Partie III de la série « Sommes-nous en train de donner l’Alzheimer à la terre ? »
Bienvenue dans la suite de « Sommes-nous en train de donner l’Alzheimer à la terre ? », une exploration de l’intelligence et de la mémoire des forêts, et de la manière dont l’exploitation forestière pourrait les affecter.
Dans la partie I, j’ai expliqué les origines de cette enquête, comment, en 2017, j’ai entendu dire que les anciens Lakota détectaient « quelque chose qui ressemble à la maladie d’Alzheimer » dans les Black Hills du Dakota du Sud, comme si les collines « oubliaient ». Puis, bien plus tard, j’ai appris qu’entre 1998 et 2016, le Service forestier américain avait mené une campagne massive d’éclaircissement des arbres dans les Black Hills en réponse à une infestation de dendroctones du pin ponderosa. En mettant ces deux éléments en parallèle, la question s’est imposée d’elle-même : cet éclaircissement, ajouté à la destruction causée par les coléoptères, a-t-il affecté les fonctions cognitives de la forêt au point que les anciens Lakota aient pu le détecter ?
Comment ces anciens ont-ils pu détecter quelque chose comme la maladie d’Alzheimer dans la forêt ? C’est une autre question. La manière dont les peuples autochtones comprennent leurs terres découle d’une relation très différente de celle incarnée par l’analyse scientifique, et la soumettre à une telle analyse est problématique à plusieurs niveaux. Ce que je peux faire, cependant, c’est examiner ce que la science peut nous dire pour savoir s’il existe une mémoire dans les forêts susceptibles d’être perdues, ce à quoi nous reviendrons bientôt. Mais d’abord, parlons un peu plus des plantes qui composent la forêt, puis des champignons qui les relient.
Pour rappel, dans la partie II, nous avons appris que, plutôt que de rester immobiles, comme des « plantes en pot » proverbiales, les plantes interagissent et perçoivent de manière complexe ce qui les entoure. À travers une multitude de gradients (plus de 20), notamment la lumière, le toucher, l’odorat, la gravité et même l’électromagnétisme, leurs feuilles, leurs pousses et leurs racines « lisent » leur environnement et utilisent ces informations pour localiser les nutriments, la lumière et l’eau, calibrer leur croissance, réguler leur transpiration, réagir aux menaces et communiquer. Lorsque des stress surviennent, les plantes en tirent des enseignements et ces enseignements sont mémorisés, principalement de manière épigénétique. L’épigénétique fait référence aux changements à la surface des gènes qui affectent leur expression, survenant au cours de la vie de l’organisme, par opposition aux changements dans la séquence génétique dus à des mutations aléatoires d’une génération à l’autre. Par exemple, en modifiant la régulation d’un gène impliqué dans la floraison, les plantes sont capables de conserver la mémoire des conditions météorologiques hivernales, ce qui les aide à déterminer le moment de la floraison au printemps. Et cette mémoire peut également être transmise à la descendance.
Mais ce n’est en réalité que la moitié du tableau, la moitié supérieure. Pour comprendre pleinement l’intelligence des plantes, nous devons nous rendre sous terre, un voyage dans lequel nous sommes précédés par nul autre que Charles Darwin.
Bien que Darwin soit surtout connu pour sa théorie de la sélection naturelle, il a consacré ses dernières années à l’étude des plantes, en particulier à leur mouvement. Cela est intéressant en soi. La plupart des gens considèrent les plantes comme à peine plus animées que des rochers. Mais Darwin, avec son sens aigu de l’observation, voyait le contraire. Il voyait une activité et un mouvement constants. Et aucune partie de la plante n’attirait autant son attention que la racine (radicule), en particulier son extrémité.
« Nous pensons qu’il n’existe chez les plantes aucune structure plus merveilleuse, en termes de fonctions, que l’extrémité de la radicule ». C’est ainsi que commence le dernier paragraphe de l’avant-dernier ouvrage de Darwin : La faculté motrice dans les plantes. La phrase « … aucune structure plus merveilleuse » mérite d’être répétée. Ce ne furent ni les fleurs colorées, ni les fruits et les graines étonnantes, ni les feuilles multiformes qui attirèrent son attention. Ce furent les racines modestes, recouvertes de terre. Là, il observa « divers types de sensibilités » et nota comment l’extrémité de la racine « transmet une influence » aux autres parties de la plante, telles que les pousses, les feuilles, les vrilles, ainsi qu’aux autres racines.
Il est important de noter que Darwin voyait ces phénomènes. En collaboration avec son fils Francis, dans leur maison de campagne, Darwin mit au point une série d’expériences ingénieuses pour révéler et suivre les mouvements autrement indétectables des plantes, ce que nous accomplissons aujourd’hui grâce à la vidéo en accéléré. Il influençait la racine de différentes manières, en touchant un côté ou l’autre, en introduisant de l’eau ou des facteurs de stress, puis, avec beaucoup de patience et une conception scientifique habile, observait comment le reste de la plante réagissait. C’était comme s’il communiquait avec la plante, dirigeant ses mouvements par son interaction avec les extrémités des racines. Ce qui le marqua clairement. Dans la dernière phrase de ce dernier paragraphe, il lâcha une conclusion fracassante : « Il n’est guère exagéré de dire que l’extrémité de la radicule ainsi dotée, et ayant le pouvoir de diriger les mouvements des parties adjacentes, agit comme le cerveau des animaux inférieurs… ».
C’est ce qui est devenu connu sous le nom d’« hypothèse du cerveau racinaire » de Darwin. Il faut reconnaître que ce n’est pas un concept facile à comprendre. En effet, outre l’idée que l’extrémité de la racine « dirige les mouvements des parties adjacentes », Darwin affirmait que les racines devaient être considérées comme « situées à l’extrémité antérieure (avant ou tête) du corps, recevant les impressions des organes sensoriels et dirigeant les différents mouvements ». Pour se représenter cela, imaginez un être humain, ou n’importe quel animal d’ailleurs, avec la tête dans le sol et le reste du corps flottant au vent au-dessus.
Darwin endura de vives critiques pour ses conclusions. Le botaniste éminent de l’époque, Sir Julius Sachs, ridiculisa les expériences menées par Darwin dans son cottage, les qualifiant de travaux primitifs de campagnards, et la théorie disparut discrètement. Pourtant, des recherches ultérieures confirment les théories de Darwin de manière intéressante. Il est important de noter que Darwin ne parlait pas seulement de l’extrémité de la racine, mais d’une région spécifique qu’il avait discernée juste derrière cette extrémité. Et bien sûr, les scientifiques ont délimité une région située à 1 – 1,5 millimètre derrière l’extrémité de la racine qui semble avoir des « sensibilités » particulières, comme l’aurait dit Darwin, ainsi que des capacités spéciales, telles que la transmission d’une « influence sur les autres parties ».
Une découverte historique rencontre la science moderne
Frantisek Baluska, un physiologiste végétal slovaque, ne cherchait pas à découvrir l’intelligence lorsqu’il a découvert cette région particulière, que lui et ses collègues baptisèrent « zone de transition ». Il essayait surtout de comprendre pourquoi les cellules de cette région spécifique ne se développaient pas, ne se reproduisaient pas et ne s’allongeaient pas. Il a alors découvert qu’elles avaient d’autres fonctions. Ces fonctions consistent à détecter l’environnement, à intégrer des informations, à orienter la croissance des racines et à communiquer avec le reste de la plante. « Les cellules de cette zone unique sont spécialisées dans le traitement neuronal des informations sensorielles… communiquant via des synapses spécifiques aux plantes », m’a-t-il écrit, et sont « très actives sur le plan électrique ».
Il est intéressant de noter que, si l’extrémité d’une racine ne parvient pas à remplir sa fonction de recherche d’eau et de nutriments, la plante peut s’en débarrasser en la privant de sucres. Cela semble indiquer que, bien que les extrémités des racines remplissent une fonction de « centre de commande », l’ensemble de la plante est impliqué. Les feuilles, les tiges et les racines perçoivent activement les phénomènes aériens et souterrains, grâce à des signaux électriques et chimiques qui circulent de haut en bas et d’un côté à l’autre dans toute la plante. Comme l’explique Baluska : « Il existe de multiples canaux pour l’intégration racine-tige des plantes, allant des circuits mécaniques et bioélectriques à diverses voies biochimiques. Les signaux d’intégration circulent non seulement à l’intérieur du corps de la plante, mais aussi autour de celui-ci sous la forme de diverses substances volatiles et de champs bioélectriques ».
Comme Darwin avant lui, cependant, les travaux de Baluska et de ses collègues furent rejetés. Une critique publiée en 2007 m’a amené à me demander si les auteurs avaient réellement lu les travaux scientifiques en question. Par exemple, dans la deuxième phrase de Plant Neurobiology : No Brain, No Gain?, ils écrivent : « Ses partisans ont suggéré que les plantes supérieures possèdent des nerfs, des synapses, l’équivalent d’un cerveau localisé quelque part dans les racines, et une intelligence ». Mais Baluska et ses collègues n’ont jamais avancé cela. Comme Darwin avant eux, ils ont toujours précisé que ces phénomènes étaient « similaires » à ceux observés chez les animaux, décrivant soigneusement leurs observations comme « spécifiques aux plantes ». C’est une distinction assez importante que ces critiques ont ignorée. Mais ce qui m’a vraiment frappé, ce sont les mots « quelque part dans les racines ». Je ne suis même pas scientifique, mais il me semble évident que la zone de transition décrite par Baluska se trouve à un endroit très précis, entre 1 et 1,5 millimètre derrière l’extrémité. Comment ces critiques en sont-ils arrivés à « quelque part dans les racines » ? Et qu’est-ce que cela révèle sur la pertinence de leurs critiques ?
Le « cerveau » des racines rencontre le réseau fongique
Une chose que Baluska m’a écrite me semble particulièrement pertinente pour notre sujet : « Cela est pertinent non seulement pour la navigation de l’apex racinaire, mais aussi pour la communication avec les champignons symbiotiques ». Il fait référence aux champignons mycorhiziens (myco pour champignon, rrhiza pour racine), le réseau fongique souterrain communément appelé « wood wide web » (le « web forestier »). Il s’agit d’une intersection profonde. Nous avons ici un lieu d’intelligence végétale, la constellation des nombreuses extrémités racinaires de la plante, qui interagit avec les réseaux fongiques qui fournissent un moyen de communication entre les plantes individuelles. Quelque chose comme des cerveaux connectés à quelque chose comme un réseau neuronal.
Examinons cela en commençant par la plus petite échelle possible.
Image tirée de Nature, par David Read.
Ce que vous voyez ci-dessus est un réseau mycorhizien se formant entre deux plants de pin. La partie blanche est composée de filaments mycorhiziens, qui enveloppent les racines ou s’agrègent pour former des fils visibles ou des « cordes ». Il existe d’autres filaments invisibles, car les brins individuels de mycélium sont microscopiques. On parle de symbiose, car cette relation profite aux deux parties, les arbres et les champignons. Les semis photosynthétisent la lumière et utilisent l’énergie pour produire des sucres qu’ils envoient aux champignons en échange de l’eau et des nutriments que ceux-ci puisent dans le sol. Des signaux électriques et chimiques circulent également entre eux, permettant la transmission d’informations.
La photo ci-dessus a été prise en laboratoire, elle ne représente donc pas un écosystème naturel, mais elle nous donne une certaine perspective. Remarquez, par exemple, la proportionnalité, à quel point les semis semblent petits et insignifiants par rapport à ce qui se passe en dessous. Et, tandis que les semis en surface semblent déconnectés, sous terre, ils sont reliés par un riche réseau de filaments qui semblent s’étendre et s’entrecroiser avec ardeur. Il se passe quelque chose d’important là-dessous, et ces relations ont eu beaucoup de temps pour se développer. On pense que les champignons et les plantes coévoluent depuis 400 millions d’années.
Imaginez maintenant ce qui doit se passer sous un endroit comme celui-ci :
C’est le genre d’endroit que la scientifique forestière Suzanne Simard, auteure de Finding the Mother Tree (tr fr À la recherche de l’arbre-mère), a passé la majeure partie de sa vie à étudier, les genoux dans la terre, fouillant au milieu de réseaux d’une densité et d’une complexité étonnantes. Une seule cuillère à café de terre dans une telle forêt, si chaque filament de mycélium était mis bout à bout, pourrait s’étendre sur dix kilomètres. Chaque arbre peut héberger jusqu’à 300 espèces différentes de mycorhizes et chaque espèce de champignon peut coloniser son propre répertoire d’arbres. Les nutriments, l’eau et les informations circulent dans toutes les directions dans une profusion vertigineuse, jour et nuit.
Il est difficile de comprendre comment tout cela fonctionne, car, dans une forêt, il est presque impossible d’examiner les fils individuels sans les détruire, et encore moins de discerner où ils mènent. Simard a toutefois trouvé un moyen.
Au milieu des années 1990, alors qu’elle travaillait dans l’industrie forestière canadienne, Simard observa comment, après une coupe à blanc, les bouleaux à papier qui repoussaient naturellement étaient pulvérisés ou coupés, car on pensait qu’ils entreraient en concurrence avec les sapins Douglas, plantés pour leur valeur économique. Simard remarqua également que, dans les forêts naturelles, le sapin et le bouleau semblent pousser assez bien ensemble, dans le cadre d’une progression naturelle. Elle soupçonnait l’existence d’une relation bénéfique. Elle savait également que les transferts bidirectionnels de carbone entre les arbres via les mycorhizes avaient été démontrés en laboratoire, mais pas encore en forêt. Comment pouvait-elle le vérifier ?
La réponse s’est avérée remarquablement simple : en alimentant une espèce avec des isotopes traceurs de carbone radioactif, puis en mesurant l’absorption dans l’autre espèce à l’aide d’un compteur Geiger. Dans sa conférence TED décrivant l’expérience, Simard avait du mal à contenir son enthousiasme au son du compteur Geiger. Car cela signifiait que le carbone circulait entre les sapins et les bouleaux. De plus, après analyse, elle découvrit que le carbone circulant des bouleaux vers les sapins avait plus que doublé lorsque les sapins étaient à l’ombre, ce qui indiquait une relation de coopération.
Ce fut une découverte majeure, qui a valu à Simard et à ses collègues une publication dans la prestigieuse revue Nature. C’est là que le terme « wood wide web » (le web forestier) fut inventé, non pas par elle, mais par un rédacteur en chef de la revue. Bien que leur bref article, intitulé « Net transfer of carbon between ectomycorrhizal tree species in the field » (Transfert net de carbone entre les espèces d’arbres ectomycorhiziens sur le terrain), ait été inséré parmi d’autres études, les rédacteurs choisirent de le mettre en avant, en intitulant la couverture avec ce terme désormais célèbre. Les médias populaires s’en emparèrent et l’histoire se diffusa.
D’autres découvertes allaient encore suivre. Bien que cela ne fasse pas partie de l’article publié dans Nature en 1997, Simard retourna voir ses arbres tests à l’automne, après que les bouleaux eurent perdu leurs feuilles, et répéta l’expérience. Dans quel sens pensez-vous que le carbone a circulé cette fois-ci ? Oui, du sapin, qui continuait à photosynthétiser, vers le bouleau. Une nouvelle preuve de coopération. Techniquement parlant, on parle de « relation source-puits », terme utilisé par Simard dans ses articles scientifiques. Cependant, lorsqu’elle s’adresse au grand public, elle parle davantage de partage et de coopération, ce que tous les scientifiques n’approuvent pas, comme nous le verrons.
Le motif devient de plus en plus dense
Dans son poème Just As The Winged Energy of Delight, le poète allemand Rainer Maria Rilke décrit la prise de conscience croissante d’un artiste émergent par les mots « le motif devient de plus en plus dense ». Ces mots s’appliquent également à la science. À mesure que Simard collaborait avec d’autres scientifiques, ainsi qu’avec ses étudiants diplômés, de nouvelles pièces venaient compléter le puzzle. Ils ont confirmé que non seulement le carbone circule entre les arbres, mais aussi le phosphore, l’eau et l’azote. En fait, on a découvert que les plantes non fixatrices d’azote recevaient, par le biais de réseaux fongiques, jusqu’à 40 % de leur azote provenant de plantes fixatrices d’azote.
Une pièce particulièrement révélatrice du puzzle est apparue lorsque l’un de ses étudiants diplômés, Keven Beiler, utilisa des outils génétiques pour retracer l’architecture d’un réseau fongique dans une petite forêt ancienne. Ce travail a révélé que les arbres les plus âgés étaient les plus connectés, comme des nœuds dans un réseau neuronal classique, similaires à bien des égards aux réseaux neuronaux que l’on trouve dans le cerveau humain. De plus, ces arbres plus âgés semblaient capables de reconnaître leurs propres congénères, leur fournissant du carbone pour les aider à survivre dans les sous-bois ombragés. Elle a également découvert que, lorsque ces arbres pivots mouraient, ils transféraient leurs réserves de carbone et leurs informations à la forêt environnante. Elle a finalement commencé à appeler ces arbres pivots plus âgés « arbres mères », d’où le titre de son mémoire, Finding the Mother Tree (À la recherche de l’arbre mère), présenté ici dans une brève vidéo.
« Ces vieux arbres sont ce qui relie la forêt », a déclaré Simard lors d’une conférence Bioneers. « Ils sont reliés à tous les autres arbres sous terre et leur communiquent toutes sortes d’informations sur la santé, la disponibilité des ressources, les infestations d’insectes ou d’agents pathogènes qui pourraient être présentes ». Cela semble tout à fait logique. Les arbres plus âgés ont plus de temps pour étendre leurs racines et les champignons plus de temps pour étendre leurs réseaux. Ils ont également plus de temps pour recueillir des informations qu’ils peuvent ensuite diffuser à travers le réseau. Les nouvelles graines qui germent à portée du réseau seront naturellement colonisées. Au fil du temps, le réseau s’élargit, s’approfondit et se complexifie, reliant tous les membres de la forêt d’une manière qui confère à tous une certaine résilience.
Mais là encore, comme pour Darwin et Baluska, ses travaux ont suscité des critiques, notamment autour de l’idée de coopération et de partage. En 2023, un groupe de mycologues a publié un article critiquant ses travaux, auquel Simard et deux de ses collègues ont répondu point par point. J’ai lu les deux et je trouve les critiques un peu confuses. Tout d’abord, elles visent moins les travaux scientifiques de Simard que la manière dont ils sont cités par d’autres, qu’ils jugent trop enthousiaste. Ils sont également troublés par la manière dont les médias et la culture populaires les ont romantisés. Le problème réside-t-il donc dans la science ou dans la réception ?
Quant aux critiques spécifiques concernant la conception et les méthodes scientifiques de Simard, les points soulevés semblent tatillons et plutôt insignifiants, des questions dont Simard a montré qu’elle était bien consciente et qu’elle avait essayé de contrôler. Et je me demande où mène un tel niveau d’examen lorsqu’il s’agit d’analyser les affirmations scientifiques de l’industrie forestière concernant ses différentes méthodes d’exploitation, telles que la coupe à blanc et la gestion des combustibles. Je serais tenté de considérer ces critiques comme les remontrances de scientifiques pédants, mais leurs conséquences sont trop graves, car elles renforcent le statu quo. La dernière phrase de leur résumé le montre clairement : « Nous concluons que les connaissances sur les CMN (réseaux mycorhiziens communs) sont actuellement trop rares et trop incertaines pour éclairer la gestion forestière ». Que la coupe à blanc continue.
La mémoire des forêts à la vue de tous
Seuls le temps et des recherches supplémentaires permettront de trancher la question. En attendant, le fait que les forêts et les écosystèmes possèdent une mémoire est si largement observé qu’il existe déjà un terme scientifiquement accepté pour le désigner : « mémoire de l’écosystème », défini ici comme « les espèces, les interactions et les structures qui rendent possible la réorganisation de l’écosystème ». Lorsqu’une forêt est perturbée, que ce soit naturellement, par un incendie par exemple, ou artificiellement, par l’exploitation forestière, elle a tendance à se souvenir de son organisation précédente et à repousser dans ce sens. Et, comme pour les plantes individuelles, l’intelligence et la mémoire, ou la résilience sont réparties dans tout le système. Elles se trouvent dans les plantes, les champignons, le sol, les insectes et les animaux, ainsi que dans les relations qui les unissent.
Nous avons une chance incroyable que les écosystèmes aient une telle mémoire. Comme le soutient Anastassia Makarieva, les écosystèmes ne se contentent pas de s’adapter aux conditions environnementales, ils les régulent activement. De ce point de vue, l’intelligence et la mémoire dont nous avons parlé ici peuvent également être considérées comme une sorte de capacité. Plus un écosystème est intact, plus il est capable de réguler son environnement. En effet, on pourrait soutenir que cette capacité, répartie sur toute la planète, est le mince réseau vert qui maintient les conditions nécessaires à la vie. C’est une capacité qui s’est développée au cours de milliers, voire de millions, voire de milliards d’années, mais elle n’est pas indestructible. Des perturbations suffisantes, répétées assez souvent, dégradent cette capacité jusqu’à la faire disparaître, et le système bascule alors vers un état dégradé et plus sec. Les chercheurs pensent que la forêt amazonienne se trouve actuellement au bord d’un tel précipice.
Bien sûr, nous nous concentrons ici sur les Black Hills du Dakota du Sud. Après avoir établi que les arbres et les forêts possèdent une intelligence et une mémoire à plusieurs niveaux, nous sommes maintenant prêts à examiner comment les pratiques d’exploitation forestière mises en place dans cette région, en réponse à l’infestation du dendroctone du pin ponderosa, ont pu affecter cette mémoire. Nous aborderons ce sujet dans le prochain volet de cette série. Mais voici un petit aperçu de ce qui nous attend : l’éclaircissement effectué par le Service forestier a été qualifié d’« élimination de l’étage dominant », c’est-à-dire l’abattage délibéré des arbres plus âgés, les arbres mères.
Texte original publié le 23 décembre 2025 : https://theclimateaccordingtolife.substack.com/p/brainy-roots-and-electric-threads