Cet automne, nous serons nombreux à arpenter les forêts en quête de quelques champignons. Des chercheurs de l'université du Michigan (États-Unis) ont, eux, pour la toute première fois, réussi à quantifier l'abondance des champignons - plus précisément, des fonges... dans les profondeurs du sous-sol.

Il y a de la vie dans les roches riches en matières organiques et dans l’eau présentes dans les profondeurs du sous-sol. © John Megahan, Université du Michigan

Des champignons à 500 mètres sous terre

Ils ont profité de la disponibilité de puits de gaz pour y prélever des échantillons d'eau. Et ils ont sondé jusqu'à 500 mètres sous terre. Leurs analyses révèlent la présence de 689 espèces de champignons distinctes, dont 13 qui n'avait encore jamais été observées.

À des centaines de mètres sous la surface, les roches et l'eau regorgent donc de champignons et abritent des écosystèmes complexes de minuscules organismes. Les microscopes et les outils génétiques développés par les chercheurs montrent qu'une seule goutte de l’eau prélevée dans les puits de gaz peut contenir autant de cellules fongiques qu'une goutte d'eau de mer, soit environ 250. Pour vous faire une idée, c'est comme s'il y avait 12 000 milliards de cellules dans une piscine des JO.

Et si les chercheurs évoquent des écosystèmes complexes, c'est parce qu'ils n'ont pas seulement trouvé des champignons. Ils ont aussi identifié des tardigrades et des vers segmentés. Dans The ISME Journal, l'équipe explique que certains de ces organismes se nourrissent probablement d'autres. Certains, encore, pourraient évoluer comme des parasites.

Quelques-uns des champignons de sous-sol cultivés par les chercheurs de l’université du Michigan (États-Unis). © Ronan Montgomery-Taylor, Université du Michigan

Un écosystème caché vieux de 11 000 ans

Comment sont-ils arrivés là ? Les chercheurs l'ont appris des isotopes - ces atomes d'un même élément, mais avec un nombre différent de neutrons - présents eux aussi dans leurs échantillons. L'eau analysée provient probablement de la fonte des calottes glaciaires qui recouvraient le Michigan à la fin de la dernière période glaciaire. Ainsi, la dernière fois qu'elle a été en contact avec la surface remonte à... 11 000 ans !

L'eau de fonte des glaciers a probablement entraîné des champignons et des bactéries à travers les couches rocheuses poreuses et fracturées, jusqu'à ce qu'ils se logent dans les fissures de la formation schisteuse d'Antrim où ils ont commencé à se nourrir de la matière organique piégée dans la roche. Les chercheurs ont également étudié le dioxyde de carbone (CO₂) et le méthane (CH₄) présents dans les échantillons pour confirmer que le schiste lui-même constitue la source de nourriture à la base de cet écosystème souterrain.

Grâce à un colorant utilisé par les chercheurs pour compter le nombre de cellules fongiques dans chaque échantillon prélevé dans le sous-sol terrestre, celles-ci brillent ici sur un fond sombre. © Quinn Moon, Université du Michigan

Et si le sous-sol transformait le carbone en gaz ?

« Pendant longtemps, nous avons pensé que les traces d'ADN relevées dans le sous-sol profond correspondaient à des organismes de passage ou en dormance. Mais notre étude remet en question l'idée d'un milieu inhospitalier pour des formes de vie plus complexes comme les champignons. Nous sous-estimons probablement leur rôle de manière significative sur la planète, car nous n'avons jamais intégré le sous-sol dans les estimations de la biodiversité fongique mondiale », remarque Quin Moon, chercheur à l'université du Michigan, dans un communiqué.

Alors que les scientifiques - plus encore ceux qui ont des projets de stockage géologique du CO₂ - considèrent généralement le carbone emprisonné dans la roche comme étant éliminé de l'atmosphère de manière stable, ces travaux pourraient les contraindre à revoir leur copie. Car si les champignons du sous-sol profond, avec les bactéries et les autres organismes qui s'y trouvent, transforment une partie de ce carbone en gaz...