Réponses spécifiques aux mycorhizes des propriétés du sol de la rhizosphère et des traits des racines fines suite à l’ajout de microplastiques en polystyrène dans une forêt mixte tempérée

Pourquoi les minuscules plastiques en forêt comptent

La plupart d’entre nous ont entendu parler des microplastiques dans les océans, mais on prête beaucoup moins d’attention à ce qui se passe lorsque ces petits fragments plastiques s’accumulent en forêt. Pourtant, les forêts filtrent massivement les particules en suspension dans l’air, et les microplastiques peuvent progressivement s’entasser dans le sol où les racines d’arbres et leurs partenaires fongiques cherchent l’eau et les nutriments. Cette étude pose une question apparemment simple mais aux grandes implications : comment les microplastiques modifient-ils la vie souterraine des arbres, et ces changements peuvent-ils altérer le fonctionnement des forêts dans un monde qui se réchauffe et se pollue de plus en plus ?

Deux types d’aides fongiques sous les arbres

Les racines d’arbres travaillent rarement seules. La plupart s’associent à des champignons mycorhiziens, qui échangent des nutriments du sol contre des sucres produits par l’arbre. Les chercheurs se sont focalisés sur deux grands types de ces partenariats. Les champignons ectomycorhiziens (ECM) forment une gaine autour des racines et envoient des réseaux denses de filaments ; ils sont fréquents chez les conifères comme les pins et chez certains feuillus. Les champignons mycorhiziens arbusculaires (AM), plus répandus dans le monde, pénètrent à l’intérieur des cellules racinaires et aident de nombreux feuillus et cultures. Parce que ces partenaires fongiques utilisent des stratégies différentes pour obtenir l’azote et le phosphore, l’équipe a supposé qu’ils pourraient aussi réagir très différemment à l’arrivée de microplastiques dans le sol.

Une expérience dans une forêt mixte de montagne

Dans une forêt mature de pin koréen des monts Changbai en Chine, des scientifiques ont exposé de façon contrôlée des parties de systèmes racinaires à un sol mélangé à de petites billes de polystyrène, à une concentration comparable à celle déjà mesurée dans certains sols pollués. Ils ont étudié quatre espèces d’arbres, deux dominées par des champignons ECM et deux par des champignons AM. Pendant environ cinq mois, ils ont suivi les changements dans le sol adhérant aux racines (la rhizosphère) et mesuré un ensemble de traits des racines : chimie (carbone, azote, phosphore), longueur et épaisseur des racines fines, schémas de ramification, densité tissulaire et anatomie microscopique. Ils ont aussi quantifié la densité des filaments fongiques (hyphes), le taux de colonisation racinaire et l’activité des enzymes du sol impliquées dans la dégradation de la matière organique.

Des changements du sol opposés selon les équipes fongiques

L’ajout de microplastiques a poussé les rhizosphères ECM et AM dans des directions presque opposées. Autour des racines ECM, les microplastiques ont augmenté les formes d’azote disponibles pour les plantes et stimulé une enzyme liée au traitement de l’azote, mais ont réduit le phosphore et l’activité enzymatique associée. Le sol est devenu plus humide et légèrement plus acide. Autour des racines AM, le schéma s’est inversé : l’azote disponible, en particulier les nitrates, a diminué, tandis que le phosphore disponible et une enzyme clé libérant du phosphore ont augmenté, et le sol a eu tendance à être plus sec et moins acide. Ces contrastes suggèrent qu’une même pression de pollution peut reconfigurer le cycle des nutriments de façons très différentes selon les partenaires fongiques qui dominent une parcelle de forêt.

Les racines se réorganisent pour faire face

Les racines d’arbres ont aussi remodelé leur forme et leur chimie en réponse aux microplastiques, encore une fois de manières contrastées. Dans les deux types de partenariats, les racines sont devenues plus riches en carbone par rapport à l’azote et au phosphore, ce qui indique un état nutritif plus pauvre malgré certains gains dans le sol environnant. Les arbres associés à ECM ont produit des systèmes racinaires plus courts et plus épais, avec moins de ramifications et une densité tissulaire plus faible, mais avec des réseaux fongiques plus denses et une colonisation plus élevée. Cela indique une stratégie consistant à investir du carbone dans les champignons plutôt que dans des racines toujours plus fines, misant sur l’exploration fongique pour atteindre les nutriments dans un sol perturbé. Les arbres associés à AM, en revanche, ont développé des racines plus longues et plus fines avec plus d’extrémités et des tissus externes plus minces, tout en montrant une colonisation fongique réduite. Ils ont épaissi la couche superficielle des racines et élargi les tissus de transport internes, probablement pour se protéger des dommages physiques causés par les particules plastiques et pour déplacer l’eau et les nutriments plus efficacement par leurs propres racines plutôt que par l’intermédiaire des champignons.

Ce que cela signifie pour les forêts de demain

Pris ensemble, ces résultats montrent que la pollution par les microplastiques ne se contente pas de rester inerte dans le sol forestier : elle modifie l’humidité, l’acidité et la circulation de l’azote et du phosphore, et pousse les arbres avec des partenaires fongiques différents vers des tactiques de survie distinctes. Les arbres associés à ECM répondent en renforçant leurs alliances fongiques, tandis que ceux associés à AM comptent davantage sur des racines fines très exploratrices. Pour le grand public, le message est que de minuscules fragments plastiques peuvent discrètement modifier qui prospère dans une forêt, la rapidité du cycle des nutriments et la quantité de carbone que les arbres allouent au sol. À mesure que le dépôt de microplastiques continue d’augmenter, ces changements cachés dans la coopération racine–champignon pourraient progressivement altérer la composition des forêts et leur capacité à stocker du carbone et à soutenir la biodiversité.

Citation: Zhou, Y., Brunner, I., Liu, Z. et al. Mycorrhizal-specific responses of rhizosphere soil properties and fine-root traits to polystyrene microplastic addition in a temperate mixed forest. Commun Earth Environ 7, 203 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03237-0

Mots-clés: microplastiques en forêt, champignons des racines d’arbres, nutriments du sol, forêts tempérées, rhizosphère