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10 champignons et plantes carnivores que vous ne connaissiez pas
Environ 200 espèces de champignons sont connues pour attaquer, tuer et digérer de minuscules animaux, notamment des protozoaires, des rotifères, de petits arthropodes comme les tardigrades («ours aquatiques»), des copépodes et autres crustacés et des nématodes (vers). Plus de 600 espèces de plantes tuent également des proies animales, principalement des insectes, des araignées, d'autres arthropodes et même des petits vertébrés, notamment des grenouilles, des lézards, des rats et des oiseaux.
Pourquoi font-ils cela? Ces champignons et ces plantes se développent dans des habitats ne contenant que peu de nutriments, notamment l’azote, élément indispensable à la fabrication des protéines. Les champignons ont tendance à parasiter ou à décomposer les troncs ligneux des arbres, qui sont très limités en azote. Les plantes se trouvent généralement dans des tourbières acides, de la sphaigne ou dans d'autres environnements pauvres en azote.
La plupart des plantes absorbent l'azote par leurs racines, souvent avec l'aide de bactéries fixatrices d'azote, et la plupart des champignons absorbent les éléments nutritifs du sol. Mais dans leurs habitats pauvres en éléments nutritifs, ces champignons et ces plantes carnivores ont développé diverses formes de leurres et d’armes, certaines rivalisant avec les procédés les plus cruels et les plus brutaux de toute salle de torture médiévale pour attirer et tuer leurs victimes malheureuses.
10 cuvettes de toilette
Les quelque 150 espèces de plantes tropicales du pichet appartenant au genre Nepenthes se trouvent en Asie du Sud-Est, aux Philippines, à Bornéo, à Sumatra, en Nouvelle-Guinée, au Sri Lanka et dans la marge orientale de Madagascar. Certains d'entre eux sont assez grands. La plupart d'entre eux piègent et digèrent des animaux de toutes sortes, y compris des petits vertébrés.
Trois espèces des forêts tropicales montagneuses de Bornéo peuvent être appelées à juste titre (si elles ne le sont pas officiellement) des "pichets de cuvettes de toilettes" -Nepenthes lowii, N. Rajah, et N. macrophylla. En plus de piéger et de digérer les petits animaux dans des pichets plus petits poussant au sol, ces espèces possèdent également des «pichets de toilette» aériens modifiés poussant haut sur le sol sur des tiges en forme de vigne.
Ces cuvettes de toilettes aériennes sont spécialement conçues pour servir de perchoir aux arbres de montagne (Tupaia montana), car il lèche les sécrétions abondantes de nectar sucré produites par le couvercle du pichet. Pour atteindre le nectar, la musaraigne doit se percher directement au-dessus de l'ouverture en entonnoir du pichet, dont le bord n'est pas glissant comme celui de ses parents dévoreurs d'insectes. En se nourrissant, la musaraigne défèque souvent dans le pichet. La prochaine pluie garantira que le caca sera déversé dans le bol, où il sera digéré et fournira une source riche en azote pour la plante.
9 pleurotes
Pleurotes du genre Pleurotus font partie des champignons comestibles les plus prisés, récoltés à l'état sauvage par les mycophages humains (un mot grec qui signifie «mangeurs de champignons»). Les champignons à huîtres poussent sur les troncs des arbres mourants et morts et décomposent le bois. Le bois contient beaucoup de cellulose et de lignine, mais peu d'azote. Ces champignons astucieux exsudent des leurres chimiques pour attirer leurs proies microscopiques au nématode.
Lorsque les vers rampent sur les hyphes fongiques (filaments filiformes qui constituent l'essentiel de la masse du champignon), le champignon libère les toxines à la pointe de glandes minuscules en allumettes qui paralysent les vers. Le champignon envoie ensuite des hyphes digestifs dans la bouche de la victime. Ils pénètrent dans tout le corps et digèrent lentement le ver sans défense de l'intérieur tant qu'il est encore en vie.
8 crinière shaggy (cape à encre shaggy)
Un autre champignon comestible de choix (s'il est cueilli alors qu'il est encore jeune et frais) est la crinière poilue presque cosmopolite (Coprinus comatus). Un des champignons à capuchon d'encre, la crinière poilue autodeliquesces (digère ses propres branchies et capuchon sporifères) pour produire un désordre gluant, noir et liquide dans les quatre à six heures suivant le dépôt des spores ou sa collecte par un chasseur de champignons. Il doit être rapidement sauté ou placé dans un verre d'eau glacée pour éviter que cela ne se produise. La séquence photographique en accéléré ci-dessus montre comment cela se produit.
Les nématodes qui se nourrissent de bactéries fixatrices d'azote obtiennent beaucoup plus d'azote qu'ils ne peuvent en utiliser. Les vers excrètent la majeure partie de leur excès d’azote sous forme d’ammoniac, raison pour laquelle ils sont la principale proie des champignons les plus carnivores. La crinière velue s'attaque à deux espèces de nématodes qui attaquent les plantes-Panagrellus redivivus et Meloidogyne arenaria. Lorsqu'ils entrent en contact avec ces champignons, les vers sont endommagés par de minuscules «boules épineuses» ressemblant à un macis aux extrémités de petites branches hyphales. Les pointes creuses des boules épineuses percent la cuticule du ver et la pression interne élevée du nématode force son contenu corporel à l'extérieur. Cette blessure mécanique, associée à un puissant cocktail de poisons libérés par les pics, tue le ver en quelques minutes. Les hyphes colonisateurs pénètrent ensuite dans le corps de la victime à travers les plaies pour digérer et assimiler son contenu.
7 Un champignon qui tue avec un filet
Arthrobotrys oligospora est un champignon anamorphique (à reproduction exclusivement asexuée) qui ne produit pas de fructification (champignons). Il produit un réseau adhésif tridimensionnel complexe de collets collants en forme d'anneau qui se lient chimiquement à la surface de la cuticule d'un nématode. La lectine (une protéine hautement spécifique pour certains glucides) à la surface du filet se combine de manière irréversible avec un sucre spécifique sur la cuticule pour former un lien incassable. Peu importe combien le ver lutte, il ne peut pas briser ces liens ni s'échapper.
De loin le plus répandu et le plus abondant de tous les champignons piégeurs de nématodes, A. oligospora vit dans le sol, les excréments d’animaux et même dans les eaux douces et de mer où il se nourrit de végétation en décomposition. Il ne produit ses filets collants que lorsque les nématodes apparaissent, ce que le champignon peut détecter grâce à l'odeur des vers.Les vers sécrètent une famille de phéromones chimiques appelées ascarosides, qu'ils utilisent pour communiquer entre eux, contrôler leur nombre et localiser leurs partenaires. De cette façon, les champignons ne gaspillent pas inutilement l'énergie et les ressources nécessaires pour créer leurs pièges.
Différents champignons piégeant les nématodes réagissent à différents ensembles d’ascarosides en fonction de leur espèce de nématode préférée, mais la parcelle s’épaissit davantage. Certaines bactéries libèrent de grandes quantités d'urée, qui se diffuse dans le sol et est absorbée par le champignon. Les champignons le convertissent ensuite en ammoniac, ce qui stimule la production de leurs réseaux adhésifs. L'urée attire également les nématodes, dont le nombre augmente à mesure qu'ils se régalent de bactéries. En réponse, les bactéries augmentent leur production d'urée, ce qui incite le champignon à produire plus de filets adhésifs pour piéger les nématodes et maîtriser leur nombre. Les bactéries enrôlent donc intelligemment les champignons dans leur propre défense contre les vers! En fin de compte, l'ammoniac libéré par les nématodes mangeurs de bactéries fournit l'azote recherché par les champignons.
6 Un champignon qui tue avec un lasso
Certains champignons tuant les nématodes, comme Anchonie de Dreschlerella créer des lassos pour attraper une proie. Ils sont produits par trois cellules sur une branche hyphale spécialisée et forment un cercle et fusionnent pour former un minuscule anneau constrictif d'un diamètre de 0,03 mm seulement. Un nématode pénétrant dans l'un de ces anneaux rompt mécaniquement une ligne de faiblesse le long des parois internes des cellules formant l'anneau. La pression osmotique interne des cellules provoque la pénétration de l'eau à l'extérieur à travers la pause, ce qui les fait gonfler et augmente leur volume de trois fois en un dixième de seconde. L'anneau gonflé contraint le ver impuissant dans un nœud coulant où il est impossible de s'échapper. Les contractions du ver entraînent souvent son emprisonnement dans un deuxième nœud coulant, comme indiqué ci-dessus. (Notez que dans la vidéo ci-dessus, le champignon est identifié à tort comme Arthrobotrys oligospora.)
Une fois le ver capturé, des hyphes envahissants émergent des cellules de l'anneau qui pénètrent dans le corps de la victime et le digèrent vivants de l'intérieur. Une version très ancienne d'un champignon tueur de nématodes utilisant des anneaux constricteurs a été documentée dans un fragment d'ambre fossilisé vieux de 100 millions d'années originaire du sud-ouest de la France. Il vivait pendant le Crétacé moyen, quand de gigantesques dinosaures erraient encore sur la planète et que des reptiles volants régnaient sur les cieux. Mais contrairement à ses homologues modernes, ces anneaux étaient formés d’une seule cellule au lieu de trois et étaient encore plus minces (à peine 0,015 mm).
5 vésicules
Plus de 200 espèces du genre Utricularia On les trouve dans les habitats d'eau douce (comme les étangs et les tourbières) et dans les sols humides et peu nutritifs de tous les continents, à l'exception de l'Antarctique. Tous sont carnivores. Bien qu'il s'agisse de plantes très généralisées dont les tissus, à l'exception de leurs fleurs, ne se différencient pas en tiges, racines et feuilles, elles capturent toutes leurs petites proies animales au moyen de dispositifs très sophistiqués de capture de la vessie. Ces pièges à vessie uniques ne se trouvent que dans ce genre de plantes.
La vessie crée un vide interne partiel en pompant activement l’eau à l’intérieur de la vessie vers l’extérieur, ce qui provoque l’effondrement des parois de la vessie. L’ouverture en forme de bouche est alors efficacement scellée par une combinaison de tissus flexibles spécialisés et d’un mucilage collant qui empêche l’eau de pénétrer. Près des poils déclencheurs très sensibles, le mucilage est enrichi en glucides sucrés, qui attirent les proies.
Quand un petit copépode, un cladocère ("puce d'eau") ou une autre proie de taille appropriée frotte les poils de la gâchette, le sceau est brisé mécaniquement, les parois latérales se remettent en place et l'eau rentre à l'intérieur par la bouche ouverte, transportant le malheureux proie avec elle. Tout cela se passe en moins de 0,001 seconde. Le piège est immédiatement refermé, l'eau est rapidement pompée à l'extérieur et le piège est réinitialisé. La proie piégée est ensuite digérée par les enzymes libérées à l'intérieur de la vessie.
4 Butterworts
Les butterworts du genre Pinguicula appartiennent à la même famille (Lentibulariaceae) que les vésicules. Cependant, ils utilisent des «pièges à mouches», constitués de glandes pédonculées (pédonculées) très fines ressemblant à des poils sur la face supérieure de leurs feuilles, qui sécrètent des gouttelettes brillantes de mucilage collant. On pense que ce mucilage luisant attire les insectes à la recherche d’eau.
Les insectes s’aventurant sur le mucilage se coincent. Les luttes de l'insecte entraînent un léger repliement des bords de la feuille, enfermant partiellement la proie et libérant un mucilage plus collant. Les glandes sessiles situées sous les glandes pédonculées sécrètent ensuite des enzymes qui digèrent la proie piégée. Les produits de la digestion sont absorbés par la feuille à travers des trous de la cuticule protectrice cireuse, appelés lacunes cuticulaires. Ces trous sont très inhabituels chez les plantes et exposent les nymphes à la déshydratation.
Leurs fleurs aux couleurs vives, avec leur nectar sucré, sont perchées au sommet de longues tiges centrales pour attirer les pollinisateurs sans courir le risque de les tuer. Leurs pièges à feuilles de papier-mouche sentant le moisi sont disposés beaucoup plus près du sol pour attirer les moucherons, les moucherons et autres insectes à la recherche d'eau.
3 Sundews
Sundews utilise des pièges à mouches beaucoup plus élaborés que les butterworts et plus de 180 espèces du genre Drosera appartiennent à une autre famille (Drosseraceae). Leurs poils glanduleux luisants (qui donnent leur nom commun au sundewund) sont beaucoup plus gros et plus remarquables que ceux des butterworts, mais ils fonctionnent exactement de la même manière. Les glandes exsudent un nectar pour attirer les insectes, ainsi qu'un mucilage collant et des enzymes digestives.
Les mouches et autres insectes qui atterrissent sur les feuilles pour boire le nectar sont piégés et retenus par la colle.D'autres poils glandulaires sont mis en jeu et une partie ou la totalité de la feuille peut aussi se courber pour renfermer la proie. Ces actions se produisent au ralenti et peuvent prendre plusieurs heures, mais la proie, collée à l'adhésif, ne va nulle part! Les poils des feuilles libèrent ensuite les enzymes qui digèrent lentement la victime.
2 pichets insectivores
Les plantes de pichet forment leurs feuilles dans des pièges à fosses, des bassins hauts et creux ressemblant à des trompettes, contenant un mélange d'eau acide et d'un agent mouillant semblable à un détergent (surfactant). Ces feuilles en forme de pichet ressemblent également à des fleurs attirant les insectes qui virent progressivement au rouge pourpre à cause de l'accumulation de pigments appelés anthocyanes, les mêmes pigments responsables des couleurs brillantes que nous voyons lorsque les feuilles tournent à l'automne. Près de l'ouverture du piège, les feuilles produisent également un nectar sucré qui attire les mouches, les fourmis, les coléoptères et autres insectes.
Les parois intérieures verticales de la partie supérieure du pichet sont recouvertes d'une cire glissante qui fait glisser une mouche ou un autre insecte dans la piscine d'eau qui l'attend en dessous. Si la proie parvient à s'échapper du piège à eau, elle vole à toute vitesse dans les parois escarpées du tube en forme de trompette et est renversée dans l'eau. L'agent mouillant empêche rapidement l'insecte de s'échapper et le fait couler au fond, où il est lentement digéré par le liquide acide. Ce processus est facilité par les bactéries vivant dans cette soupe qui apportent leurs enzymes digestives.
Une douzaine d’espèces d’un même genre (Sarracenia) se trouvent dans les tourbières acides de l'est de l'Amérique du Nord, et deux fois plus que celles appartenant à un genre différent (Heliamphora) vivent en Amérique du Sud. Une seule espèce d'un troisième genre, Nepenthesse rencontre dans le nord de la Californie et de l’Oregon.
1 broméliacées carnivores
Les broméliacées constituent une famille d'environ 3 000 espèces de plantes primitives associées aux graminées et aux carex que l'on trouve presque exclusivement dans les régions tropicales et subtropicales américaines. Une seule espèce est présente en Afrique. Cette famille comprend l’ananas, la mousse d’Espagne et d’innombrables espèces d’épiphytes dans les nuages et les forêts tropicales tropicales d’Amérique centrale et du Sud. Beaucoup de ces plantes aériennes vivent très haut dans les arbres, où elles absorbent le dioxyde de carbone dont elles ont besoin pour la photosynthèse directement dans l'air. Les bases superposées des feuilles des «broméliacées citernes» stockent généralement des flaques d'eau qui fournissent des pépinières dans lesquelles les grenouilles tropicales peuvent pondre leurs œufs et éclosent leurs têtards.
Plusieurs broméliacées sont également des plantes succulentes communes vivant dans les déserts du sud-ouest des États-Unis. Ces plantes sembleraient parfaitement pré-adaptées pour développer un mode de vie carnivore, d’autant plus que les insectes tombent souvent dans les flaques d’eau et se noient. Cependant, trois espèces seulement sur deux genres (Brocchinia et Catopsis) sont réellement carnivores. Les feuilles dressées de ces trois espèces sont spécialisées dans le stockage de flaques d'eau permanentes. Leurs feuilles sont recouvertes d'une poudre friable qui réfléchit le rayonnement ultraviolet et attire les coléoptères et autres insectes sensibles aux rayons UV. L'attraction est renforcée par des sécrétions de type nectar sur lesquelles les insectes se nourrissent. Les insectes qui atterrissent sur la surface poudreuse perdent leur pied et tombent dans l'eau, où ils sont digérés par une combinaison d'enzymes produites par la plante et de bactéries vivant dans les piscines.