- Ressources et Environnement
Introduction
De nombreux microorganismes parasites peuvent s’attaquer aux arbres et provoquer de graves pathologies, bouleverser les écosystèmes forestiers et menacer l’économie. L’unité de recherche Interactions Arbres-Microorganismes dirigée par Pascal Frey, expert Unys, s’intéresse à l’épidémiologie de ces maladies, à l’apparition de nouveaux variants et à la génétique des populations de champignons pathogènes forestiers pour mieux comprendre les émergences, prévoir en amont leur introduction et surveiller leur propagation pour trouver des solutions de protection.
De nombreuses maladies capables d’infecter les arbres
Comme tout être vivant, les arbres peuvent tomber malades. On peut en voir en sortie en forêt, ou même dans nos jardins. Ils ont des taches sur les feuilles ou des branches sèches et cassantes. Ces symptômes sont dus à des microorganismes, tels que des bactéries, des virus ou des champignons. L’unité de recherche s’intéresse à ces derniers. Il existe de nombreuses maladies, capables d’infecter les arbres. Elles sont bien souvent propres à chaque espèce. Elles s’attaquent aux racines, aux troncs, aux branches, aux vaisseaux transportant la sève ou aux feuilles.
Les arbres évoluent lentement en réponse aux attaques des microorganismes infectieux. C’est ce qui leur permet de mettre en place des mécanismes de défense, comme des barrières physiques ou des réponses immunitaires. Mais cette co-évolution est lente pour les arbres, se déroulant sur de nombreuses générations, donc sur plusieurs siècles.
Tous les organes d’un arbre peuvent être attaqués.
Une menace croissante
L’émergence de nouvelles pathologies forestières est étudiée depuis les années 1970, bien que des relevés et des observations datent du XIXe siècle. Parmi les pathogènes émergents, une grande partie sont d’origine exotique. Ils sont particulièrement agressifs et foudroyants, les arbres n’ont pas le temps de se défendre, notamment car les agresseurs s’adaptent plus vite qu’eux.
Une maladie émerge lorsque l’équilibre entre les arbres, l’environnement et les pathogènes a été rompu. Plusieurs facteurs peuvent fragiliser cet équilibre, tels que l’introduction de microorganismes via le commerce international de végétaux, celle de nouvelles variétés d’arbres ou encore le changement climatique, qui peut favoriser la dispersion géographique, c’est-à-dire la propagation vers de nouvelles régions.
Des champignons tueurs d’arbres
Les pathogènes forestiers les plus fréquents sont les champignons. On a souvent l’image du champignon de Paris ou de la pleurote, cultivés dans des caves humides, et fricassés au beurre. La plupart sont inoffensifs, ils décomposent les matières organiques mortes et ont un rôle clé dans l’écologie et la biodiversité. D’autres, les mycorhiziens, établissent une symbiose avec les arbres et en tirent des bénéfices réciproques. Et certains sont particulièrement dangereux, ils vont infecter les arbres et les dévorer de l’intérieur.
L’unité de Pascal Frey mène des recherches sur plusieurs de ces maladies. Le choix de celles étudiées dépend de leur importance économique, de leur impact écologique et des ressources humaines disponibles. Pour exemple, au laboratoire, les recherches sur la rouille du peuplier sont menées depuis des décennies et celles sur la suie de l’érable sont dues à une émergence récente.
La rouille du peuplier, provoquée par le champignon Melampsora larici-populina, touche les feuilles. La photosynthèse est perturbée et par conséquent la croissance des arbres est réduite. La France est le premier producteur européen et le deuxième mondial de bois de peuplier, principalement utilisé dans la fabrication du contreplaqué et des emballages. Afin de sélectionner des variétés résistantes aux différentes maladies, dont la rouille, de nombreuses hybridations ont été effectuées à partir de peupliers sauvages européens et nord-américains. Malheureusement, les résistances sélectionnées en Europe entre 1950 et 1990 n’ont pas perduré. Le champignon les a rapidement contournées. Une variété de peuplier totalement résistante à M. larici-populina a été commercialisée en masse dans les années 80-90, jusqu’à représenter plus de 60 % de la peupleraie française. En 1994, le parasite a muté et a contourné la résistance de cette variété, entraînant d’importantes pertes économiques. L’unité de recherche a récemment réussi à identifier le gène de M. larici-populina responsable de ce contournement de résistance.
La suie de l’érable, causée par le champignon Cryptostroma corticale et originaire d’Amérique du Nord, a récemment émergé en Europe. Bien que détecté en France depuis les années 1950, il n’a pas posé de problème majeur pendant près d’un demi-siècle. Depuis les années 2000, il se développe de plus en plus sur les arbres isolés dans les villes, les parcs ainsi qu’en forêt, en raison du changement climatique. Il se propage principalement sur les érables affaiblis et en état de stress dû à la sécheresse et à la chaleur. Les travaux de l’unité visent à mieux comprendre le rôle du climat, du microbiote de l’érable et de la dispersion aérienne du parasite dans l’émergence de la maladie pour anticiper les futures épidémies.
L’unité de recherche travaille en collaboration avec différents organismes, des observateurs sur le terrain et d’autres équipes de recherche en pathologie forestière en France et en Europe. Elle étudie l’épidémiologie de ces maladies. Elle s’intéresse à l’évolution spatio-temporelle des différents champignons pathogènes au sein des populations d’arbres ainsi qu’aux facteurs extérieurs responsables. Pour cela, les chercheurs utilisent les mêmes outils moléculaires que ceux utilisés lors de la pandémie de Covid-19, la PCR quantitative. Ils peuvent ainsi déterminer la présence et la quantité de parasites dans les échantillons prélevés en forêt et réaliser des cartographies des épidémies.
Comment préserver ces écosystèmes forestiers ?
Afin de lutter contre ces maladies, les travaux de recherche tels que ceux de l’unité sont essentiels. Ils permettent de mettre en place de meilleures stratégies de surveillance, jusqu’à présent trop faibles. Il est impératif de limiter l’introduction de nouveaux parasites exotiques et de favoriser la diversité génétique des écosystèmes forestiers sur le territoire. L’arme la plus efficace reste l’information, via des formations des gestionnaires sur les différentes pathologies, mais également via des actions de sensibilisation du grand public à ces maladies pour une prise de conscience massive.
Selon Pascal Frey, en France, nous manquons cruellement d’initiatives pour sensibiliser la population et prévenir l’apparition des pathologies. Pour limiter les propagations, quelques actions peuvent être réalisées par tout un chacun, comme nettoyer ses chaussures ou son VTT après une randonnée en forêt. Cela évite de transporter de la terre contaminée entre différents lieux. Au Royaume-Uni, des brosses sont à disposition en sortie de forêt pour nettoyer ses chaussures et aux États-Unis, des pédiluves géants pour les roues des voitures afin de ralentir les dispersions. Pascal Frey encourage également à ne pas rapporter de plantes exotiques lors de nos voyages pour ne pas risquer une introduction involontaire. Grâce aux travaux en épidémiologie des pathologies forestières, aux recherches sur les résistances des arbres aux pathogènes, ainsi qu’aux petites actions de tous, la propagation des champignons responsables des maladies émergentes peut être freinée et ainsi protéger les écosystèmes et la biodiversité.
Sources
Husson, C., Marçais, B. Chalarose du frêne et autres maladies invasives : il est possible de mieux protéger les forêts. The Conversation (2017).
Muller, E. et al. Conditions of emergence of the Sooty Bark Disease and aerobiology of Cryptostroma corticale in Europe. NeoBiota 84, 319–347 (2023).
Douzon, G. La suie de l’érable : un bon indicateur d’été chaud. Département de la Santé des Forêts (2007).
Frey, P. L’hybridation interspécifique chez les champignons phytopathogènes à l’origine de nouvelles maladies. Biofutur 296 (2009).
Fabre, B., Bastien, C., Husson, C., Marçais, B, Frey P. & Halkett F. Un effet papillon dans les peupleraies françaises : les répercussions d’un contournement de résistance sur les méthodes de sélection variétale. L’immunité des plantes – Pour des cultures résistantes aux maladies, chp 27 (2021).
Frey, P., Pinon, J. La rouille du peuplier : un pathosystème modèle. Biofutur 247 (2004).
Guérin, M., Mottet, M. Comprendre et gérer la maladie de la suie de l’érable. Co-édition Plante & Cité FREDON France, 24p (2024).