hasard si le bolet élégant fructifie sous les mélèzes, et la truffe sous les chênes. La plante fournit au champignon une partie de sa nourriture organique, tandis que la présence du mycélium augmente la capacité de la plante à absorber les éléments minéraux du sol et peut éventuellement la protéger contre d'autres champignons, parasites.

Certains champignons ont en effet la particularité de produire des substances qui empêchent la croissance d'autres champignons ou de bactéries. Ces antagonismes déterminent en particulier la succession des diverses espèces, parasites ou saprophytes, au cours de la décomposition d'un arbre. Cette particularité est depuis longtemps utilisée par l'Homme pour la production d'antibiotiques et, plus récemment, dans la lutte contre des champignons phytopathogènes, ou contre la pourriture du bois.

La culture des champignons
Un certain nombre d'espèces de champignons supérieurs sont ramassées dans les bois et les prés pour leur valeur culinaire. Il s'est vite révélé intéressant de passer au stade de la culture (depuis des millénaires, déjà, en Extrême-Orient). Le champignon de Paris (Agaricus bisporus ou Psalliota bispora) est produit depuis le XVIIe siècle ; sa culture est totalement maîtrisée, et il est aujourd'hui encore l'un des champignons les plus consommés dans le monde entier (plus d'un million de t sont produites par an). D'autres espèces sont également cultivées à grande échelle, notamment des espèces lignicoles (qui poussent sur le bois) : le shii-také (Lentinus edodes), apprécié depuis longtemps par les Asiatiques, commence à être cultivé en Europe, de même que différentes espèces de pleurotes (genre Pleurotus). Il n'est pas difficile de faire pousser dans son jardin des strophaires à anneaux rugueux (Stropharia rugosoannulata), ou des coprins chevelus (Coprinus comatus). Les morilles (genre Morchella) sont encore loin d'être produites à l'échelle industrielle. Des essais sont menés pour cultiver les cèpes, ou d'autres bolets, mais les difficultés sont plus grandes dans ce cas car il faut non seulement savoir faire pousser le mycélium et le faire fructifier, mais aussi maîtriser la formation de mycorhizes avec les arbres. La mycorhization artificielle de noisetiers, ou de chênes, par des truffes est réalisée depuis la fin des années 1970 et pourtant la culture des truffes est encore au stade expérimental.

Les champignons supérieurs ne sont pas les seuls à avoir un intérêt alimentaire ; la culture d'espèces microscopiques, notamment de levures, pourrait permettre d'avoir de nouvelles sources de protéines, si possible à bas prix, pour l'Homme ou les animaux.

Les autres utilisations des champignons
Depuis longtemps, sans le savoir vraiment, l'Homme utilise des champignons pour fabriquer ses aliments. Le pain, le vin, la bière, et bien d'autres produits dits fermentés (très nombreux en Orient) sont fabriqués grâce à l'action de levures. L'affinage des fromages implique lui aussi des champignons ; ainsi la croûte du camembert est formée par une moisissure, Penicillium caseicolum, et la couleur bleue du roquefort est due à une autre moisissure, Penicillium roqueforti. Il est peut-être moins connu que la préparation du cacao, du thé et du café nécessite aussi une étape de transformation par des champignons.

La découverte des propriétés antibiotiques de substances produites par les champignons est plus récente, mais c'est un domaine aujourd'hui largement exploité. En plus des pénicillines, on dispose maintenant de nombreux autres antibiotiques fongiques, dont les céphalosporines.

La liste des autres substances, d'intérêt agro-alimentaire, pharmaceutique, ou autre, produites par des cultures de champignons (on parle de procédés de fermentation) s'allonge de jour en jour ; on peut citer la glycérine, des acides organiques, des acides aminés, des vitamines, des stéroïdes et des enzymes. Dans certains cas, le champignon est simplement utilisé pour transformer une molécule assez complexe en une autre, en un nombre limité d'étapes, ce sont des procédés de bioconversion. C'est ainsi que la synthèse de la cortisone, très longue à réaliser par voie chimique, est effectuée à partir de progestérone, en quatre étapes, dont trois sont catalysées par des champignons.

Les procédés de fermentation peuvent utiliser des déchets comme source de nourriture pour le champignon. Cela permet donc de valoriser les déchets organiques de toutes sortes que génèrent nos sociétés modernes (ainsi la production de glycérine par une levure se fait à partir de résidus de sucrerie). Mais les champignons peuvent sans doute être utilisés pour le traitement de pollutions beaucoup plus spécifiques : ainsi, des filaments séchés de Rhizopus arrhizus absorbent le cadmium, un métal lourd très dangereux, dans les eaux usées.

La lutte biologique contre les petits animaux nuisibles constitue un autre domaine où les champignons ont de l'avenir. Les vers du groupe des nématodes (qui causent de gros dégâts dans les cultures), ou les criquets, peuvent être détruits par des champignons prédateurs (qui servent donc de biopesticides). Les spores du champignon, qui se sont déposées sur l'animal, germent et forment un mycélium qui pénètre à l'intérieur du corps et l'envahit rapidement, perturbant gravement les fonctions vitales de l'animal, qui meurt en quelques jours.

Toutefois, les champignons n'ont pas seulement un intérêt pratique pour l'Homme. Certaines espèces microscopiques servent de modèles dans des recherches fondamentales, sur la génétique et la biologie moléculaire.

Les champignons et la santé de l'Homme
Revers de la médaille : certains champignons peuvent provoquer de graves intoxications, voire la mort, chez l'Homme (dix à trente morts par an en France). On peut avant tout conseiller à l'amateur de savoir reconnaître l'amanite phalloïde, l'amanite vireuse, l'amanite printanière, le cortinaire des montagnes, la lépiote brune, qui sont les espèces françaises mortelles. Certaines espèces peuvent se confondre aisément ; en cas de doute, il faut, soit demander l'avis d'un spécialiste sur tous les champignons récoltés, soit les jeter. D'autre part, l'état de conservation du champignon, son ingestion avant ou après cuisson, la nature des mets d'accompagnement (alcool, par exemple), l'état général et la sensibilité propre du consommateur, sont autant de facteurs de variation dans les intoxications. La contamination des aliments par des moisissures peut être la source d'intoxications graves, liées à la présence de toxines (mycotoxines). Ce sont surtout les animaux d'élevage qui sont touchés par ces problèmes (sans doute parce que la qualité de leurs aliments n'est pas toujours bien contrôlée). Toutefois, les mycotoxines peuvent se retrouver dans le lait, et des contrôles récents ont montré un taux de contamination non négligeable dans des cacahuètes et des pistaches ; il convient donc d'être vigilant.

Les champignons peuvent s'attaquer directement à l'Homme et aux animaux. Ils se développent en parasites dans certaines parties du corps, et peuvent provoquer des affections plus ou moins graves, les mycoses. En font partie de nombreuses maladies de peau, mais il existe aussi des mycoses plus profondes, dans les poumons ou le cerveau.

Enfin, les champignons, et plus particulièrement leurs spores, qui sont parfois très nombreuses dans l'air, peuvent provoquer des allergies (rhumes, conjonctivites, asthme).

La détérioration des matériaux
Les champignons saprophytes, qui vivent sur de la matière organique morte, n'en sont pas moins parfois gênants pour l'Homme. Ils s'installent en effet sur des matériaux comme les denrées alimentaires, le bois, le papier, les tissus, mais aussi des appareils radio, le kérosène, le plâtre ou la peinture de nos maisons... Ces phénomènes de biodétérioration (dans le langage courant, on parle plutôt de moisissures, et de pourritures), favorisés par des conditions chaudes et humides, ont des conséquences économiques très importantes, mais aussi des conséquences médicales ou culturelles (destruction de manuscrits et de documents anciens).

Les champignons phytopathogènes
Les champignons parasites sont responsables des trois-quarts environ des maladies des plantes, et cela constitue également un important problème économique. On peut en effet estimer largement que 10 % des récoltes sont perdues à cause des maladies. Parmi celles-ci, on peut citer les mildious, les oïdiums, les rouilles, les chancres, les piétins... Le champignon pathogène peut se maintenir dans le sol, sur d'autres plantes, ou sur des débris végétaux, en attendant de se trouver en contact avec la plante-hôte. La contamination de celle-ci se fait le plus souvent par des spores, transportées par le vent, l'eau, les insectes. Le parasite peut aussi subsister, à l'état de spores, dans certains organes (graine, tubercule, bourgeon) de la plante-hôte elle-même, en attendant les conditions favorables pour germer (en général, une température douce et une humidité importante). La plante répond à la pénétration du champignon dans ses cellules de diverses manières. Sa résistance à cette agression est une caractéristique génétique (et un critère important dans la sélection des variétés de plantes cultivées), mais dépend aussi de plusieurs autres facteurs (lumière, âge de la plante, nutrition, présence de blessures). Le développement du mycélium, qui détourne à son profit les substances élaborées par les cellules végétales, va se traduire par un certain nombre de symptômes, propres à chaque maladie : jaunissement, flétrissement, nécroses générales ou localisées, altération de la croissance des organes de la plante. La lutte contre les champignons phytopathogènes se fait par des pratiques culturales, mais surtout par des moyens chimiques.

L'action de l'Homme sur les champignons
La modification des milieux naturels par l'Homme s'est traduite par la raréfaction de certaines espèces (notamment celles poussant dans les prés, qui n'apprécient pas toujours les épandages d'engrais ou de chaux). Par ailleurs, d'autres espèces (pas forcément comestibles ni intéressantes) ont montré leur adaptation aux nouveaux substrats générés par l'activité humaine.

Les techniques agricoles modernes pourraient ne pas déplaire à tous les champignons comestibles, puisque l'apparition de morilles semble parfois favorisée par un traitement au désherbant ! Toutefois, il se pourrait que les champignons accumulent certains polluants des sols, pesticides, ou métaux lourds (mercure, cadmium, par exemple). La consommation des champignons récoltés sur des décharges, des terres ayant reçu des boues de station d'épuration ou de fortes doses de pesticides ou d'herbicides, serait donc déconseillée.

Les champignons et la loi française
De manière générale, la cueillette dans les champs et les bois privés nécessite l'accord du propriétaire ; elle est tolérée dans les forêts domaniales. Des arrêtés préfectoraux peuvent réglementer de manière plus précise la cueillette dans un département (lieux et périodes, quantité maximale pouvant être ramassée par personne et par jour, espèces pouvant être commercialisées).

Voir, pour les maladies causées par les champignons à l'homme :

intoxication,mycoses ; et pour les champignons vivant en symbiose :
lichen, mycorhize.

(c) Editions Atlas 1999