Mycorhizes : l'alliance souterraine des arbres et des champignons

Une mycorhize est une association entre les racines d'une plante et un champignon du sol, dans laquelle chacun nourrit l'autre. La plante cède au champignon une partie des sucres qu'elle fabrique par la photosynthèse ; le champignon, avec ses filaments très fins qui fouillent le sol bien au-delà des racines, lui rapporte de l'eau et des éléments minéraux, en particulier du phosphore.

Chez les plantes, cette alliance est la règle. Une fiche de l'Inrae estime qu'environ 80 % des plantes terrestres vivent en association avec des champignons mycorhiziens, et les travaux de Marc-André Selosse, professeur au Muséum national d'histoire naturelle, avancent le chiffre d'environ 90 %. Le chêne de la forêt, le blé du champ et le géranium du balcon ont très probablement, sous terre, un partenaire fongique.

D'où vient le mot, et ce qu'il désigne

« Mycorhize » associe deux mots grecs : mykês, le champignon, et rhiza, la racine. Le botaniste allemand Albert Bernhard Frank a forgé le terme en 1885, en observant des racines d'arbres entourées de filaments.

Le champignon dont on parle ici n'a pas grand-chose à voir avec le chapeau que l'on cueille. Ce chapeau n'est que l'organe de reproduction, celui qui produit les spores. Le corps du champignon, c'est le mycélium : un lacis de filaments, les hyphes, souvent plus fins qu'un cheveu, qui court dans la terre et dans la litière.

En atelier, j'ai souvent soulevé avec les enfants une poignée de feuilles mortes dans un sous-bois humide. Dessous, on voit presque toujours ces fils blancs ou crème, collés aux débris. Tous ne sont pas mycorhiziens, loin de là, mais c'est la façon la plus simple de montrer qu'un champignon est d'abord un réseau.

Ce que la plante et le champignon s'échangent

Des sucres contre de l'eau et des minéraux

La plante est le seul des deux partenaires à faire de la photosynthèse. Elle transforme la lumière, l'eau et le dioxyde de carbone de l'air en sucres, et une partie de ces sucres descend jusqu'aux racines, puis passe au champignon.

En retour, le mycélium agit comme une extension du système racinaire. Ses hyphes, beaucoup plus fins que les poils absorbants, s'insinuent dans des pores du sol où la racine ne peut pas entrer et explorent un volume de terre bien plus grand. Ils absorbent de l'eau, de l'azote et surtout du phosphore, qu'ils transfèrent à la plante.

Le cas du phosphore

Le phosphore est le minéral pour lequel l'aide du champignon compte le plus. Il bouge très peu dans le sol : une racine épuise vite le phosphore à son contact et doit attendre que d'autre arrive, ce qui est lent. Comme le rappellent les chambres d'agriculture, sans réseau mycorhizien la racine seule aurait rapidement vidé sa zone d'approvisionnement. Le mycélium, lui, va chercher le phosphore plus loin.

Les grandes familles de mycorhizes

Les endomycorhizes à arbuscules, les plus répandues

Dans ce type, le champignon pénètre à l'intérieur des cellules de la racine. Il y forme de petites structures très ramifiées, les arbuscules, à travers lesquelles se font les échanges. Ces champignons appartiennent à un groupe, les Gloméromycètes, qui ne produit pas de chapeau visible.

Selon Marc Buée, directeur de recherche à l'Inrae, plus de 85 % des plantes vasculaires terrestres forment une symbiose de ce genre ou d'un autre type que l'ectomycorhize. On y trouve la plupart des herbes des prairies, des légumes du potager et des céréales.

Les ectomycorhizes, celles des arbres et des cèpes

Ici, le champignon ne rentre pas dans les cellules. Il forme autour des fines racines un manchon serré et glisse ses hyphes entre les cellules, dans un réseau que les botanistes appellent réseau de Hartig. Les racines colonisées prennent souvent une allure courte, renflée, parfois colorée.

Ces associations ne concernent qu'environ 5 % des espèces de plantes, d'après le même chercheur de l'Inrae, mais ce sont des espèces qui pèsent lourd dans le paysage : chênes, hêtres, pins, sapins, bouleaux. Et les champignons concernés sont ceux des paniers d'automne : cèpes, girolles, amanites, lactaires, truffes.

Cela explique une observation que tout cueilleur connaît. Les champignons de Paris se cultivent sur un substrat en cave parce qu'ils se nourrissent de matière morte. Le cèpe, lui, a besoin d'un arbre vivant, et c'est pour cela qu'on ne le cultive pas comme un champignon de Paris. La truffe est un cas à part : on plante des arbres dont les racines ont été mises en contact avec le champignon, puis on attend des années.

D'autres associations plus discrètes

Les bruyères, les myrtilles et les rhododendrons ont leurs propres partenaires, dans des mycorhizes dites éricoïdes, adaptées aux sols acides et pauvres. Les orchidées vont plus loin : leurs graines minuscules n'ont presque pas de réserves et ne germent qu'avec l'aide d'un champignon. C'est une des raisons pour lesquelles une orchidée sauvage déterrée survit si mal ailleurs.

Une alliance plus vieille que les racines

L'association entre plantes et champignons est presque aussi ancienne que la vie végétale hors de l'eau. Dans les cherts de Rhynie, en Écosse, des roches siliceuses qui ont figé un marécage il y a environ 407 millions d'années, les paléontologues ont trouvé des plantes fossiles colonisées par des champignons, avec des arbuscules reconnaissables.

En novembre 2025, une équipe dont les travaux ont été présentés par le Natural History Museum de Londres a décrit dans la revue New Phytologist un nouveau champignon à arbuscules, dans un gisement voisin et d'âge comparable, associé à la plante Aglaophyton. Détail frappant : cette plante n'avait pas de racines. La symbiose existait donc avant même que les plantes aient inventé l'organe qui l'abrite aujourd'hui. Beaucoup de biologistes y voient une des clés de la conquête des terres émergées : des plantes sans racines avaient besoin d'aide pour tirer l'eau et les minéraux d'un sol encore rudimentaire.

Le « wood wide web » : ce que l'on sait vraiment

Un même champignon, plusieurs arbres

Un champignon ectomycorhizien peut être associé en même temps à plusieurs arbres, parfois d'espèces différentes. Les plantes se retrouvent alors reliées par un réseau mycorhizien commun. Des expériences ont mesuré des passages de composés carbonés, d'azote, de phosphore ou d'eau d'une plante à l'autre par ce réseau. Une fiche de l'Académie d'agriculture de France le résume, en précisant que ces résultats ont été obtenus sur de jeunes plantules en laboratoire ou en mésocosmes, c'est-à-dire dans des dispositifs contrôlés.

Des récits qui vont plus loin que les mesures

De là sont nés des récits très populaires : des arbres-mères qui nourriraient leurs petits, des forêts qui « parleraient ». La même fiche note que l'importance de ces transferts pour des arbres adultes, à l'échelle d'une saison, reste débattue. En 2023, une revue de la littérature publiée dans Nature Ecology & Evolution par Justine Karst et ses collègues a pointé un biais : des études aux résultats prudents ont été citées comme si elles prouvaient davantage. Les réseaux existent, les transferts aussi ; ce qui reste à démontrer, c'est leur rôle réel dans la vie d'une forêt adulte.

Quand je présente le sujet aux enfants, je garde l'image du réseau, parce qu'elle est juste, et je laisse de côté celle de la conversation entre arbres. Elle plaît, mais elle prête aux plantes des intentions que personne n'a mesurées.

Pourquoi cela compte au jardin et en forêt

Retourner profondément la terre, laisser un sol nu ou apporter beaucoup d'engrais phosphaté modifie la vie du mycélium : les hyphes sont cassés, ou la plante a moins besoin de son partenaire. Les agronomes de l'Inrae et des réseaux d'agroforesterie étudient ces effets pour mieux tirer parti des mycorhizes dans les cultures. En forêt, le cortège de champignons d'un peuplement fait partie de sa santé, et sa diversité est suivie par les mycologues.

Les observations de champignons faites par des amateurs alimentent aussi certains inventaires naturalistes ; notre article sur les sciences participatives explique comment ce type de données est collecté. Pour d'autres sujets sur les plantes, les animaux et les micro-organismes, la rubrique Le vivant rassemble nos articles, et l'index des articles donne la liste complète du magazine.