Pourquoi les champignons poussent-ils d'un coup après la pluie ?
― Ce n'est pas la division des cellules qui les fait grandir en une nuit
Un matin après la pluie, en marchant dans un jardin ou un parc, on découvre des champignons là où il n'y en avait pas la veille. Et ils peuvent avoir grandi de plusieurs centimètres en une seule nuit. Aucune plante ne pousse aussi vite. D'où viennent donc les champignons, et pourquoi peuvent-ils grossir aussi rapidement ?
Un matin, après une nuit de pluie continue. Près de la pelouse d'un parc que vous traversez souvent, des champignons blancs se dressent en petits groupes.
La veille au soir, quand vous étiez passé par là, il n'y avait rien. Pas même une trace de terre retournée.
Puis, quelques jours plus tard, les champignons se dissolvent et s'effondrent, laissant à nouveau un sol vide. Comme s'ils étaient nés de la terre pour y retourner.
Il y a deux grandes raisons à cela
Ce que nous appelons « champignon » n'est qu'une partie de l'organisme. Le corps véritable est un amas de filaments fins qui s'étend toute l'année dans les feuilles mortes, la terre ou le bois en décomposition. Seule la partie destinée à produire des spores émerge à la surface.
Quand un champignon grossit, le nombre de ses cellules augmente à peine, semble-t-il. De l'eau s'engouffre dans des pièces déjà assemblées en miniature, et chaque cellule gonfle comme un ballon. C'est pourquoi il se dresse d'un seul coup après la pluie.
En reliant ces deux points, on comprend enfin ce qui se cache derrière cette impression de « pousse soudaine ». Voyons cela étape par étape.
Le champignon ressemble plus à une « fleur » qu'à un « arbre »
Le corps du champignon est fait de filaments fins, d'à peine quelques millièmes de millimètre d'épaisseur. On les appelle des hyphes. Les hyphes s'étendent comme un filet entre la terre et les feuilles mortes, décomposant la matière organique environnante pour s'en nourrir.
Autrement dit, un grand corps existe déjà sous terre. Dans un espace suffisant, ce réseau d'hyphes peut s'étendre sur plusieurs mètres. Le champignon visible en surface n'est que la « fleur » que ce réseau fait sortir au-dessus du sol.
Et avant même que la pluie ne tombe, un petit plan du champignon est déjà prêt juste sous la surface. Il s'agit d'un grain de quelques millimètres, appelé primordium. C'est ce qu'on voit à gauche sur la figure 1.
Gonfler suffit : une seule nuit y suffit
Pour qu'un être vivant ordinaire grandisse, ses cellules doivent se diviser pour augmenter en nombre. Cela prend du temps. C'est pour cela qu'un arbre ne grossit que de quelques centimètres par an.
Or, dans le primordium du champignon, le chapeau, le pied et les lamelles sont déjà formés, repliés en miniature. Il ne reste plus qu'à y faire entrer de l'eau. Les cellules absorbent l'eau, s'allongent verticalement, et l'ensemble se gonfle.
Avec cette méthode qui consiste à « faire entrer de l'eau pour gonfler », il suffit d'eau et d'un chemin pour la faire circuler. Quand la pluie s'infiltre et humidifie le sol, les hyphes y puisent l'eau et l'envoient vers le primordium. C'est ainsi que naît cette vitesse de plusieurs centimètres en une nuit.
Si les champignons sont nombreux en automne, c'est aussi parce que la pluie et la température atteignent alors ensemble des niveaux favorables. Dans la terre sèche de l'été, le primordium reste immobile, en attente d'eau.
Une fois dressé et gonflé, le champignon perd son eau après avoir libéré ses spores, et se ratatine. On estime qu'il est composé d'environ 90 % d'eau, si bien qu'une fois l'eau partie, il ne peut plus garder sa forme. S'il pousse et disparaît aussi vite, c'est parce que la majeure partie de son corps est de l'eau.
Il arrive que des champignons se disposent en cercle. Le réseau d'hyphes s'étend du centre vers l'extérieur, à peu près à la même vitesse. Au centre, les nutriments sont épuisés et rien n'y pousse ; seul l'anneau le plus extérieur produit des champignons, d'où cette forme circulaire.
En résumé
Le champignon n'est pas né après la pluie. Son corps était là depuis toujours, sous terre, avec de petites pièces préparées à l'avance, prêtes à attendre. La pluie n'a fait qu'y verser de l'eau. Comme gonfler ne nécessite pas de division cellulaire, il peut se dresser en une seule nuit.
Le champignon n'a pas « grandi » grâce à la pluie.
Une forme préparée bien avant s'est simplement ouverte avec l'eau.
Sur le thème du transport de l'eau depuis le sous-sol, Comment les arbres arrivent-ils à faire monter l'eau jusqu'à 100 mètres de haut ? permet de mieux voir en quoi le mouvement de l'eau diffère. Sur le rôle des champignons eux-mêmes, voyez aussi Quelle différence entre fermentation et putréfaction ?. Sur les changements qui se produisent dans le même sol après la pluie, lisez aussi Pourquoi les vers de terre sortent-ils à la surface les jours de pluie ?. Sur le thème d'une croissance par gonflement d'eau sans division cellulaire, Pourquoi les pousses de bambou peuvent-elles grandir de plusieurs dizaines de centimètres en un jour ? repose sur le même principe. Sur les aliments qui ont, comme les champignons d'automne, une « saison », voyez aussi Les légumes de saison sont-ils vraiment plus nutritifs ?.
- Le matin après une pluie, parcourez la pelouse d'un parc ou le pied des arbres d'une rue. Repérer un endroit vide la veille aide à bien voir le changement.
- Photographiez le même champignon le matin et le soir pour comparer. En posant une règle à côté, vous pourrez mesurer de combien de centimètres il a poussé en une demi-journée.
- Quelques jours plus tard, revenez au même endroit. Notez aussi la vitesse à laquelle il se ratatine et s'effondre. Lavez-vous toujours les mains après l'avoir touché.
Même les spécialistes ont souvent du mal à identifier une espèce de champignon sauvage à la seule vue. Contentez-vous d'observer et ne portez jamais un champignon à la bouche.
Pour en savoir plus ― termes, formules et liens avec les programmes scolairesDu collège aux matières spécialisées de l'université, le niveau de chaque partie est indiqué
- CollègeNiveau des sciences au collège
- LycéeNiveau du programme « biologie » du lycée
- Lycée+Contenu avancé du lycée, ou encart de manuel
- UniversitéContenu non vu au lycée, relevant d'une matière universitaire spécialisée (mycologie, écologie)
- RechercheSujet encore à l'étude par les chercheurs, non enseigné comme une « vérité établie » même à l'université
CollègeVocabulaire : ce phénomène a des noms précis
- Hyphe : filament fin qui constitue le corps du champignon. D'une épaisseur de quelques millièmes de millimètre, il s'étend comme un filet dans la terre ou le bois mort.
- Carpophore (ou sporophore) : la partie aérienne que nous appelons « champignon ». C'est l'organe destiné à produire et disperser les spores.
- Primordium : petit grain formé sous terre, à l'origine du carpophore. La forme du chapeau et du pied y est déjà esquissée en miniature.
- Pression de turgescence : pression qui pousse la cellule de l'intérieur vers l'extérieur lorsqu'elle absorbe de l'eau. C'est la source de la force qui redresse le champignon.
CollègeLycéeVérification par le calcul : une nuit de pluie équivaut à combien de champignons en eau ?
Combien d'eau la pluie apporte-t-elle au sol ? Prenons un mètre carré, soit environ la moitié d'un tatami, comme surface de référence. Les unités seront le millimètre pour les longueurs, le litre pour les volumes et le gramme pour les masses.
| Écriture symbolique | N = ( h × A × ρ ) ÷ w |
| En mots | Nombre de champignons = (quantité de pluie × surface × masse d'un litre d'eau) ÷ masse d'eau contenue dans un champignon |
| D'où vient cette formule | Le volume d'eau tombé se calcule par « hauteur × surface = volume », que l'on répartit ensuite en le divisant par la quantité d'eau nécessaire à un seul champignon : c'est un simple bilan hydrique (l'eau n'apparaît ni ne disparaît en chemin). |
Signification des symboles : h est la quantité de pluie (en millimètres), A la surface (en mètres carrés), ρ la masse d'un litre d'eau (en grammes), w la masse d'eau d'un champignon (en grammes), N le nombre de champignons. Un millimètre de pluie correspond à un litre par mètre carré, donc h × A donne directement des litres.
| Quantité de pluie tombée en une nuit | 20 millimètres |
| Volume d'eau reçu par un mètre carré pour 1 mm de pluie | 1 litre, par convention |
| Masse d'un litre d'eau (en grammes) | 1000 grammes |
| Masse d'eau contenue dans un champignon (en grammes) | environ 18 grammes |
| Volume d'eau reçu par un mètre carré (en litres) | 20 × 1 = 20 |
| Conversion en masse (en grammes) | 20 × 1000 = 20000 |
| Équivalent en nombre de champignons | 20000 ÷ 18 ≒ 1111 |
Sur une surface d'environ un demi-tatami, une seule nuit de pluie apporte de quoi remplir en eau près d'un millier de champignons. Bien sûr, une grande partie de cette eau s'infiltre en profondeur ou ruisselle ailleurs. Il n'empêche : ce calcul montre qu'une nuit de pluie suffit largement à fournir l'eau nécessaire pour dresser des champignons.
LycéeLycée+D'où vient la force qui fait gonfler le champignon
LycéeLe liquide à l'intérieur des cellules contient des sucres et des ions dissous. Si ce liquide est plus concentré que l'eau environnante, l'eau tend à entrer dans la cellule : c'est l'osmose. L'eau qui entre pousse la cellule de l'intérieur, et la paroi cellulaire résiste à cette pression.
Lycée+Lorsque le pied du champignon s'allonge, on pense que la paroi cellulaire se relâche et ne change de forme que dans le sens de la poussée. Comme ce relâchement de la paroi a une direction privilégiée, le pied s'allonge verticalement sans s'épaissir. Les jeunes pousses de plantes qui s'allongent pendant la nuit obéissent à un mécanisme similaire.
UniversitéLe champignon comme réseau souterrain
La force qui écarte les parois du pied du champignon provient de la pression osmotique, née de la différence de concentration entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule, et de la pression de turgescence qui en résulte lorsque la paroi cellulaire la contient. Pour une solution diluée, la pression osmotique peut être estimée par la loi de van 't Hoff, proportionnelle à la concentration et à la température. Le rôle des hyphes ne se limite pas à produire des champignons. Beaucoup de champignons s'associent aux racines des arbres, leur transmettant les nutriments puisés dans le sol en échange des sucres produits par l'arbre. Cette relation s'appelle la mycorhize. On sait que, dans le sol des forêts, le réseau d'hyphes relie souvent plusieurs arbres entre eux. Le nombre de champignons visibles en surface n'est qu'une fraction de ce vaste corps souterrain, qui ne se montre que lorsque les conditions sont réunies.
📖 Pour la démonstration de la formule et pour aller plus loin : Pression osmotique (Wikipédia, en japonais)
RechercheCe qui reste encore mal compris
- Quel est le déclencheur ? On pense que la baisse de température ou la durée du jour, et pas seulement l'eau, servent aussi de signal, mais les conditions propres à chaque espèce ne sont pas entièrement établies.
- Jusqu'à quelle vitesse peut-il pousser ? On débat encore de savoir si c'est le relâchement de la paroi cellulaire ou le flux d'eau qui limite la vitesse maximale.
- Jusqu'où le réseau souterrain forme-t-il un seul individu ? Selon la méthode de mesure employée, la réponse varie quant à l'étendue sur laquelle les hyphes d'un même champignon forment un seul réseau continu.
Autrement dit, le contenu de cet article aussi n'est qu'« une explication dans l'état actuel des connaissances ». Le sol sous nos pieds recèle encore beaucoup de zones d'ombre.
Liens avec les programmes scolaires (par niveau)
| Niveau | Matière / unité | Passage correspondant de l'article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences · structure et fonction des êtres vivants / décomposeurs | Le passage sur les hyphes qui décomposent les feuilles mortes pour s'en nourrir |
| Lycée | Biologie de base · cellule et osmose | Le mécanisme par lequel la cellule absorbe l'eau et gonfle |
| Lycée+ | Biologie · croissance des plantes et paroi cellulaire | Le passage sur le relâchement de la paroi cellulaire et l'allongement vertical |
| Université | Mycologie · écologie forestière | La section sur la mycorhize et le réseau souterrain |
| Recherche | Étude du cycle de vie des champignons | La partie non résolue sur le déclencheur de la formation du carpophore |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | L'observation des champignons dans un parc ou un jardin après la pluie |
- Explications sur la formation du carpophore et du mycélium dans les manuels de référence de mycologie
- Nicholas Money, Mushroom (Oxford University Press, 2011)
- Présentation des champignons et du rôle des décomposeurs dans les commentaires d'exposition du Musée national des sciences naturelles (国立科学博物館)
- Explications sur la relation entre champignons mycorhiziens et arbres dans les publications du Forestry and Forest Products Research Institute (森林総合研究所)
※Cet article est une vulgarisation scientifique à destination du grand public. Les chiffres présentés sont des ordres de grandeur destinés à faciliter la compréhension du mécanisme. Il est impossible de déterminer l'espèce d'un champignon sauvage à la seule vue. Pour toute question de cueillette ou de comestibilité, suivez les informations fournies par les autorités locales ou les organismes spécialisés.