Les Champignons: Étude sur leur Importance et Fonction PDF

[ **Les champignons :**] 1. **[Importance des champignons :]** Si il n'y avait pas des champignons sur terre ? arbres tombés, débris végétaux, animaux morts, déchets, MO = bio masse resteraient à la surface des sols. =\> envahissement rapide de la surface du globe qui aurait des allures de déchar...

[ **Les champignons :**] 1. **[Importance des champignons :]** Si il n'y avait pas des champignons sur terre ? arbres tombés, débris végétaux, animaux morts, déchets, MO = bio masse resteraient à la surface des sols. =\> envahissement rapide de la surface du globe qui aurait des allures de décharges. - Activité de nombreux champignons avec des agents décomposeurs (insectes, nématodes, bactéries) qui vont dégradés des tissus morts et les transformer en composées simples. Prélèvement par les végétaux qui seront ensuite utilisés par les animaux herbivores qui à leur tour seront consommés par les carnivores... cycle intéressant et remobilisation de cette matière complexe. - Rôle vital dans des mécanismes chimiques fondamentaux pour la vie de la planète. - Les champignons interviennent partout : bois, fromages, fleurs, fruits : mais effets positifs ou négatifs. -\> [Les champignons comme assistants :] fermentation des sucres et des carbohydrates par les champignons microscopiques (levure) pain, fromage, vin, bière... - Trois exemples de champignons : - Penicilliun roquefortii : utilise penicillium pour affiner le roquefort (pas le médicament !), - Botrytis cinerea : agent pathogène qui est indispensable quand veut créer vin, - Rhizopus oligosporus : pour fabriquer le pain dans les pays africains. -\> Production par les champignons de composés issus du métabolisme secondaire : hormones végétales, stéroïdes, enzymes utilisées en industries, antibiotiques... Grâce aux champignons, on peut casser la lignine pour l'industrie -\> Utilisation dans l'alimentation (acide citrique) : exemple dans les boissons on peut extraire l'acide citrique des champignons. -\> Dans les poudres de lavages -\> [problème :] 1/3 des récoltes annuelles sont détruites par des champignons ou d'autres organismes, ce sont les plantes cultivées par l'homme qui sont plus sensible à l'attaque par les champignons que d'autres car elles ont été sélectionnés par les attentes des consommateurs. Plus d'effets positifs que négatifs ! Implication des champignons dans différentes activités que l'on commence seulement de découvrir et à apprendre. Travaux en plein essor concernant : les biotechnologies fongiques et les effets à long termes. Interactions champignons- invertébrés dans le sol : symbiose positive ! ABSOLUMENT CONNAITRE : interaction avec des champignons et des plantes : mycorhizes. C'est une symbiose qui s'établie avec la racine des plantes mais ça concerne plus de 95 % des plantes. Les produits issus de la décomposition par les champignons dans les régions boisées et les forêts sont essentiels au maintien de la vie à long terme : exemple d'ectomycorhize (car le champignon de développe à l'extérieur. Un champignons est un acteur silencieux dont le maintien est essentiel pour éviter la disparition des végétaux et de l'homme. Pour l'agro- alimentation et le domaine pharmaceutique : pertes annuelles : plusieurs millions d'euros si il y avait disparition de l'une ou l'autre des espèces fongiques (aromes à usage alimentaire extraction lente et onéreuse à partir de fruits), Découverte de nouvelle molécules d'intérêts, Si les plantes ont pu vivent en dehors de l'eau, c'est grâce aux mycorhizes. Problème/ regrets : On s'intéressent à l'existence des champignons que lorsqu'ils : - ont un aspect « curieux » (couleur, forme, taille), - sont destinés à l'alimentation, - sont vénéneux, - sont sous la forme de moisissures filamenteuses. pourtant ils constituent le 5^ème^ règne ! Champignons ne sont pas des végétaux !!!! Origines des champignons au cours de l'évolution : - champignons sous la forme de fossiles dans des roches (environ 615 \* 10 puissance 6 ans), - retrouvés associés aux plantes terrestres les plus anciennes, hypothèse d'une coévolution des plantes vasculaires et des champignons, - parmi les champignons les plus anciens : endomycorhizes. Association avec les premières mousses ou leurs ancêtres (450 millions d'années) 2. **[Qu\'est-ce qu\'un champignon :]** Identification des champignons datant de 9 à 10 millions d'années dans de l'ambre et des racines pétrifiés (ère des dinosaures), Similitudes d'évolution des champignons (stades asexués, organes de fructification) hypothèse actuelle : champignons ancêtres communs avec d'autres organismes. Divergence apparue il y a environ 500 millions d'années, Origine des champignons : procaryotes : 3,5 et 4 milliards d'années (archées, bactéries), Eucaryotes : 2 milliards d'années : union symbiotiques entre deux procaryotes (analyse de génomes mitochondries et chloroplastes) + (mitose à la différence des procaryotes). Longtemps considérés comme de simples plantes : - études moléculaires (phylogénie), - 5^ème^ règne (sur 7 admis actuellement), - Eumycotae : champignons parfaits, supérieur, - Idem pour chromista + protozoa : champignons imparfaits, - Evolution des eucaryotes grâce à la méiose : notion de gamètes, - Champignons : phase végétative haploïde et reproduction sexuée : diversité des eucaryotes, - Protozoaires + chromistes = cellules eucaryotiques les plus simples, - coopération entre les cellules eucaryotes organismes multicellulaires, - spécialisation cellulaire différenciation, - développement de tissus et d'organes 3 nouveaux règnes. - Plantes : organismes multicellulaires photosynthétiques (produisent leur nourriture à partir de molécules organiques), - Animaux : OM non photosynthétiques auxquels les plantes servent de nourriture, - Champignons : OM qui se nourrissent des animaux et des plantes permet le recyclage, - 9 phyla de plantes, 32 d'animaux, et 11 champignons (parfaits et imparfaits) - Champignons appartiennent à trois règnes : eumyco... voir en haut Un champignon : - eucaryotes, - hétérotrophes (mitochondries mais pas chloroplastes), - osmotrophes (absorption sous forme soluble), - vacuole, - paroi (chitine), - multicellulaires ou unicellulaire (levure), - hyphe : filament en firme de tube (siphon : un seul long tube ou tube cloisonnés : ensemble de cellules), - mycélium : regroupement d'hyphes qui sont des formes permettant la reproduction asexuée (colonisant d'autres sites : sols, plantes, animaux), Le mycélium peut se diviser en 3 : rhizomorphes : cordonnets ramifiés d'hyphes, sclérotes : amas globuleux d'hyphes ( taille d'une graine jusqu'à celle d'un melon)  Rhizomorphes : Une image contenant champignon, arbre, Champignon comestible, Champignon médicinal Description générée automatiquement Sclérotes :  Types et organes de reproduction : - reproduction asexuée : fragmentation du mycélium, production de spores par les rhizomorphes ou de sclérotes, - reproduction sexuée : entre 2 mycéliums de polarité (sexe) complémentaire homothalisme (champignons capable de faire de la repro sexuée seul) ou hétérothalisme (champignons capables de faire la reproduction sexuée avec deux). - En deux étapes : mise en commun de deux mycélium pour partager leur noyau, soit noyau + ou - : formation d'une structure dicaryons (plasmogamie), puis, fusion des 2 noyaux (caryogamie) et division méiotique pour permettre la nouvelle structure ayant subi la reduction chromatique. Et après subit de la méiose. Le type de spores varie en fonction des champignons et sert à la classification : oospores, zygospores, ascospores, basidiospores. Très importantes, des milliers chez oospores et peut évoluer : oospores et zygospores : Une image contenant texte, plante, capture d'écran Description générée automatiquement - A cônnaitre !!!!! Pour éviter cela : besoin de la bouillie bordelaise : appliquer du cuivre.  [Ascospores] : fusion entre 2 hyphes formation de l\'asque à l\'intérieur duquel Il y aura méiose ---\> 8 ascospores. Une image contenant texte, plein air, truffe Description générée automatiquement [Bosidospore] : 4 spores.  3. **[Les grands groupes et le principe de la classification :]** Il faut savoir la terminologie de division et subdivision !!!!!!!!!! Principe de classification : Champignon vrai et champignons imparfaits (2014 car cela n'a pas bougé) : 11 divisions 1. **[Division archaïque : ressemblent pas beaucoup aux champignons :]** Chytridiomycota : champignons anciens qui ne ressemble pas du tout aux champignons, souvent microscopiques. Provoquent des maladies chez les végétaux car se dev au niveau du système racinaire des végétaux =\> hernie du choux. A partir ce ces champignons qui ont fait apparaitre les autres champ  2. **[ Zygomycota, souvent microscopiques :]** - Mucores : certains sont utilisés dans l'industrie chimique ou pharmaceutique (mucor glutaminus) et d'autres provoquent des maladies chez l'homme, - Endogonales : champignons symbiotiques avec les plantes, - Entomophthorales : parasite de plantes, d'animaux. 3. **[Ascomycota : division la plus nombreuse (150 000 èspèces) :]** - Acarpoascomycètes : pas de carpophore (levures, Saccharomyces cerevisiae), - Plectomycetes : pas de carpophore Dans la première image, le champignon s'installe dans les vaisseaux conducteurs de la plante : ne peuvent plus se nourrir et donc elle meure. Dans la troisième image, Penicilium italicum dans les fruits. Dans la seconde image, des champignons sur les tissus pulmonaires qui provoquent des problèmes respiratoire qui peuvent etre severes : Aspergillus. Téliomycètes : responsables des rouilles (7 000 espèces dont Puccinia graminis agent de la rouille du blé) et les charbons (1000 espèces dont les Ustilago maydis) =\> spécificité plante hôtes mais même maladie !  Phragmobasidiomycètes : Auricularia : \- Holobasidiomycètes : (Agarics, Tricholome, Coprin, Amanites, Russules, Bolets,...)  Nombre de champignons : - actuellement environ 250 000 espèces différentes caractérisées, - D'autres caractérisées tous les jours. Estimation d'après l'hypothèse de Hawksworth : - En Angleterre : 2 000 espèces de plantes à fleurs pour 12 000 espèces des champignons -\> 1 pour 6, - Dans les monde : 250 000 espèces de plantes à fleurs -\> 6 fois plus : 1 500 000 espèces, - Surestimé mais possible surtout si on tinet compte de tous les champignons qui sont non identifiés à ce jour (tous les champignons microscopiques difficiles à observer). 4. **[Le mode de vie des champignons :]** \- Nutrition : [CARBONE ] - Les champignons ne font pas de photosynthèses !! carbone donc pas de chloroplaste -\> pas d'utilisation de CO2, - Ils vont utiliser le glucose, le fructose, le mannose, le galactose (travaux de Raulin avec tuteur Pasteur). Processus de respiration et de fermentation (glucose et glycérol), - Ils savent faire de la fermentation : les levures les plus aptes à faire ça : Saccharomyces cerevisiae (bière), S. ellipsoïdes (vin), S. apiculteurs (cidre), - Certains Basidiomycètes peuvent dégrader la lignine en présence d'une autre source de carbone (cellulose, glucose,...). [AZOTE ] - Indispensable même si certains champignons sont autotrophes. Les champignons ne savent pas utiliser l'azote de l'air, mais savent utiliser : NO3-, NH4+, les a.a, les molécules, l'urée... - Souvent dans les milieux de culture renferment de l'hydrolysant de caséine (lait en poudre). [VITAMINES] (facteurs de croissance !) : souvent hétérotrophes -\> apports de vitamines, - B1 et B7 : thiamine et biotine, pour réaction de carboxylation, - B2 et B3 : riboflavine et acide nicotinique, déshydrogénation, - B6 : pyridoxine, pour la transhydrogénation, [ELEMENTS MINERAUX ESSENTIELS :] - Macroéléments et micro-éléments, - Sont capables d'utiliser l'acide sulfurique et de le transformer en H2S. \- les champignons = hétérotrophie -\> spécialisation avec 4 types d'hétérotrophies : Saprophytes, parasites, symbiotiques et prédateurs. **[1. Saprophytes :]** Utiliser les substances organiques mortes et les décomposer (débrits végétaux, feuille en fruit...), essentiel pour permettre le recyclage des élément minéraux à partir de la matière organique (carbone, soufre, azote et phosphate). Exemple : agaricus campestris qui se développent dans les prés fréquentés par les troupeaux de vaches, chevaux ou chèvres. **[2. Parasites :]** - Utiliser les substances organiques d'êtres vivants qu'ils vont rendre malades... avant de « le tuer », - Parasite des mammifères : mycoses, - Parasites chez les végétaux : cryptogamiques, - Pourquoi le parasitisme ? évolution physiologique régressive car plus facile de trouver de la matière organique qu'un hôte. Pertes d'enzymes permettant un comportement saprophytique comportement parasite pour pouvoir survivre. Parasites obligatoires et parasites facultatifs (obligatoire = forme la plus évoluée, la plus récente), Spécificité parasitaire : - polyphage : capable d' attaquer sur des plantes de familles différentes : botrytis cinerea sur fraise et vigne, - monophage : spécifique d'une plante : exclu sur pdt, Plasmopara viticola et Puccinia graminus, - évolution ! Mode de vie : - dans les sécrétions : fumagines noirâtres sur les agrumes (Capnodium) qui se développe dans les zones où il y a des stomates, - à l'extérieur et dans la paroi des cellules, - entre les parois : tavelure des pommes (Venturia inaequalis, rouille au niveau du blé, Puccinia), - à l'intérieur des cellules : pouriture noble (Botrytis cinerea). Réaction de la plante : hypersensibilité. **[3. Symbioses :]** Animaux sont incapables de digérer la cellulose et la lignine : - permettent le développement des certains champignons dans leurs intestins pour faire le travail \- -\> constituent de véritable niches alimentaires en favorisant le développement des certains champignons et l'élimination de tout contaminant Exemple : fourmis coupeuses de feuilles, certains termites, certains scarabées,...  Exemples : avec les plantes : mycorhizes (racine-champignons) - permettent une meilleur utilisation de certains éléments du sol (azote, phosphate) par la plante, - plante fournis aux champignons les squelettes carbonés. 2 familles : - Ectomycorhizes (2 000 espèces végétales, 5 000 espèces fongiques), - Endomycorhizes (300 00 espèces végétales, 200 espèces de champignons).  **[4. Prédateurs :]** - 150 espèces dont les Chytridiomycota, Oomycota, Zygomycota, Dicaryomycota, - Nématodes et petits animaux, - Gros animaux : arachnides : 5. **[Moyens de lutte : ]** Destruction des plantes de pomme de terre en 1840 en Irlande par Phytophtora infestants. 1^er^ fongicide mis au point 50 ans plus tard (Gayon, chimiste botanique et Millardet, botaniste), 1/3 de la production végétale est perdue chaque année suite aux dégâts engendrés par les champignons (pertes estimées à 3-4 milliards d'euros par an). Dépense de 1,5 milliards d'euros par an : - Première génération : molécules inorganiques (très utilisée avant 1960) : - Cas du mildiou de la vigne ou de la pomme de terre. Utilisation d'un mélange de sulfate de cuivre avec de l'hydroxyde de calcium = bouillie bordelaise. D'autres dérivés cuivrés out été utilisés. Actifs que sur les zoospores à l'extérieur de la plante, - Utilisation possible aussi de soufre qui sous l'action de la chaleur se transforme en gaz qui agit aussi sur les spores, - Utilisation des métaux lourds (mercure) : problème de toxicité pour les animaux. - Deuxième génération : molécules organiques, molécules de synthèse : - Dérivés mercures (Ceresan) dont certains ont été interdits après 1971 (acides phényl-mercurique), - Dérivés phénoliques, - Dérivés soufrés (Thiram, Ferbam, Ziram), - Phtalamides (Captafol), - Inhibiteurs de la synthèse des stérols fongique : Biternatol, Fendapanil. - Troisième génération : molécules systémiques : de synthèses, qui agissent après diffusion dans la plante, synthèse vers 1960 : - Bénomyl (stable et non toxique) : s'accumule dans les parois via le xylème. Problème de résistance acquise par certains pathogènes, - Fosetyl, metalaxyl : s'accumule dans le cytoplasme via le xylème et la phloème. 6. **[Utilisations des champignons par l\'homme :]** - [Utilisation comme nourriture : ] 10 000 champignons « à chair » seuls quelques mortels. Des champignons non microscopiques. Pas de règle simple pour les distinguer (pièce d'argent, limace) sinon de ne cueillir que ceux que l'on connaît... Champignons que l'on sait cultiver : agaricus visporus et pholiota nameko, la morille, la truffe (mais on ne sait pas en produire inductriellement).  On ne sait pas cultiver industriellement : - [Utilisation dans des process alimentaires :] Pour la panification, Pour la bière (différentes souches de champignons en fonction de différentes bières), pour le vin, ou les vins liquoreux =\> on utilise différents champignons pour les différentes production ! Pour les fromages, (camenbert et brie avec penicillium camembertii, Roquefort et gorgonzola avec penicillium roqueforii), Pour les sauces au soja et dérivés (Aspergillus oryzea). - [Poisons ou champignons hallucinogènes :] Pour les plantes comme pour l'homme, Ergot du seigle (Gangrène, vasoconstriction des muscles, action sur le systèmes nerveux hallucinogène), =\> neurotoxines car agissent sur les systèmes nerveux, par exemple chez les vaches consommant de l'herbe infectée, Mycotoxines dont les Aflatoxines (Aspergillus flavus) provoquant des hémorragies, des cancers dont cancer œsophagien, Sesquiterpènes tétracycliques syndrome hémorragique, vomissement, nausées, diarrhées... Molécules mortelles : 1 er groupe :molécule du groupe des amanitines et des phallotoxines (A. vireuse et A. phalloïde) : dégâts sur le foie, les intestins et les reins.... A l'origine de 50% des décès liés à l'ingestion de champignon. 1179 cas recensés par centre anti poison, La morille faut la faire cuire car il y a des toxines thermolabiles, Le coprin ne doit pas être accompagné d'une consommation d'alcool dans les 72 heures qui suivent car renferme des molécules qui bloquent la métabolisation de l'alcool, 2^nd^ groupe : monométhylhydrazine et orellaline (Gyromitra qui ressemble à une morille et serait à l'origine de la maladie de Charcit...), Molécules considérés comme non mortelles : molécule dont la coprine, les muscarines, muscimol et molécules hallucinogènes comme la psilocybine (ressemble à la sérotonine qui est un neurotransmetteur). - [Exploitation médicale des molécules fongiques :] - Antibiotiques : - Pénicilline : Fleming en 1927 (contamination de Staphylococcus aureus par une moisissure : Penicillium notatum) Action contre les GRAM +, - Céphalosporine (1960) : isolée à partir de Cephalosporium, actif contre les GRAM --, - Griséofulvine (1950) : découverte chez Penicillium griseofulvum. - Immunosuppressions : - cyclosporine (1970) : diminue les réactions immunologiques (rejet de greffes) et activité antifongiques et antivirales, traitement de certains diabètes, arthrose... - [Autre exploitation commerciale :] - Métabolites : - dans l'acide citrique (sodas et aliments pour conserver ceux-ci), - Riboflavine, - Acide gibbérellique (Fusarium monoliforem). - Enzymes : amylase, invertase et pectinase (préparation de jus de fruits). - Biocides dont les SDP : huiles essentielles, métabolites secondaires. - Coloration des fibres : 9 champignons différents.