Les réseaux sociaux des arbres

Depuis longtemps on s’imagine parler avec les arbres et les plantes. On retrouve des exemples dans les dessins animés les plus connus comme Pocahontas échangeant avec grand-mère feuillage ou dans le très célèbre Seigneur des anneaux.

Alors, certes, les arbres ne nous parlent pas directement, mais ils communiquent entre eux.

Pour mieux appréhender cela, il faut avant tout comprendre comment les arbres créent leur énergie et se nourrissent.

Les arbres et les plantes sont des êtres vivants produisant leur propre énergie à partir d’énergie lumineuse, de dioxyde de carbone (CO₂), de dioxygène (O₂) et de matière minérale (élément retrouvé dans le sol). On dit qu’ils sont autotrophes.

Cette énergie lumineuse est captée par un élément en particulier dans les cellules de la plante, les chloroplastes. Eléments donnant cette couleur verte aux plantes et étant à l’origine du mécanisme de photosynthèse. La photosynthèse est un mécanisme des plantes connu pour produire de la matière organique qui servira ensuite à produire sa propre énergie à ce végétal. Pour que la photosynthèse s’effectue, il est nécessaire que la plante capte de l’énergie lumineuse sur ses chloroplastes, de la matière minérale et du CO₂. Celle-ci va alors rejeter en échange dans l’air de l’O₂, le même qui nous permet de respirer. Puis la matière organique sera produite par un second mécanisme appelé respiration cellulaire qui produira l’énergie nécessaire à la plante.

Mais le processus ne s’arrête pas là ! Nous avons vu que pour effectuer de la photosynthèse, la plante a besoin de matière minérale. Celle-ci vient du sol et est captée par les racines grâce à une symbiose (association de deux ou plusieurs êtres vivants, mutuellement bénéfiques, voire indispensables à leur survie) avec un champignon appelé mycélium.

Ce champignon vivant au niveau des racines est présent chez 80 % des espèces de plantes terrestres. Il permet de capter l’eau et les minéraux pour l’échanger contre le sucre produit par la plante lors de la photosynthèse.

L’étendue du mycélium est très importante et relie plusieurs plantes de mêmes ou différentes espèces. Il peut également intégrer d’autres réseaux de champignons, créant ainsi un véritable réseau social.

C’est donc via ces réseaux champignonneux que les arbres et autres plantes communiquent.  Plusieurs types de signaux sont utilisés. Des signaux biochimiques, de transferts de ressources, comme du carbone, de l’eau, du sucre…, ou des signaux électriques. Ces transferts se font selon un certain gradient de nécessité. Cela signifie que les éléments transférés d’un arbre à un autre sont dosés. Cette communication devient visible pour nous, êtres humains, notamment lorsque l’on observe des changements de morphologie ou de physiologie en réponse à l’environnement y compris au produit chimique, à la lumière, à l’eau… L’exemple le plus connu étant le changement d’orientation de la plante pour optimiser son exposition au soleil. Dans ce cas précis, face à une situation, la plante change de comportement.

Lorsque la plante ou l’arbre appartiennent à ce réseau que nous avons décrit plus tôt et qu’ils ont besoin de communiquer avec leurs congénères, l’information et le changement de comportement du groupe est très rapide. Cette modification de comportement va dépendre de la quantité et de la qualité de l’élément transmis. Tout ceci aura également un impact sur l’écologie environnante, mais aussi sur les relations entre mêmes espèces ou non d’arbres.

Grâce à des équipes de chercheurs, ce phénomène de communication entre les plantes est maintenant bien étudié. Nous retrouvons par exemple une « guerre » qui a eu lieu entre deux espèces de pin en Amérique du Nord. Le pin tordu ayant été éradiqué par le pin ponderosa. A la suite de cette extermination, les scientifiques ont remarqué un important changement des champs électromagnétiques de cette zone.

Un autre cas d’extermination a été étudié avec le Black Walmut qui élimine tous les voisins ne faisant pas partie de la même espèce que lui.

Alors que des plantes attaquent, d’autres se défendent lorsqu’elles sont agressées. C’est le cas reconnu des tomates et des pommes de terre. Lorsque leurs feuilles sont prises d’assaut par un prédateur, la plante va transmettre un signal à tous ses voisins les prévenant du danger. Les plantes vont alors réagir en rendant leurs feuilles impropres à la consommation.

On retrouve aussi dans la nature des collaborations avec les « parents » arbres aidant leurs enfants en leur transmettant, via les réseaux, le sucre et éléments nécessaires à leur bon et rapide développement.

En Amazonie, une autre entraide a été étudiée. La forêt très dense, abrite de grands arbres constituant la canopée, Ceux-là auront plus de facilité à faire de la photosynthèse. Ces grands arbres vont  par la suite venir en aider ceux qui n’auraient pas assez de lumière pour effectuer leur photosynthèse et avoir les éléments nécessaires à leur bon développement. Les arbres de la canopée, transmettent les éléments manquants à ses végétaux défavorisés via ces réseaux de mycélium.

Les plantes peuvent être comparées à un gros et même organisme parlant et échangeant des informations et nutriments. Elles peuvent aussi bien s’entraider que se faire « la guerre ». Au final, leurs réseaux de communication qui peuvent s’étendre sur de très grandes distances ressemblent fortement à notre Internet, qui à côté paraît bien jeune.

Sources :

1.     Monika A. Gorzelak et al. Inter-plant communication through mycorrhizal networks mediates complex adaptive behaviour in plant communities. AoB Plants. 2015.

2.     Manuela Giovannetti et al.  At the root of the wood wide web. Plant Signaling & Behavior. 2006.

3.     Minxia Liang et al. Soil fungal networks maintain local dominance of ectomycorrhizal trees. Nature Communications. 2020.

4.     Alessandra Pepe. Lifespan and functionality of mycorrhizal fungal mycelium are uncoupled from host plant lifespan. Scientific Reports. 2018.

5.     Suzanne W. Simard. Mycorrhizal Networks Facilitate Tree Communication, Learning, and Memory. Memory and Learning in Plants. 2018.

6.     Silvio Waisbord. Family Tree of Theories, Methodologies, and Strategies in Development Communication.2020.

7.     https://www.youtube.com/watch?v=yWOqeyPIVRo

Si le sujet vous intéresse et que vous souhaitez le développer je vous conseille l’excellente conférence TEDx de la chercheuse Suzanne W. Simard

https://www.youtube.com/watch?v=Un2yBgIAxYs