Sous les forêts s'étend un réseau de filaments fongiques qui relie les racines des arbres entre elles et sert de voie de circulation à des ressources. Des expériences de marquage isotopique ont montré que du carbone y transite bel et bien d'un arbre à l'autre, y compris entre espèces réputées concurrentes, et certains travaux suggèrent que ces transferts s'intensifient lorsqu'un arbre décline.

Reste à savoir ce que ces flux signifient réellement pour la forêt, question sur laquelle la communauté scientifique se divise ouvertement depuis quelques années.

Le réseau souterrain que personne ne voit

Un réseau mycorhizien se forme lorsque les racines de deux plantes sont colonisées par un même champignon et se trouvent ainsi reliées. Ces mycorhizes déploient dans le sol un lacis de filaments, les hyphes, qui s'étend entre les racines et parfois entre espèces différentes.

Les biologistes ont surnommé cette infrastructure le Wood Wide Web. L'échelle donne le vertige : plusieurs centaines d'espèces de champignons peuvent être associées à un seul arbre, et une vingtaine d'arbres peuvent être colonisés par un même champignon.

La relation repose sur le troc. Les arbres fournissent aux champignons des sucres issus de la photosynthèse. Les champignons facilitent en retour l'accès à l'eau et aux minéraux. Il ne s'agit pas de générosité mais de symbiose, chaque partenaire y trouvant son compte.

La chercheuse canadienne Suzanne Simard a mis en évidence en 1997, dans la revue Nature, un transfert de carbone entre arbres via ces réseaux en conditions naturelles. Sa publication a déplacé le regard de la biologie forestière, jusque-là centré sur la compétition pour la lumière et l'eau.

Lorsqu'un arbre meurt, une partie du carbone qu'il avait fixé est restituée à l'écosystème du sol. © Ake Ngiamsanguan, iStock

Ce que montrent les marquages isotopiques

Les expériences de traçage ont permis de chiffrer ces échanges. Dans les années 1990, de jeunes bouleaux et sapins de Douglas colonisés par un même champignon ectomycorhizien ont reçu du dioxyde de carbone enrichi en isotopes, ces variantes d'un même élément chimique qui servent de marqueur pour suivre la circulation de la matière.

Les mesures ont révélé des échanges dans les deux sens, avec un flux net en faveur du sapin de Douglas. Le carbone reçu représentait l'équivalent de 10 à 25 % de sa photosynthèse.

Une expérience comparable menée dans une forêt du Jura suisse a évalué à environ 4 % la part des composés carbonés issus de la photosynthèse d'un arbre transportée vers ses voisins connectés au même réseau ectomycorhizien.

Suzanne Simard a également observé une alternance saisonnière entre bouleaux et sapins de Douglas, pourtant considérés comme concurrents. En été, les bouleaux en pleine photosynthèse transfèrent du carbone aux sapins poussant à l'ombre. En automne, une fois les bouleaux défeuillés, le flux s'inverse.

Le cas des arbres qui dépérissent

Les individus matures fortement connectés, que les chercheurs appellent arbres mères, occupent une position centrale dans ces réseaux. Un chêne ou un sapin de Douglas centenaire peut être relié à plusieurs centaines de voisins.

Les travaux de Simard et de son équipe à l'Université de la Colombie-Britannique suggèrent que les transferts s'intensifient dans les derniers temps de vie d'un grand arbre, une partie des réserves accumulées se retrouvant chez les voisins.

Plusieurs mécanismes sont avancés pour l'expliquer, et aucun ne relève de l'intention. Le premier est physique : le carbone circule bien plus efficacement dans le mycélium fongique que dans le sol brut, où il serait assimilé et transformé par les microbes. Un arbre en fin de vie cesse progressivement de mobiliser ses réserves pour sa propre croissance. Ses puits carbonés internes s'effondrent, et le carbone qu'il ne consomme plus suit le gradient du réseau vers les voisins encore actifs.

Une étude parue dans Plant Diversity en 2025 apporte un éclairage complémentaire. Après avoir induit artificiellement une limitation en carbone chez un pin (Pinus taeda), les chercheurs ont observé un déclin de l'activité physiologique des racines, accompagné d'une hausse de 110 % de la colonisation mycorhizienne et de 340 % de la longueur des hyphes extramatricaux. Quand l'arbre produit moins, les champignons associés redoublent d'activité.

Cette dernière piste réoriente l'interprétation. Le transfert pourrait être motivé par l'appétit fongique plutôt que par une quelconque forme d'altruisme végétal. En cherchant à sécuriser ses approvisionnements en sucres auprès des arbres encore vivants, le champignon deviendrait le vecteur de ce qui pourrait s'appeller le « dernier don ». L'effet sur l'écosystème reste comparable, mais l'explication n'a plus rien à voir avec un legs.

Une controverse scientifique bien réelle

L'histoire des arbres mères secourant leur descendance connaît un succès public considérable. Elle fait aussi l'objet de critiques appuyées au sein de la discipline.

En 2023, Justine Karst, Melanie Jones et Jason Hoeksema ont publié dans Nature Ecology & Evolution une analyse concluant que les données issues d'études de terrain sont bien plus minces que le récit populaire ne le laisse croire, et que des résultats préliminaires ou assortis de nombreuses réserves ont été cités comme s'ils étaient définitifs. La même année, une équipe menée par Nils Henriksson soulignait dans New Phytologist que les méthodes de marquage isotopique, malgré leur intérêt, conduisent parfois à tirer des conclusions importantes de variations infimes.

Le point de désaccord ne porte pas sur l'existence des mycorhizes, dont le rôle nutritif et protecteur pour les racines est solidement établi, ni même sur la circulation de carbone entre plantes. Il porte sur l'ampleur de ces flux, sur le rôle exact du réseau et sur le bénéfice réel pour les jeunes arbres.

Ce que cela change pour la forêt

Ces mécanismes souterrains éclairent une question ancienne : comment des semis survivent-ils dans des sous-bois si sombres que la photosynthèse y suffit à peine, alors qu'une logique purement compétitive prédirait leur disparition rapide.

Les conséquences pratiques concernent la gestion forestière. Déforestation, agriculture intensive et usage massif de produits chimiques perturbent ou détruisent ces réseaux. Une coupe rase ne retire pas seulement des arbres, elle démantèle l'infrastructure d'échange elle-même.

Les forêts concentrent une part majeure du carbone stocké dans les écosystèmes terrestres, souvent évaluée autour de 80 %, et ce stock ne se limite pas à la biomasse visible. Une équipe internationale a proposé en 2025, dans Trends in Ecology & Evolution, un cadre de restauration forestière intégrant explicitement les associations mycorhiziennes plutôt que de mesurer la santé d'une forêt à sa seule biomasse aérienne.

Les partenariats entre plantes et champignons favorisent en effet la formation de matière organique stable dans les couches profondes du sol, ce qui permet un stockage durable du carbone et améliore la rétention d'eau. À ce titre, ce qui circule sous les racines pourrait compter autant que ce qui pousse au-dessus, dans la capacité des forêts à encaisser sécheresses et perturbations climatiques.