Fiche de révision : Morphologie et écologie des champignons

📋 Plan du Cours

1. Applications de la mycologie
2. Classification des champignons
3. Constitution cellulaire des champignons
4. Structures et morphologies du thalle
5. Nutrition et métabolisme fongiques
6. Modes de vie fongiques
7. Saprophytisme et applications
8. Parasitisme fongique et lutte

📖 1. Applications de la mycologie

★ À maîtriser

📌 Le mycétisme désigne les intoxications liées aux macromycètes, tandis que la mycotoxicose est due aux toxines produites par des micromycètes.

• Les champignons parasites peuvent provoquer des mycoses humaines, des mycoses animales ou des maladies végétales comme le mildiou et l’oïdium.

• Les micromycètes, notamment les levures et les Penicillium, sont utilisés en biotechnologie pour produire des antibiotiques et réaliser des bioconversions et des fermentations alcooliques.

Compléments

• En officine, le pharmacien conseille le grand public sur les champignons et les produits à utiliser.

📖 2. Classification des champignons

🔑 Notions clés & Définitions

• Thalle : Appareil végétatif non différencié en racine, tige et feuille.

★ À maîtriser

• Whittaker a distingué cinq règnes :
  • procaryotes
  • protistes
  • végétaux
  • champignons
  • animaux

📌 Les champignons se nourrissent par absorption, les plantes par assimilation et les animaux par ingestion.

• La classification phylogénétique moderne se fonde sur les études d’ADN et met notamment en avant les Ascomycota, les Basidiomycota et les Mucoromycotina.

Compléments

• Linné a classé les champignons parmi les végétaux parce qu’ils restent en place, dans un système comprenant deux règnes : végétaux et animaux.

• La classification morphologique d’Ainsworth, utilisée vers 1973, a été remise en cause par les études d’ADN et par l’analyse des constituants cellulaires.

• On connaît au moins 120 000 espèces de champignons, dont 70 000 visibles et 50 000 microscopiques, et le nombre total est estimé à un million, dont seulement 10 % seraient décrites.

• La systématique est compliquée par : les poussées capricieuses et éphémères, la difficulté d’observer les caractères in vivo et de les conserver, la rareté des fossiles, les difficultés de culture in vitro et de fécondation expérimentale pour certaines espèces

💡 Astuce mémo

Linné les range parmi les végétaux ; Whittaker en fait un règne distinct.

📖 3. Constitution cellulaire des champignons

🔑 Notions clés & Définitions

• Chitine : Polymère azoté de N-acétylglucosamine à liaisons β-1,4, présent dans la paroi fongique.
• Micromycètes : Champignons microscopiques, comme les moisissures et les levures.
• Macromycètes : Sporophores reproducteurs des champignons supérieurs, notamment les bolets, les amanites et les girolles.
• Thalle homocaryotique : Thalle contenant des tissus dont les cellules ont le même génotype.
• Thalle hétérocaryotique : Thalle contenant des tissus dont les cellules ont des génotypes différents.

★ À maîtriser

• Les champignons sont des eucaryotes dépourvus de chlorophylle et de chloroplastes, et leur thalle ne possède pas de vaisseaux conducteurs.

📌 Les champignons sont hétérotrophes et utilisent des matières organiques, tandis que les plantes chlorophylliennes sont autotrophes et utilisent le CO₂ pour produire des glucides par photosynthèse.

• Le glycogène est le sucre de réserve des champignons et des animaux, tandis que les végétaux stockent l’amidon.

Compléments

• Les cellules fongiques contiennent notamment :

  • des mitochondries
  • du réticulum endoplasmique
  • un appareil de Golgi
  • des vacuoles

• La paroi fongique contient aussi des glucides non azotés, notamment des mannanes et des galactomannanes.

• Le glycogène est un polymère de glucose de formule (C₆H₁₀O₅)ₙ, avec des liaisons α-1,4 et des branchements α-1,6 tous les 8 à 12 résidus.

📖 4. Structures et morphologies du thalle

🔑 Notions clés & Définitions

• Structure coenocytique : Masse cytoplasmique continue où les noyaux sont disséminés sans cloison interne.
• Structure cloisonnée : Thalle formé de cellules séparées par des cloisons, avec un ou plusieurs noyaux par cellule.
• Fungi imperfecti : Groupe de champignons à thalle cloisonné dont la reproduction sexuée est inconnue, reclassés lorsque cette reproduction est découverte.
• Hyphe : Filament cloisonné formé de cellules associées, qui s’allonge par son extrémité grâce à la mitose.
• Carpophore : Structure de gros champignon formée par des hyphes associés de manière serrée, comme chez le bolet.
• Thalle dissocié : Constitué de cellules séparées les unes des autres, comme chez les levures unicellulaires microscopiques.
• Mycélium : Ensemble d’hyphes simplement enchevêtrés qui forme une sorte de duvet.

★ À maîtriser

• L’ensemble des hyphes constitue le thalle du champignon, qui peut former un mycélium lorsque les hyphes sont simplement enchevêtrés.

• Les levures se multiplient rapidement par mitose et bourgeonnement, lorsqu’un bourgeon est émis par la cellule mère.

📌 Chez certains champignons pathogènes pour l’être humain, la forme levure est présente dans l’organisme, tandis que la forme filamenteuse est observée en culture.

Compléments

• Les groupes associés à la structure coenocytique sont :

  • les Myxomycètes
  • les Siphomycètes
  • les Zoomycètes
  • les Zygomycètes

• Les Siphomycètes ont un thalle constitué de filaments allongés non cloisonnés, appelés siphons.

• Les Zoomycètes possèdent des cellules flagellées et de la cellulose, tandis que les Zygomycètes sont présentés comme de véritables champignons dont les spores sont dépourvues de flagelles.

• Les septomycètes comprennent :

  • les Ascomycètes
  • les Basidiomycètes
  • les Fungi imperfecti

• Candida albicans peut se développer sous forme de petites levures unicellulaires dans des conditions normales et former des filaments dans d’autres conditions.

• Le polymorphisme fongique peut se manifester entre espèces différentes ou au sein d’une même espèce, notamment au cours du cycle reproductif ou selon les conditions de vie.

💡 Astuce mémo

Coenocytique sans cloisons, septé avec cloisons.

📖 5. Nutrition et métabolisme fongiques

★ À maîtriser

• Les champignons se nourrissent par absorption sur toute la surface du thalle et ne possèdent pas de racines pour puiser leur nourriture.

📌 Les champignons utilisent un anabolisme chimiosynthétique, tandis que les végétaux utilisent un anabolisme photosynthétique.

📌 Un champignon prototrophe peut synthétiser un composé, tandis qu’un champignon auxotrophe doit trouver ce composé dans son milieu pour vivre.

• L’oxydation de molécules organiques, comme les glucides, fournit l’énergie chimique nécessaire à la production d’ATP par glycolyse, puis par le cycle de Krebs et la chaîne respiratoire mitochondriale, avec production de CO₂.

• Lors de la fermentation alcoolique, l’acide pyruvique est transformé en acétaldéhyde puis en éthanol grâce à l’alcool déshydrogénase, sans production d’ATP supplémentaire.

Compléments

• Les champignons utilisent comme sources de carbone des sucres simples ou des polysaccharides tels que l’amidon, la cellulose et le glycogène, dégradés par des enzymes comme les amylases et les cellulases.

• Les champignons préfèrent généralement l’ammonium comme source d’azote, mais peuvent aussi, selon les espèces, utiliser les nitrates et les molécules azotées organiques comme l’ADN ou les acides aminés de cellules mortes ou vivantes.

• Certaines souches de levure prototrophes synthétisent la leucine, tandis que les souches auxotrophes en sont incapables.

📌 Le métabolisme primaire des champignons produit notamment des acides aminés, des sucres, des protéines, des lipides et des acides nucléiques, tandis que leur métabolisme secondaire, spécifique d’une espèce ou d’une souche, produit une grande diversité de molécules.

• Les métabolites secondaires des champignons comprennent des molécules thérapeutiques comme les antibiotiques, les cyclosporines, les statines et les antitumoraux, mais certains peuvent être toxiques ou cancérogènes.

📖 6. Modes de vie fongiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Symbiose : Association où le champignon absorbe des composés organiques d’un être vivant et lui apporte en retour un bénéfice.
• Commensalisme : Le commensalisme est un mode de vie situé entre le saprophytisme et la symbiose, observé notamment dans la flore intestinale, sur certaines feuilles et sur la peau.

★ À maîtriser

📌 Le saprophytisme consiste à absorber des composés organiques inertes, généralement en décomposition, tandis que le parasitisme consiste à absorber des composés organiques aux dépens d’un être vivant.

• Le saprophytisme concerne la grande majorité des champignons et 40 à 45 % des macromycètes.

• Les mycorhizes sont des associations entre le mycélium de champignons et les racines de certains arbres, qui favorisent la croissance de l’arbre et permettent au champignon de former des sporophores.

Compléments

• Les bolets et les truffes noires peuvent se développer en association avec les racines des chênes verts, tandis que le lactaire délicieux est inféodé au pin sylvestre.

• Le parasitisme fongique présente souvent une spécificité entre une espèce parasite et son hôte, même si certains parasites peuvent infester plusieurs espèces.

💡 Astuce mémo

Saprophytisme : matière inerte ; parasitisme : hôte lésé ; symbiose : bénéfice partagé.

📖 7. Saprophytisme et applications

🔑 Notions clés & Définitions

• Saprophytisme : Nutrition par absorption de matière organique inerte, comme des feuilles mortes, des déjections animales ou des fruits tombés de l’arbre.

📝 Points essentiels

• Parmi les champignons saprophytes figurent :

  • Penicillium roqueforti, utilisé pour produire le roquefort à partir du lait
  • les Aspergillus
  • les champignons de Paris (Agaricus)
  • le rosé des prés
  • le pied bleu

• Les champignons saprophytes peuvent être cultivés sur des composts, et leur culture peut être maîtrisée.

• Les champignons saprophytes peuvent être utilisés en biotechnologie et en industrie pour produire des métabolites secondaires, notamment les Penicillium exploités industriellement.

📖 8. Parasitisme fongique et lutte

🔑 Notions clés & Définitions

• Parasitisme fongique : Absorption de composés carbonés pris sur un organisme vivant, ce qui perturbe ses fonctions physiologiques et peut provoquer une parasitose ou une mycose.

★ À maîtriser

• Le parasitisme fongique implique un contact intime et de longue durée entre l’hôte et le parasite, ainsi qu’une relation déséquilibrée au profit du parasite et au détriment de l’hôte.

• À l’échelle mondiale, les champignons sont responsables d’un quart à un tiers des pertes agricoles.

• Un myco-insecticide est produit en cultivant industriellement un champignon puis en pulvérisant ses spores sur les cultures ; les spores germent sur les insectes, le mycélium se développe et provoque leur mort.

Compléments

• Les champignons parasites se rencontrent dans tous les groupes de la classification fongique et presque tous les groupes d’êtres vivants peuvent être leurs hôtes, y compris d’autres champignons.

• Les champignons parasites peuvent provoquer des mycoses chez l’être humain, comme les pieds d’athlète, le muguet buccal et les candidoses, ainsi que des infections chez les insectes, les crustacés, les mollusques, les poissons, les oiseaux et les mammifères.

• Les champignons parasites des plantes affectent notamment la vigne, les arbres fruitiers et forestiers, la pomme de terre, la tomate, les céréales, les légumes et les plantes ornementales ou médicinales.

• La vigne peut être atteinte par :

  • le mildiou
  • l’oïdium
  • la pourriture grise
  • l’esca
  • l’eutypiose

• Les céréales comme le blé et le maïs peuvent être atteintes par la rouille, les charbons et les caries, ces dernières étant dues à des basidiomycètes.

• La prévention contre les champignons pathogènes comprend : les traitements préventifs, la surveillance du développement des parasites, la vérification des conditions météorologiques, car l’humidité favorise leur développement

• La France utilise 94 000 tonnes de pesticides par an et est présentée comme le deuxième pays du monde en termes d’utilisation de pesticides.

• La bouillie bordelaise est composée de sulfate de cuivre et de chaux, est utilisée depuis plus d’un siècle et peut être toxique, car le cuivre s’accumule dans le sol, ne se dégrade pas et tue des micro-organismes du sol.

📌 Les fongicides minéraux comprennent notamment les dérivés du cuivre, tandis que les fongicides organiques de synthèse ont des actions plus spécifiques et peuvent être toxiques.

• Le Trichoderma peut lutter biologiquement contre des champignons pathogènes par compétition pour la nourriture et l’espace, sécrétion de substances antibiotiques et stimulation des défenses naturelles de la plante.

• Les principaux genres utilisés sont :

  • Beauveria
  • Entomophthora
  • Metarhizium

💡 Astuce mémo

Humidité favorable → développement des champignons parasites.