Des champignons contre le charbon

Un stock limité de charbon sur la planète ? La faute à certains champignons répond un article qui vient de paraître dans Science. Un groupement de 26 unités de recherche américaines et européennes (dont deux laboratoires français du CNRS et de l’Inra) conclut ainsi son étude sur la capacité de dégradation de la lignine des champignons xylophages.
Ainsi, certains champignons sacrophytes (« dévoreur de matière organique ») sont équipés d’enzymes leur permettant de dégrader le bois et notamment la lignine afin d’accéder à la cellulose. Parmi ces espèces, certaines dites « à racine blanche » dégradent entièrement la lignine alors que d’autres « à racine brune » ne savent la dégrader que partiellement. Les chercheurs ont identifié 27 familles de gènes impliquées dans la xylophagie et la peroxydase fongique classe II (POF) – enzyme essentielle pour détériorer la lignine – est sortie du lot.
En se basant sur les génomes de 31 champignons plus ou moins xylophages, l’analyse phylogénétique a tout d’abord confirmé que les espèces « à racine blanche » comportent plus de copies du gène de la POF que les espèces « à racine brune ». La reconstruction fonctionnelle des différents variants de la POF a aussi permis aux chercheurs de modéliser l’enzyme « ancêtre ». Puis la réconciliation topologique d’arbres des gènes et d’espèces, analyse qui consiste à déduire l’emplacement des duplications de gène sur l’arbre des gènes en le comparant avec l’arbre des espèces, a permis d’identifier le premier ancêtre commun des champignons xylophages possédant la POF. L’âge approximatif de cet ancêtre a été estimé par d’autres analyses statistiques, utilisant des calibrages de fossiles. Ce premier champignon xylophage performant serait apparu il y a 290 millions d’années environ. Ainsi, l’essor des champignons « à racine blanche », très prompts à dégrader le bois, coïnciderait avec la fin de la période Carbonifère, période à laquelle se sont formées nos énergies fossiles, en particulier le charbon.
Les chercheurs proposent donc l’hypothèse suivante : l’essor des champignons xylophages a modifié le cycle du carbone des forêts. En devenant des intermédiaires pour la réutilisation du carbone des arbres par d’autres espèces végétales, ils ont mis fin au phénomène de fossilisation du bois à l’origine du charbon. Cette idée complète la théorie actuellement la plus répandue qui suggère que, durant la période Carbonifère, les gisements de carbone aient été formés suite à l’anoxie de grandes forêts côtières.

Floudas D et al. (2012) Science 336, 1715-9

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