À des centaines de mètres sous la surface du Michigan, États-Unis, existe un écosystème pratiquement invisible, sans lumière et isolé depuis des millions d’années. Là, des scientifiques ont détecté une communauté de champignons cachée, beaucoup plus abondante et diversifiée que prévu.
La découverte est issue de l’analyse de l’eau extraite de six puits de gaz de la formation géologique Antrim Shale, situés entre 247 et 556 mètres de profondeur. Les échantillons contenaient des milliers de cellules fongiques par millilitre.
L’étude, publiée dans The ISME Journal, représente une avancée car elle fournit des estimations sur la biomasse de champignons présente dans les eaux profondes du sous-sol, un environnement encore peu exploré.
Champignons cachés sous le Michigan : un groupe de scientifiques révèle un grand écosystème souterrain de millions d’années. Photo : Clarín.
Une communauté microscopique cachée entre des roches anciennes
Les chercheurs ont collecté 80 litres d’eau de chaque puits, tous avec au moins une décennie d’activité de pompage. Dans les échantillons, ils ont identifié entre 41 000 et 69 000 cellules microbiennes par millilitre.
Dans cet ensemble, entre 4 200 et 6 800 cellules par millilitre correspondaient à des champignons. De plus, plus de 99 % de la biomasse fongique détectée était constituée de cellules individuelles et non des filaments caractéristiques généralement associés à ces organismes.
Les conditions variaient également selon la profondeur. Tandis que le puits situé à 247 mètres contenait de l’eau douce, celui situé à 556 mètres présentait une concentration considérablement plus élevée de sels.
Par la suite, l’équipe a réussi à cultiver 205 isolats, qui ont été regroupés génétiquement en 67 ensembles appartenant aux groupes Ascomycota et Basidiomycota.
Des champignons qui pourraient intervenir dans le cycle du carbone
Parmi les organismes identifiés est apparu Irpex cf. lacteus, lié à des champignons capables de dégrader la lignine. Sa présence a été détectée dans les six puits par analyse ADN.
La formation Antrim Shale s’est formée durant le Dévonien supérieur, il y a environ entre 383 et 359 millions d’années. Ses roches contiennent une abondante matière organique provenant de anciens dépôts biologiques.
C’est pourquoi l’une des hypothèses avancées est que certains champignons pourraient participer à la transformation de ce carbone ancien, générant des composés que d’autres microorganismes utiliseraient ensuite.
Cependant, cette possibilité n’a pas encore été démontrée. Trouver des champignons vivants ou leur ADN ne permet pas à lui seul d’établir quelles fonctions ils développent dans le sous-sol ni s’ils restent actifs ou en état latent.
Champignons cachés sous le Michigan : un groupe de scientifiques révèle un grand écosystème souterrain de millions d’années. Photo : Clarín.
Une diversité qui peut cacher des organismes encore non décrits
L’analyse génétique a également révélé des signes d’une biodiversité potentiellement inconnue. Parmi les 67 groupes récupérés, 26 n’ont pas pu être assignés avec certitude à un genre.
De plus, 13 ont présenté des niveaux de similarité génétique inférieurs à 98% par rapport à des organismes connus. L’un des cas les plus frappants était Teichospora sp. QM01, dont la séquence a montré à peine 74% de similarité avec les références disponibles.
Cependant, ces résultats ne permettent pas d’affirmer que 13 nouvelles espèces ont été découvertes. Des études taxonomiques et biologiques supplémentaires seront nécessaires pour déterminer leur véritable identité.
Les organismes ont été préservés dans l’Herbier de l’Université du Michigan, ce qui permettra de futures recherches sur cette communauté microbienne souterraine.
Comment ces champignons peuvent affecter la santé et l’environnement
La présence de champignons dans des environnements profonds n’implique pas nécessairement un risque pour les personnes. La plupart de ces organismes restent isolés du contact humain et, dans cette étude, aucune relation avec des maladies n’a été établie.
Leur importance environnementale pourrait être plus grande. Les champignons remplissent des fonctions essentielles dans la transformation de la matière organique et participent aux cycles des nutriments et du carbone, même dans des écosystèmes où les conditions semblent incompatibles avec la vie.
Dans ce cas, comprendre leur activité pourrait aider à savoir comment se transforme le carbone stocké pendant des millions d’années et comment interagissent champignons, bactéries et autres microorganismes sous terre.
De plus, identifier des communautés inconnues élargit la connaissance de la biodiversité microscopique de la planète. Bien que leurs effets concrets doivent encore être étudiés, ces organismes pourraient apporter de nouvelles clés sur l’évolution des écosystèmes souterrains et les processus naturels qui se produisent loin de la surface.
La découverte démontre ainsi que la biodiversité ne s’arrête pas là où la lumière disparaît. Sous le Michigan, les roches anciennes conservent des communautés microscopiques qui pourraient jouer un rôle important dans le fonctionnement de l’un des écosystèmes les plus inaccessibles de la planète.