Les réseaux fongiques souterrains ont été négligés en tant que l'un des plus grands puits de carbone terrestres de la Terre

En juin 2023, SPUN et les membres de notre programme Science Associates ont publié un article intitulé « Le mycélium mycorhizien en tant que réservoir mondial de carbone ». Le travail a été dirigé par le Dr Heidi-Jayne Hawkins, et il est en libre accès, donc tout le monde peut le lire sur ce lien. Ce document a été couvert par les principaux médias tels que Bloomberg, le Los Angeles Times, et L'Atlantique entre autres. Ces efforts sont très importants pour notre domaine car c'est la première fois que nous sommes en mesure de quantifier et d'évaluer la quantité totale de carbone échangée entre les plantes et les champignons mycorhiziens sur Terre.

Le mycélium mycorhizien en tant que réservoir mondial de carbone

Nous savons depuis longtemps que le carbone circule des plantes vers les champignons mycorhiziens. C'est l'une des pièces maîtresses de ce type de symbiose plante-fongique. Mais jusqu'à présent, nous n'avons pas eu de bonne estimation globale de la quantité de ce flux de carbone. Il y a eu quelques calculs minutieux et des études à petite échelle, mais les chiffres variaient beaucoup. Avec cette revue, notre objectif était de synthétiser toutes les données actuellement disponibles pour essayer de mieux comprendre cette composante négligée du cycle du carbone.

Avant d'entrer dans les chiffres, je voudrais expliquer comment nous savons que les champignons mycorhiziens retiennent du carbone. Les plantes font la photosynthèse en utilisant la lumière du soleil et le dioxyde de carbone de l'atmosphère et les convertissent en énergie. Au cours de ce processus, les plantes fixent le carbone, le transformant de sa forme gazeuse en composés organiques carbonés. Les plantes utilisent ensuite ce carbone pour construire leurs structures. Les fleurs, les feuilles, les tiges sont toutes fabriquées à partir de composés organiques carbonés.

Les plantes attribuent du carbone à leurs partenaires fongiques

Mais les plantes n'utilisent pas tout le carbone qu'elles fixent. Il leur reste un excédent, et ils l'envoient sous terre par le biais de leurs racines. Les champignons mycorhiziens sont là pour le recevoir. Entre les racines des plantes et les champignons mycorhiziens auxquels elles sont associées, il existe un schéma complexe d'échange, de vente et de partage. Les plantes fournissent leur carbone aux champignons, qui leur fournissent des nutriments essentiels à la croissance des plantes. Comme les champignons ne peuvent pas effectuer la photosynthèse, cette relation leur permet d'obtenir pratiquement tout le carbone dont ils ont besoin pour croître et constituer leur biomasse.

Harmonisation des données : flux mondiaux de carbone

Avec cet article, nous avons estimé la quantité de carbone que les plantes attribuent à leurs partenaires fongiques chaque année, en rassemblant autant de données publiées que nous pouvions trouver. Nous avons examiné principalement trois types différents de champignons mycorhiziens : arbusculaire, ectomycorhizien et éricoïde, et nous avons pu constater que, collectivement, 13,12 milliards de tonnes de dioxyde de carbone sont allouées à ces trois groupes de champignons chaque année.

Pour mettre ce chiffre en perspective : 13,12 milliards de tonnes de CO2 représentent environ 36 % des émissions mondiales de combustibles fossiles de l'année dernière. La Chine est de loin le plus gros émetteur de gaz à effet de serre : ses émissions annuelles en 2021 s'élevaient à 12,47 milliards de tonnes. Les États-Unis ont émis 4,75 milliards de tonnes de dioxyde de carbone en 2021 — les champignons mycorhiziens en absorbent près de trois fois chaque année. C'est une énorme quantité de carbone (source).

Solutions souterraines de réduction du carbone

Cela a vraiment changé ma façon de voir les solutions en matière de carbone. Les solutions climatiques hors sol ne nous mèneront pas loin. Par exemple, l'électrification des transports, la décarbonisation des réseaux énergétiques, la réduction des émissions, l'amélioration des pratiques agricoles, l'augmentation des stocks forestiers, la protection des systèmes naturels existants, etc. sont tous des objectifs importants et nécessaires. Mais même s'ils sont atteints, il y aura toujours un écart dans le budget carbone à combler. En d'autres termes, nous devons également innover pour trouver de nouvelles solutions de réduction des émissions de carbone.

La principale conclusion de cet article est qu'il existe un système vivant souterrain, conçu pour pomper le carbone des plantes dans le sol, qui fonctionne déjà à une échelle qui a un impact réel sur notre histoire climatique collective. C'est vraiment passionnant d'imaginer comment nous pouvons d'une manière ou d'une autre travailler avec ces organismes, établir des partenariats avec eux ou innover avec eux pour les aider à atteindre les objectifs de carboneutralité.

Nous savons depuis longtemps que les sols stockent d'immenses quantités de carbone, plus que les plantes et l'atmosphère réunies. Mais ce que nous réalisons aujourd'hui, c'est que la position des champignons, à cheval sur les mondes aériens et souterrains, est potentiellement un moyen pour nous d'exploiter les liens entre les flux de carbone aériens et souterrains.

La vie microbienne souterraine a été largement ignorée dans les calculs du carbone dans le passé. Lorsque les gens comptent la quantité de carbone présente dans un écosystème, ils se concentrent presque exclusivement sur la comptabilisation du carbone en surface et sur les stocks de biomasse végétale. Mais nous savons que la plupart des plantes de la planète s'associent à des champignons mycorhiziens et envoient du carbone à leurs partenaires fongiques présents dans le sol. Nous pensons donc que le fait de se concentrer sur ces champignons mycorhiziens, en raison de leur position en tant que principal point d'entrée du carbone dans le sol, permet de travailler avec les systèmes naturels.

Les champignons mycorhiziens souterrains dans les plans de gestion du carbone

Ce travail, à lui seul, ne fournit pas encore de solution. Mais cela nous montre à quel point les champignons mycorhiziens peuvent attirer le carbone dans le sol. Il est important de comprendre que nous parlons de systèmes dynamiques dans lesquels le carbone entre et sort. Ce carbone n'est pas entièrement emprisonné sous terre pour toujours. Par exemple, une partie du carbone attribué aux champignons mycorhiziens est renvoyée du sol par la respiration pour rejoindre le réservoir de dioxyde de carbone atmosphérique. Nous ne savons pas encore quelle quantité, mais cela (entre autres) sera essentiel pour prendre en compte les champignons mycorhiziens dans tout plan de gestion du carbone.

Ce que nous pouvons apprendre des écosystèmes souterrains

Je suis étonné de constater à quel point nous en savons encore peu sur l'échange de carbone entre les plantes et les champignons. Il est incroyable que malgré le cycle du carbone de la Terre, que nous avons passé des décennies à étudier et à quantifier, il y ait encore de la place pour des découvertes majeures. Cette étude a contribué à rendre quelque chose d'invisible, de visible, et ce n'est que le début. Il y a encore tant de choses que nous ignorons sur les écosystèmes souterrains.