CHAMPIGNONS DU ROYAUME: CARACTÉRISTIQUES, CLASSIFICATION, REPRODUCTION, NUTRITION - LA BIOLOGIE - 2025

Le royaume des champignons est la classification où les champignons sont regroupés. Cela comprend des organismes tels que les levures de pain et de bière, le charbon, les moisissures de fruits et les champignons, dont beaucoup ont des formes et des fonctions qui nous sont familières en tant qu'êtres humains.

Il s'agit d'un très grand groupe d'organismes: au départ, on pensait qu'il y avait plus de 100 000 espèces dans ce groupe et aujourd'hui il dépasse le million cinq cent mille. Ainsi, les champignons, au moins en termes de nombre d'espèces, représentent le deuxième plus grand groupe après les insectes.

Photographie du champignon appartenant à la division Basidiomycota, Amanita muscaria (Image par Image PublicDomainPictures sur www.pixabay.com)

Il est important de noter que les membres de ce règne représentent plus de 90% de la biomasse terrestre ajoutée par les organismes procaryotes et invertébrés, ce qui en fait le groupe d'organismes le plus abondant sur terre en termes de biomasse du sol.

Ainsi, les champignons sont largement distribués dans la biosphère:

- Les champignons peuvent être trouvés dans la glace antarctique, sur les plages et les forêts tropicales, dans les paysages nordiques et dans les latitudes moyennes.

- Ils vivent sur le sol, dans l'eau, à la surface des montagnes rocheuses et même dans l'eau de mer.

- Ils peuvent être des parasites de plantes, de poissons, d'insectes et de grands animaux vertébrés tels que les mammifères, c'est-à-dire dans tous les organismes vivants.

Caractéristiques du royaume Fungi

Les champignons constituent un groupe complexe d'organismes qui, malgré les nombreuses différences qu'ils peuvent avoir entre eux, partagent des caractéristiques remarquables:

- Ce sont des organismes eucaryotes

Contrairement aux bactéries et aux archées, mais tout comme les animaux et les plantes, les champignons sont eucaryotes, c'est-à-dire qu'ils ont un noyau et des systèmes membraneux qui définissent d'autres organites à l'intérieur de leurs cellules.

Bien qu'elles soient classées dans un groupe différent, de nombreux auteurs s'accordent à dire que les cellules des champignons ressemblent plus à celles des animaux qu'à celles des plantes, notamment en ce qui concerne les caractéristiques de leurs organites internes.

- Ils ont une paroi cellulaire

La raison pour laquelle les champignons ont été classés avec les plantes est due au fait que leurs cellules, bien qu'elles ne contiennent pas de chlorophylle, sont entourées d'un mur qui les protège, ainsi que des cellules végétales.

Cependant, les différences dans la composition de cette paroi sont ce qui les sépare du groupe des plantes: les plantes ont des parois cellulaires constituées d'un composé chimique appelé cellulose et les champignons ont des parois cellulaires constituées d'un composé différent connu sous le nom de chitine.

Il faut se rappeler que ce composé, la chitine, est le même matériau à partir duquel sont fabriqués les exosquelettes de nombreux insectes et crustacés (arthropodes, invertébrés).

Photographie d'un champignon (Image par 272447 sur www.pixabay.com)

- Ce sont des organismes sessiles et multicellulaires

À quelques exceptions près, la plupart des champignons sont des organismes multicellulaires, c'est-à-dire qu'ils sont constitués de plusieurs cellules qui sont en quelque sorte «connectées» les unes aux autres.

De plus, ce sont des organismes sessiles, c'est-à-dire que, tout comme les plantes, ils ne peuvent pas bouger et sont toujours au même endroit où ils «prennent racine».

- Ce sont des hétérotrophes

Les plantes sont des organismes autotrophes (ils fabriquent leur propre nourriture) et les animaux sont des organismes hétérotrophes (ils se nourrissent d'autres organismes).

Les champignons sont également hétérotrophes, et beaucoup d'entre eux obtiennent l'énergie dont ils ont besoin pour vivre de la matière organique en décomposition ou des déchets d'autres organismes plutôt que d'autres organismes vivants.

- Ils ont des hyphes et des mycéliums

Hyphe et mycélium. Tiré et modifié de es.winner.wikia.com

Tous les organismes classés dans le groupe des champignons, c'est-à-dire dans le règne des champignons, ont une forme très curieuse de croissance végétative: ils poussent à partir des extrémités de filaments appelés hyphes, qui peuvent être regroupés pour former un «corps», connu sous le nom de mycélium.

Les mycéliums sont donc les structures chargées d'absorber la matière organique (nourriture, qui a été digérée de l'extérieur) de l'environnement qui les entoure.

Les hyphes qui composent ces mycéliums ressemblent à des brins filamenteux. Ils sont composés de "bandes" de cellules qui sont en contact les unes avec les autres de telle sorte que les nutriments absorbés peuvent s'écouler de l'un à l'autre sans trop d'obstacles.

Le mycélium d'un champignon, selon les espèces, lui permet de se développer soit au sol, dans l'eau, sur des tissus en décomposition, sur des tissus vivants, etc.

Classification

Les champignons sont un groupe monophylétique, c'est-à-dire que leurs membres ont le même ancêtre commun. Ce groupe est composé de 7 phylums: Chytridiomycota, Blastocladiomycota, Neocallimastigomycota, Microsporidia, Glomeromycota, Ascomycota et Basidiomycota.

- Phylum Chytridiomycota

Les organismes saprophytes et parasites sont regroupés dans ce phylum qui peut également être unicellulaire ou filamenteux. Ils peuvent former des mycéliums et se reproduire de manière asexuée des spores asexuées. Il a deux classes: les chytridiomycètes et les monoblepharidomycètes.

- Embranchement Blastocladiomycota

Il est composé de champignons parasites des plantes et des animaux et de certains champignons saprophytes. Il comprend les organismes aquatiques et terrestres, dont les cycles de vie montrent une alternance de générations entre les phases haploïde et diploïde. Il ne contient qu'une seule classe: les blastocladiomycètes.

- Phylum Neocallimastigomycota

Les organismes trouvés dans le tube digestif de nombreux animaux herbivores appartiennent à ce groupe, donc beaucoup d'entre eux sont anaérobies (ils vivent en l'absence d'oxygène, O2). Beaucoup produisent des spores asexuées avec un ou deux flagelles.

Vos cellules, au lieu d'avoir des mitochondries, possèdent des hydrogensomes, des organites responsables de la formation d'énergie sous forme d'ATP. Ils constituent également une seule classe: les néocallimastigomycètes.

- Phylum Microsporidia

Ce phylum comprend des champignons parasites des animaux et des organismes protistes. Les relations phylogénétiques de ce groupe n'ayant pas été entièrement élucidées, ce phylum n'est pas subdivisé en classes.

- Phylum Glomeromycota

Ces champignons sont des champignons symbiotiques mutualistes obligatoires. Les espèces appartenant à ce phylum sont associées aux racines de nombreuses plantes et établissent avec elles des relations symbiotiques. Il est divisé en trois classes: les archéosporomycètes, les gloméromycètes et les paragloméromycètes, et en quatre sous-philes:

1. Mucoromycotina
2. Entomophthoromycotine
3. Zoopagomycotina
4. Kickxellomycotina

- Lame Ascomycota

Aussi appelés «champignons du sac», les organismes appartenant à ce phylum peuvent être des symbiotes chez les lichens, ils peuvent être des parasites végétaux ou animaux ou des saprophytes et ils peuvent être unicellulaires ou filamenteux.

Ils se reproduisent de manière asexuée par fission, bourgeonnement, fragmentation ou spores. Leur reproduction sexuée se fait à travers des méiospores formées dans des «sacs» appelés asques, qui peuvent être assemblés en structures ou corps (fermés ou ouverts) appelés ascocarpus.

Certains "champignons de coupe", "champignons de selle" et truffes appartiennent à ce groupe. Il est divisé en sous-fichiers:

1. Taphrinomycotina
2. Saccharomycotina (où se trouvent les levures)
3. Pexixomycotina (nombreux champignons formant des lichens)

- Phylum Basidiomycota

Ces champignons ont également différentes formes de vie et de nutrition: dans le groupe, il y a des parasites de plantes et d'insectes ainsi que des saprophytes.

Beaucoup d'entre eux sont des champignons filamenteux et peuvent produire deux types de mycélium: l'un avec des cellules non nucléées (avec un seul noyau) et d'autres avec des cellules dicaryotes (avec deux noyaux). Ils se reproduisent de manière asexuée par fragmentation ou sporulation.

Leur reproduction sexuée peut se produire par fusion d'hyphes ou par fusion de deux structures reproductrices, l'une mâle et l'autre femelle.

C'est l'un des plus grands groupes et comprend les champignons contenant des rouilles, des brûlures, des champignons gélatineux, des champignons, des champignons globulaires, des champignons puants et des champignons "nid d'oiseau", etc.

Ce phylum est subdivisé en trois autres sous-philes:

1. Pucciniomycotina
2. Ustilaginomycotina
3. Agaricomycotina

Reproduction dans le royaume des champignons

La manière dont les champignons se reproduisent est considérablement variable et dépend beaucoup de chaque espèce considérée.

Certains peuvent se reproduire en formant de nouvelles colonies à partir de fragments de leurs hyphes et d'autres, en revanche, sont capables de produire des organes de fructification (comme des champignons ou des champignons) qui forment des spores.

Pour mieux le comprendre, gardons à l'esprit que dans le royaume Fungi, il y a à la fois reproduction asexuée et reproduction sexuée.

Photographie d'un champignon (Image par enriquelopezgarre sur www.pixabay.com)

Reproduction asexuée dans le royaume des champignons

Chez les champignons on pourrait parler d'une reproduction sexuée "simple" et d'une autre un peu plus "complexe". La reproduction asexuée la plus «simple» concerne les processus de fission, de bourgeonnement et de fragmentation.

- La fragmentation se produit dans certains groupes et doit faire, comme nous l'avons mentionné, la multiplication des colonies à partir de fragments des hyphes qui forment leur mycélium.

- Le bourgeonnement est une autre forme de reproduction asexuée par laquelle, dans une cellule, surgit une sorte de «papille» qui grossit puis se sépare, formant une entité indépendante (mais identique, c'est-à-dire clone).

- La fission est caractéristique de certains champignons unicellulaires, comme certaines levures par exemple. Il consiste en la formation d'une nouvelle cellule à partir d'une autre qui se divise en deux.

Microscopie de Saccharomyces cerevisiae, la levure de pain et de bière, un champignon unicellulaire qui se reproduit par bourgeonnement (Source: Mogana Das Murtey et Patchamuthu Ramasamy / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/ 3.0) via Wikimedia Commons)

D'autres formes plus «complexes» de reproduction asexuée impliquent la formation de spores asexuées, c'est-à-dire de spores qui ont été formées par des divisions mitotiques ou méiotiques (par mitose ou méiose, respectivement) et non par la fusion de deux cellules ou gamètes sexuels.

On les dit plus «complexes» car les champignons qui composent ces spores (mobiles ou immobiles) développent généralement des structures plus élaborées pour cela.

Reproduction sexuée dans le royaume des champignons

Presque toutes les espèces qui appartiennent à ce royaume peuvent se reproduire sexuellement.

Une différence importante dans la reproduction sexuée des champignons par rapport à celle des autres organismes est que la membrane nucléaire de leurs cellules reste intacte tout au long du processus (dans d'autres organismes, elle «se dissout» et se forme à nouveau).

Plasmogamie, caryogamie et méiose

Chez les champignons, la reproduction sexuée se produit en trois événements séquentiels. Initialement, les chromosomes diploïdes (2n) sont séparés en deux cellules filles, formant un stade haploïde (n).

La plasmogamie consiste donc en la fusion de deux protoplastes contenant des noyaux «compatibles». Nous appelons protoplaste tout ce qui est contenu dans la paroi cellulaire: la membrane plasmique et le cytosol avec tous ses organites.

Cette phase produit une cellule avec deux noyaux haploïdes qui n'ont pas fusionné, un événement qui survient plus tard et est connu sous le nom de caryogamie. La caryogamie donne naissance à un noyau diploïde, génétiquement différent des deux précédents, au sein d'une cellule qui est maintenant appelée zygote.

De nombreux champignons sont toujours haploïdes et, par conséquent, le zygote est la seule cellule diploïde de tout son cycle de vie. De plus, d'autres champignons peuvent rester longtemps avec des cellules dicaryotes (à deux noyaux).

Après la caryogamie, suit la méiose, qui est le processus de division cellulaire par lequel la charge génétique ou le nombre de chromosomes par cellule est réduit, rétablissant ainsi la «phase» haploïde. Les noyaux haploïdes se trouvent généralement dans des cellules qui se développent en spores, méiospores.

Schéma "rapide" de la reproduction sexuée d'un champignon avec un corps fructifère (Source: Fungi_sessuate_reproduction.png: M.violante 10:22, 24 mai 2006 (UTC) travail dérivé: DZadventiste / CC BY-SA (http: // creativecommons. org / licenses / by-sa / 3.0 /) via Wikimedia Commons, modifié par Raquel Parada)

Comment trouve-t-on les noyaux haploïdes compatibles?

La plasmogamie peut être obtenue grâce à la production de cellules sexuelles spécialisées ou de gamètes, qui peuvent être produites par des organes sexuels appelés gamétanges.

Certains champignons mettent leurs gamétanges en contact, permettant aux noyaux de l'un (le mâle) de passer à l'autre (la femelle), mais ils ne produisent pas de cellules sexuelles. D'autres champignons fusionnent leurs gamétanges pour réaliser la plasmogamie.

Les champignons les plus avancés, par contre, ne produisent pas de gamétanges, mais les hyphes végétatifs exercent des fonctions sexuelles et fusionnent, échangeant des noyaux.

Nutrition

Nous avons mentionné précédemment que les champignons sont des organismes hétérotrophes. De là, on comprend que, contrairement aux plantes, ces êtres vivants sont incapables de synthétiser leur propre nourriture à partir de la lumière du soleil et du dioxyde de carbone (CO2) présents dans l'atmosphère.

La source préférée d'énergie et de carbone pour les champignons est les glucides (bien qu'ils obtiennent l'azote de la dégradation des protéines) et les champignons sont capables d'absorber et de métaboliser divers glucides solubles, y compris le glucose, le xylose, le fructose, le saccharose, etc.

En outre, d'autres glucides "insolubles" plus complexes, tels que la cellulose et l'hémicellulose, la lignine ou l'amidon, peuvent également être décomposés par la batterie d'enzymes digestives que les champignons peuvent produire.

En tant qu'organismes hétérotrophes, les champignons peuvent être classés selon la "façon" dont ils doivent se nourrir:

- Certains sont saprophytes ou décomposeurs. La saprotrophie consiste en la digestion externe de la matière organique en décomposition (par la sécrétion d'enzymes digestives) puis en l'absorbant à travers le «corps» formé par les hyphes.

Photographie des hyphes d'un champignon saprophyte parmi les feuilles tombées d'un arbre (Source: Sten / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

- D'autres champignons sont des parasites, ils se nourrissent donc des tissus de l'organisme dont ils sont hôtes, ce qui peut souvent nuire à sa santé.

- D'autres champignons sont des symbiotes et coexistent dans le même «organisme» avec une algue, formant ce que l'on appelle un lichen. L'algue est photosynthétique (autotrophe) et le champignon est hétérotrophe, donc le couple a un mode d'alimentation que nous pourrions considérer comme «mixte».

Photographie d'un lichen (source: Norbert Nagel, Mörfelden-Walldorf, Allemagne / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

- Certaines forment des structures appelées mycorhizes, qui font également partie d'une relation symbiotique entre les racines d'une plante et un champignon. Ceux-ci échangent des nutriments avec leur partenaire photosynthétique et lui apportent certains avantages.

Schéma de la relation mutualiste entre un champignon mycorhizien et une plante (Source: Nefronus / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) via Wikimedia Commons, modifié par Raquel Parada)

Références

1. Choi, J., et Kim, SH (2017). Un arbre de vie génomique pour le royaume des champignons. Actes de l'Académie nationale des sciences, 114 (35), 9391-9396.
2. Encyclopaedia Britannica. (2020). Consulté le 16 avril 2020 sur www.britannica.com/science/fungus
3. Feofilova, EP (2001). Le règne des champignons: hétérogénéité des propriétés physiologiques et biochimiques et relations avec les plantes, les animaux et les procaryotes. Biochimie appliquée et microbiologie, 37 (2), 124-137.
4. Mentzer, AP «Caractéristiques des organismes de champignons du royaume» Sciencom.com, www.sciences.com/characteristics-kingdom-fungi-organismes-8425182.html. 17 avril 2020.
5. Moore, D. (2001). Slayers, Saviors, Servants, and Sex: un exposé sur le royaume Fungi. Springer Science & Business Media.
6. Stephenson, SL (2010). La biologie des champignons, des moisissures et des lichens.