MYCOLOGIE: HISTOIRE, CE QU'ELLE ÉTUDIE ET BRANCHE - LA BIOLOGIE - 2025

La mycologie est la discipline responsable de l'étude des champignons sous divers aspects. Ces organismes ont été d'une grande importance pour les humains depuis la préhistoire. Ses débuts remontent à la Grèce antique, lorsque les champignons étaient classés comme plantes. Plus tard, aux XVIIIe et XIXe siècles, les bases de cette discipline sont posées.

Le Pier italien Antonio Micheli (1679-1737) est considéré comme le fondateur de la mycologie moderne. Cet auteur a mis en évidence l'importance des structures reproductives dans la classification des champignons.

Plus tard, le Suédois Elias Fries (1794-1878) proposa les bases de la nomenclature des champignons actuellement utilisés. Par la suite, la mycologie a été nourrie par des disciplines telles que la microscopie, la génétique moléculaire et la génomique.

La mycologie a plusieurs branches, parmi lesquelles la taxonomie et la phylogénie se distinguent, ainsi que la biochimie et la biologie cellulaire. Le domaine de la mycologie et de la phytopathologie médicale, industrielle, agricole est également abordé.

Des recherches récentes en systématique incluent l'utilisation de la génomique pour générer des informations sur la parenté de certains groupes. Dans le domaine industriel, les études se sont concentrées sur la production de biocarburants à partir de l'activité des champignons.

L'histoire

Civilisations préhistoriques

Depuis le Paléolithique, il existe des références archéologiques à l'utilisation de champignons. On considère que certains champignons comestibles ont été récoltés pour être consommés à des fins alimentaires. De même, des peintures ont été trouvées où des champignons sont représentés.

En Afrique, des preuves de l'utilisation de champignons hallucinogènes par les civilisations qui habitaient le désert du Sahara ont été trouvées. En Europe également, il existe des enregistrements de l'utilisation de l'espèce Fomes fomento dans le cadre de l'amadou utilisé pour allumer des incendies.

Il existe des enregistrements de l'utilisation de champignons dans les cultures mayas du Mexique et du Guatemala. Divers champignons aux propriétés hallucinogènes ont été utilisés dans les rituels magico-religieux de ces cultures.

La Rome antique et la Grèce

Dans la Rome impériale, les champignons comestibles étaient très prisés et considérés comme de la nourriture royale. Ils ont également été utilisés comme poison pour assassiner des personnes importantes. Certaines des descriptions des symptômes de ces décès suggèrent qu'ils ont été causés par l'espèce Amanita phalloides.

Cependant, les fondements de la mycologie commencent à s'installer avec les grands naturalistes de la Grèce antique. La première référence à sa culture se trouve dans les travaux du grec Athénée à Alexandrie (IIe-IIIe siècle avant JC).

Le premier à définir les champignons fut le philosophe Théophraste (372-288 av. JC), qui indiqua qu'il s'agissait de "plantes imparfaites, sans racines, feuilles, fleurs ou fruits". Theophrastus a décrit quatre types de champignons qui sont encore regroupés en différentes familles aujourd'hui.

Une autre contribution à la mycologie est apportée par Dioscorides dans son ouvrage "Della Materia Medica", où il décrit les propriétés toxiques de certains champignons. De même, il est le premier à décrire les champignons agariques (type champignon) largement utilisés à des fins médicinales.

Claudius Galen (médecin grec) a classé les champignons en trois groupes différents: les «bolités» (probablement l'actuelle Amanita caesaera), les «cèpes», situés dans le genre Boletus, et les «Mykés». Galen a indiqué que les deux premiers groupes étaient comestibles et le dernier était toxique et très dangereux.

Enfin, Pline l'Ancien dans son ouvrage "Historis naturalis", fait référence au fait que les "cèpes" étaient facilement confondus avec d'autres champignons vénéneux. L'auteur a estimé que si ces champignons poussaient dans des zones contenant des substances toxiques, ils pourraient les absorber.

Moyen Âge et Renaissance

Au Moyen Âge, la mycologie n'a pas connu de progrès majeurs, car les naturalistes ne suivaient que les travaux de Dioscoride et de Pline. A cette époque, en Europe, il y avait de graves problèmes dans la culture du seigle en raison de l'attaque de l'ergot (Claviceps purpurea).

Plus tard, pendant la Renaissance, certains scientifiques ont apporté de modestes contributions à la discipline. Parmi ceux-ci, nous avons Andrea Mattioli, qui a soutenu la fausse approche de Plinio à l'égard des «cèpes» toxiques.

Le botaniste renommé Andrea Caesalpinio a proposé une classification des champignons basée principalement sur certaines caractéristiques morphologiques et les différentes utilisations des différentes espèces.

Siècle XVIII

John Ray, un botaniste anglais, a séparé les champignons en trois groupes selon leur mode de croissance (épigée et souterrain) et leurs caractéristiques morphologiques. De son côté, Joseph Tournefort (français) les a répartis en sept groupes selon leur morphologie.

Pier Antonio Micheli. Source: inconnue, indéfinie. Wikimedia Commons

Le fondateur de la mycologie moderne est considéré comme l'italien Pier Antonio Micheli. Il est l'auteur de plusieurs découvertes considérées comme fondamentales dans l'étude des champignons.

Il a été le premier à montrer que la reproduction se fait par spores et non par génération spontanée, comme on le croyait jusqu'à présent.

Le système de classification des champignons proposé par Micheli établit quatre classes sur la base des structures de reproduction. Ceci est considéré comme une classification artificielle, car il utilise des caractères variables au sein du même groupe, comme la couleur.

Lorsque le suisse Carolus Linnaeus proposa la nomenclature binomiale dans son ouvrage «Systema Naturae» (1735), il changea la façon de nommer l'espèce. Linné n'a pas apporté de grandes contributions à la mycologie, mais son système a jeté les bases d'autres chercheurs.

XIXème siècle

Au cours de ce siècle, la mycologie a été pleinement reconnue comme une discipline indépendante de la botanique, principalement en raison de l'application des principes établis par Micheli pour l'étude des champignons.

L'un des mycologues les plus renommés de cette époque est Christian Persoon. Son travail était basé sur l'analyse des structures reproductives, son travail principal étant "Synopsis Methodica Fungorum" (1801).

Cet auteur a séparé les champignons en classes «angiocarpus» (spores mûrissant à l'intérieur du corps fructifère) et «gymnocarpus» (spores mûrissant à l'extérieur du corps fructifère). Il a décrit plus de deux mille espèces au sein de ces deux grands groupes.

Elias Fries (suédois) est considéré comme l'un des grands mycologues de l'histoire. Cet auteur a publié plus de 26 ouvrages scientifiques, considérés comme la base de la mycologie moderne.

Son travail principal est "Systema mycologicum" (1821), où il propose une classification basée sur le concept de phylogénie. Les noms proposés par cet auteur ont été acceptés comme base de la nomenclature mycologique au Congrès botanique international de Bruxelles (1910).

20e et 21e siècles

La mycologie a fait de grands progrès lorsque les nouvelles technologies ont permis une identification plus précise des champignons. Les méthodes physiologiques et biochimiques, y compris les tests de croissance et d'utilisation des nutriments, ont commencé à être utilisées au début du 20e siècle.

Les métabolites secondaires produits par les champignons ont également commencé à être identifiés et leur utilité dans les industries alimentaire et pharmaceutique a été prouvée.

Plus tard, dans les années 90 du 20e siècle, le développement de techniques moléculaires a eu lieu, ce qui a permis l'étude des relations phylogénétiques au sein des champignons et l'étude de leur composition génétique.

Enfin, déjà au XXIe siècle, le domaine de la génomique (étude du contenu génétique) s'est développé. Ces techniques ont permis de séquencer l'ensemble du génome de différentes espèces de champignons.

Sur la base de la recherche génomique, l'identification précise de divers groupes qui ne pouvaient pas être différenciés avec des techniques classiques a été réalisée. De même, les possibilités d'utilisation de ces organismes dans divers domaines, tels que la production de biocarburants et la médecine, ont été améliorées.

Qu'étudie la mycologie? Champ d'étude

Etude des champignons. Source: AJC1 du Royaume-Uni, via Wikimedia Commons

La mycologie est la discipline responsable de l'étude des champignons - le royaume des champignons - et de tous les aspects qui y sont liés.

Dans le cadre de la mycologie, l'étude des caractéristiques structurales, des cycles de vie et du comportement physiologique des champignons est envisagée. De même, la connaissance des processus évolutifs et de l'importance de ces organismes au sein des écosystèmes est abordée.

Diversité des champignons. Source: Sasata, de Wikimedia Commons

En raison de l'importance des champignons pour l'agriculture, la mycologie a développé un domaine d'étude pour les groupes symbiotiques. Les champignons qui forment les mycorhizes (symbiose entre champignons et racines) optimisent l'utilisation des nutriments par les plantes.

Un autre des aspects les plus intéressants est celui qui fait référence aux champignons pathogènes. En ce sens, la mycologie aborde l'étude des champignons parasites des plantes et des animaux.

Branches

La mycologie aborde divers domaines d'études. Cela a conduit les chercheurs à se spécialiser dans ses différentes branches, parmi lesquelles:

Taxonomie et phylogénie

Cette branche traite de l'identification et de la classification des champignons, ainsi que de l'étude des relations entre eux et avec d'autres organismes. Divers systèmes de classification ont été établis en fonction, entre autres, de caractéristiques morphologiques, reproductives et physiologiques.

Avec le développement des techniques moléculaires, des phylogénies ont été développées pour le royaume des champignons. De même, il a été possible d'établir des relations au sein de chacun des grands groupes de champignons.

L'étude de la répartition géographique et écologique des différentes espèces est également prise en compte. La recherche sur la diversité et l'état de conservation des champignons dans diverses régions est d'un grand intérêt.

Un autre aspect important de cette branche est l'étude des relations écologiques des champignons, qui aborde les relations symbiotiques avec d'autres organismes, ainsi que le comportement écologique des nombreux groupes de parasites.

Biochimie, biologie cellulaire et physiologie

Cette branche étudie la composition chimique et la structure cellulaire des champignons grâce à des techniques de microscopie, à la fois optiques et électroniques, pour étudier la biologie des cellules.

La recherche dans le domaine de la génétique permet une meilleure compréhension des mécanismes de reproduction. Il est également possible de réaliser des milieux de culture adaptés au développement de souches dans différentes conditions.

Dans le domaine de la physiologie, les relations des champignons avec leur environnement et les formes de nutrition sont étudiées. De même, il traite du mouvement des solutés et de l'eau, ainsi que des tropismes, tactismes et autres mécanismes.

Biotechnologie et mycologie industrielle

Il se concentre sur la recherche sur l'utilité des champignons dans diverses activités humaines, telles que l'utilisation de levures dans les processus de fermentation ou l'obtention de médicaments.

Les facteurs physiologiques de différentes espèces sont manipulés pour la manipulation des hydrocarbures, la synthèse des protéines et des vitamines. Tous les aspects métaboliques des champignons sont manipulés afin d'obtenir des produits utilisables par l'homme.

Mycologie médicale

Il traite de l'étude des maladies fongiques chez les animaux et les humains.

Les infections fongiques touchent de nombreuses personnes dans le monde et, dans certains cas, elles peuvent être très graves. Dans ce domaine, des aspects tels que le comportement du pathogène, son cycle de vie et la réponse des hôtes sont étudiés.

Des recherches sont effectuées sur les voies de contagion et les symptômes des maladies fongiques. Les réponses immunitaires sont également étudiées et des traitements possibles sont proposés.

Mycologie agricole

La mycologie agricole traite de l'étude des champignons utiles en agriculture. Ces organismes font partie du biote du sol essentiel au développement des plantes.

Il existe tout un champ de recherche dans le domaine de la formation mycorhizienne (association de racines et de champignons). Cette symbiose est d'une grande importance dans le maintien des plantes naturellement. De même, ils sont largement utilisés dans l'agriculture pour réduire l'utilisation d'engrais.

Phytopathologie

La phytopathologie est l'une des branches les plus développées de la mycologie. Il étudie les maladies causées par les champignons dans les plantes.

Un pourcentage élevé de champignons sont des parasites des plantes et la plupart sont à l'origine de maladies importantes. Ces maladies fongiques sont responsables de grandes pertes en agriculture.

Raisins infectés par Botrytis cinerea. Source: John Yesberg, de Wikimedia Commons

Dans ce domaine, les agents pathogènes à l'origine des maladies sont étudiés, ainsi que les symptômes qui surviennent dans la plante. D'autre part, des traitements et des plans de gestion sont proposés afin d'éviter de gros dégâts dus à l'attaque de ces champignons.

Mycologues célèbres

Les principaux mycologues qui ont apporté une grande contribution à cette branche ont été:

• Alejandro Posadas, qui en 1981 a découvert un champignon appelé Coccidioides immitis.
• En 1986, Guillermo Seeber a rencontré le champignon plus connu aujourd'hui sous le nom de Rhinosporidium seeberi.
• Le Brésilien Adolpho Lutz a signalé le champignon connu sous le nom de Paracoccidioides brasiliensis, qui était originaire de nombreuses mycoses systémiques dans la région du Brésil. Cela s'est produit en 1908.
• En revanche, au Venezuela, les progrès de la mycologie ont avancé à partir de 1909. Grâce à une découverte de R. Pino Pou, un laboratoire spécialisé pour la mycologie a commencé à être construit.

Exemple de recherche récente

Ces dernières années, la recherche en mycologie s'est concentrée principalement sur le domaine de la génomique et l'obtention de produits industriels.

Dans le domaine des études phylogénétiques, la génomique a permis d'établir des relations plus précises chez les champignons formant des mycorhizes arbusculaires. Ce groupe ne peut pas se développer dans les milieux de culture, il n'est donc pas facile d'obtenir des échantillons d'ADN.

En 2013, il a été possible de séquencer le génome de l'espèce Rhizophagus irrégulis (Glomeromycotina). Avec ces données, en 2016, il a été possible de déterminer les relations de parenté de cette espèce avec d'autres champignons.

Le potentiel de divers champignons dans la production de biocarburants est actuellement à l'étude. En 2017, des champignons anaérobies du genre Pecoramyces ont été utilisés pour traiter les résidus de maïs et produire des sucres et des biocarburants.

Les chercheurs ont réussi à manipuler le comportement du champignon, en faisant des variations dans le milieu de culture. Avec cela, ils ont atteint une production élevée d'éthanol par les processus de fermentation du champignon.

Références

1. Gow N et MG Netea (2016) Mycologie médicale et immunologie fongique: nouvelles perspectives de recherche face à un défi majeur de santé mondiale. Phil. Trans. R. Soc.371: 1-10.
2. Grigoriev I, Cullen D, SB Goodwin, DHibbett, TW. Jeffries, CP. Kubicek, C Kuske, JK Magnuson, F Martin, JW Spatafora, A Tsang et SE Baker (2011) Alimenter l'avenir avec la génomique fongique. Mycologie 2: 192-209
3. Herrera, T (1994) Perspectives de la recherche en mycologie. Bol. Soc. Bot. Mexique 55: 39-44.
4. Siniscalco C, F Doveri, G Bellato, L Campana, F Floccia, C Jacomini, C Luperi, C Marciasini et G Visentin (2013) Histoire de la mycologie italienne et première contribution à la nomenclature correcte des champignons. ISPRA (Institut pour la protection et la recherche environnementales) Roma, Italie. 101 pp.
5. Zhang N, J Luo et D Bhattacharya (2017) Advances in fungal phylogenomics and their impact on fongique systématique In: Townsend J and ZWang (eds.) Fungal Phylogenetics and Phylogenomics 309-328.