Un champignon bien envahissant

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Des stellaires (Stellaria holostea) « normales » .

Lors d’une promenade en forêt je suis tombé sur un petit massif de stellaires (Stellaria holostea) en bordure d’un chemin. Jusque-là rien d’étonnant, il s’agit d’une plante tout à fait commune. Cependant un détail attire mon attention, certaines fleurs sont différentes des autres… Y-aurait-il deux espèces mélangées ? Je sors illico ma flore (mon livre pour identifier les plantes) et je m’attèle à la détermination de la stellaire inconnue. Mais là surprise, mon bouquin me dit qu’il s’agit bien de la même espèce alors qu’elle est visiblement différente ! C’est à n’y rien comprendre… Erreur de détermination de ma part, erreur dans le livre, variabilité à l’intérieur de l’espèce,… ? Les hypothèses se bousculent dans ma tête mais aucune n’est la bonne. Vous allez voir, la réponse est bien plus étrange et bien plus passionnante !

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Quelle est cette stellaire étrange ? Une deuxième espèce ? Malgré ces différences il s’agit toujours de Stellaria holostea.

Ces fleurs étranges sont en réalité parasitées par un champignon qui modifie leur morphologie ! Son nom: Microbotryum stellariae. Désolé je n’ai pas plus simple à vous donner mais tout le monde ne peut pas s’appeler Pierre, Paul ou Jacques. Lui et les autres espèces du genre Microbotryum étaient rattachés auparavant à un groupe de champignons parasites appelé en français « les charbons » à causes des amas de spores noirs qu’ils produisent. Cependant les scientifiques se sont aperçus qu’ils formaient en fait un groupe bien séparé que l’on a appelé les Microbotryales (les scientifiques manquent souvent d’imagination…) qui parasite spécifiquement des plantes de la famille de l’œillet (les Caryophyllaceae).

Ce groupe de champignons parasites est tout fait extraordinaire ! Si, si je vous le jure, laissez-moi vous décrire un peu leur cycle de vie et leur stratégie diabolique pour s’emparer de leurs hôtes.

Tout commence avec de petites spores d’à peine quelques microns (millièmes de millimètres), les téliospores. Lorsqu’une l’une de ces téliospores se dépose sur une plante de l’espèce idoine elle va germer pour produire un filament très court mais qui lui permet de réaliser une étape clé de son cycle de vie, la reproduction ! Quatre petites cellules vont bourgeonner sur ce filament, ce sont des basidiospores. Ces basidiospores sont en quelque sorte l’équivalent de nos cellules sexuelles. Et oui même les champignons parasites ont une vie sexuelle.

Microbotryum germination teliospore

Sur ces photos au microscope électronique à balayage on peut observer des téliospores de Microbotryum en train de germer à la surface d’une plante hôte pour se reproduire. Les petites spores lisses et ovoïdes qui bourgeonnent sur le filament sont des basidiospores, l’équivalent de cellules sexuelles. Crédit photo : Schäffer et al 2010 © Canadian Science Publishing or its licensors

Lorsque deux de ces basidiospores de signe sexuel compatible se rencontrent elles se conjuguent. Je me conjugue, tu te conjugues, il se conjugue, nous nous conjuguons,… Vous vous en doutez rien à voir avec la conjugaison des verbes ! Elles vont se relier par un petit canal qui va permettre le transfert du noyau de l’une des cellules à l’autre.

Microbotryum conjugaison basidiospores

Des basidiospores en pleine action ! Attention ces images peuvent choquer le jeune public. Le noyau de l’une des cellules va être transféré vers l’autre. Sur l’image de droite une tentative à trois. Crédit photo : Schäffer et al 2010 © Canadian Science Publishing or its licensors.

Pour l’instant l’hôte de notre Microbotryum stellariae n’a servi que de support à la reproduction, de garçonnière si vous préférez,  rien de bien méchant à priori… mais le pire est à venir ! Cette nouvelle cellule va elle aussi produire un filament qui va croître et s’introduire à l’intérieur de la plante en se glissant entre deux cellules, l’invasion commence ! Le champignon, grâce à ces filaments, va coloniser la totalité de la plante, progressant toujours plus entre les cellules. Certains scientifiques ont observé des filaments jusque dans les racines. Pour s’assurer une progression rapide le parasite prend la voie express, ou plus exactement le métro. Les filaments se développent en suivant les faisceaux conducteurs de sèves brutes (xylème). Ces derniers forment des tubes constitués par d’anciennes cellules mortes à la paroi durcie et percée de perforations comme le tunnel d’un métro. Il est facile d’y rentrer et d’y sortir et ils constituent le chemin le plus direct à travers la plante.

microbotryum invasion

Un fois la conjugaison terminée, le nouvel individu en résultant émet un filament avec lequel il va s’introduire à l’intérieur de la plante hôte. A l’extrémité de ce filament on observe un épais renflement appelé appressorium. La photo de gauche est un zoom sur cet appressorium. Il s’agit d’une structure permettant au filament de s’introduire entre deux cellules de la plante hôte. Crédit photo : Schäffer et al 2010 © Canadian Science Publishing or its licensors.

Une fois installé à l’intérieur de la plante le champignon bénéficie du gîte et du couvert ! Il va pouvoir y rester tout l’hiver à l’abri des aléas climatiques et à moindre frais. Il va même coloniser les bourgeons en prévision du printemps prochain. Car c’est quand reviennent les beaux jours que cet invité quelque peu encombrant donne toute la mesure de son culot ! Si vous pensiez que le pire qu’il pouvait arriver à cette pauvre stellaire était d’être envahie par les filaments d’un champignon parasite alors accrochez-vous car la suite n’est pas jolie jolie…

Lorsque les beaux jours reviennent et que la saison des amours commence, notre champignon n’est pas en reste et lui aussi pense en profiter pour convoler ! Cependant pour cela il lui faut quitter son nid douillet pour coloniser la surface d’une nouvelle plante de la même espèce… Pour un champignon la tâche n’est pas aisée. Qu’à cela ne tienne il va une nouvelle fois mettre son hôte à contribution.. En effet la stellaire ne pouvant pas se déplacer pour rencontrer un partenaire et se reproduire, elle utilise des intermédiaires ! Les fleurs de stellaires sont des structures reproductrices qui depuis des millions d’années ont été sélectionnées pour attirer des insectes afin qu’ils prennent involontairement en charge un peu de pollen. Voilà un système bien rodé à faire rêver un champignon parasite en mal d’amour.

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Le champignon Microbotryum s’approprie les étamines des fleurs de son hôte qui ne produisent que des spores de champignons au lieu de pollen.

Comme je vous l’ai déjà dit, le champignon au cours de l’hiver a installé ses filaments à l’intérieur des bourgeons. Ainsi lorsqu’au printemps la plante fait des nouvelles tiges et de nouvelles fleurs il peut rapidement coloniser ces nouvelles parties. Lorsque les fleurs de stellaires parasitées vont éclore, leur morphologie va être légèrement altérée. Un détail surtout est troublant, les étamines qui contiennent normalement le pollen ne sont pas jaunes mais violettes. Et oui elles ne contiennent que des spores de champignons ! Ainsi lorsqu’un insecte viendra visiter ces fleurs il les emportera et les déposera sans même le savoir sur les futures victimes du parasite et la boucle est bouclée.

Pour résumer, les champignons parasites microbotryum ne s’attaquent qu’aux plantes de la famille des œillets. Ils se reproduisent à la surface de leur hôtes, pénètrent en eux grâce à leur filaments pour y passer l’hiver nourris et logés, puis détournent leurs organes sexuels à leur profit afin d’atteindre de nouvelles victimes moyennant quoi ils les castrent. Ils ne manquent pas d’air ! Si la moralité de leurs mœurs est discutable il faut néanmoins reconnaitre qu’il s’agit d’une adaptation fascinante.


Références :

-Schäfer, A. M., Kemler, M., Bauer, R., & Begerow, D. (2010). The illustrated life cycle of Microbotryum on the host plant Silene latifolia. Botany, 88(10), 875-885.
-Giraud, T., Yockteng, R., López-Villavicencio, M., Refrégier, G., & Hood, M. E. (2008). Mating system of the anther smut fungus Microbotryum violaceum: selfing under heterothallism. Eukaryotic Cell, 7(5), 765-775.

1 Comment So Far

Costa lionel says:

Merci pour ce billet super exemple de parasitisme à donner à mes étudiants pour expliquer la différence avec la symbiose. L’adaptation de ce champignon est assez remarquable je pose la question de savoir si ce champignon spécifique ne se bat pas avec d autres espèces de champignon afin de garder son exclusivité sur cette plante ?


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