Premièrement, des animaux, comme des Arthropodes, Crustacés et Annélides mangent la matière organique (M.O) à la surface. Cette action de nourrissage déchiquète la M.O, ce qui augmente l’ère de surface accessible à d’autres organismes décomposeurs (tels les protozoaires). Les populations de fragmenteurs de la M.O et des décomposeurs sont contrôlées par des prédateurs, aussi bien qu’il existe une véritable chaîne alimentaire dans les sols.
A la fin de la chaîne, des bactéries et champignons se nourrissent aussi de petites molécules. En mangeant, en outre des protozoaires, des bactéries et des champignons, les nématodes ont un rôle important dans la chaîne alimentaire du sol car ils régulent les populations de leurs proies. De plus, étant donné que la concentration en élément dans les bactéries et les champignons est beaucoup plus grande que ce dont ont besoin les nématodes pour leur métabolisme, quand ils mangent bactéries et champignons, ils ingèrent trop de nutriments et, ainsi, le N, P, S, K, Fe… en accès sont relâchés sous forme soluble par les nématodes dans leurs excréments.
Lorsqu'une plante a besoin d'éléments nutritifs, via ses racines, elle sécrétera un exsudat défini qui attirera une espèce de bactérie ou de champignon qui s'accumulera à la surface des racines. À leur tour, protozoaires, nématodes et micro-arthropodes, attirés par l’accumulation de bactéries et de champignons, arriveront à la surface des racines et les dévoreront. Etant donné que les nématodes pluricellulaires sont moins concentrés en éléments que les champignons et les bactéries unicellulaires, ils excrètent ce dont ils n'ont pas besoin de leurs proies. Les éléments contenus dans les déchets de nématodes se trouvent sous une forme soluble et, par conséquent, sous forme d'azote disponible dans les plantes dans l'ammonium (NH4 +), le phosphore dans le phosphate (PO4-), le soufre dans le sulfate (SO4-), le fer (Fe), calcium (Ca), potassium (K), magnésium (Mg), sodium (Na)… dans les minéraux chélatés (minéral ajouté à un acide aminé). Ce sont ces éléments solubles qui pourront être transporté passivement ou activement s’ils se trouvent dans la périphérie des radicelles.
Une partie de la micro-faune est constituée par les vers de terre. Les verres de terres épigés mangent des bactéries, champignons, protozoaires et nématodes dans la couche superficielle du sol.
Les excréments de vers de terre sont extrêmement riches en nutriments. Lorsque les vers de terre aneciques descendent dans le sol, ils rencontrent l'argile qui provient de l'altération des roches par les acides sécrétés par les racines des arbres mais surtout par les champignons (argile = silicates chargés négativement). Lorsque les vers aneciques reviennent à la surface chaque nuit pour se nourrir de matière organique décomposée en humus par la microfaune, ils remontent de l’argile et descendent de l’humus (l’humus est également chargé négativement), mélangeant ainsi le tout. Les vers de terre ont une glande située sur le segment 14 à 16 de leur corps, appelée glande de Morren, qui sécrète du Ca2+ qui permet la création du complexe argilo-humique (CAH). Le Ca2+ lie la particule d'argile à l'une de ses deux charges positives et la particule d'humus à sa deuxième charge positive.
En outre, l'action de tunnelisation des vers de terre lors de la recherche de nourriture crée la structure du sol et l'aère de manière idéale pour les racines des plantes, l'infiltration d'eau et les autres organismes du sol.
Conscient de l’importance des micro-organismes pour la fertilité du sol et la valeur nutritive des légumes, à La Evidencia, nous voulons les nourrir de façon adéquate en couvrant le sol avec une couche de résidus d’élagage et des excréments d’animaux.
Les plantes ont aussi établies des symbioses mutualistes (bénéficiaire pour chacun des individus engagés dans la relation de symbiose) avec des organismes du sol :
1. Les Mycorhizes :
Les mycorhizes est une interaction entre les cellules de la racine d’une plante et un hyphe d’un champignon.
Comme vous pouvez le voir sur la photo d'une cellule végétale, la séparation entre le cytosol (partie interne de la cellule) et le monde extérieur est composée de deux couches: la membrane plasmique (plutôt flexible) et la paroi cellulaire (plutôt rigide).
Dans l'ecto-mycorhize, les hyphes sont en contact avec les parois cellulaires, tandis que dans l’endo-mycorhize, les hyphes dans les parois cellulaires pour être en contact direct avec la membrane plasmique invaginée. Les deux types de mycorhizes permettent une grande surface d'échange entre les deux organismes.
La science actuelle reconnaît que les premières plantes sont apparues sur la terre entre 400 et 450 millions d'années, grâce à la symbiose d’endo-mycorhizes qui fournissaient l'eau et les minéraux à cette première plante dépourvue de racines. De nos jours, toutes les plantes de la planète se livrent à une symbiose d’endo-mycorhize, à l'exception de 15% d'entre elles: 10% sont les premières espèces à croître lors du processus de colonisation du sol nu (pionnière) et des plantes se développant sur des sols très riches; 5% sont des plantes ayant évolué vers un autre type de symbiose appelée l'ecto-mycorhize (qui serait apparue probablement il y a 50 millions d'années).
En simplifié, les ecto-mycorhizes se forment sur les arbres des zones tempérées, tandis que les endo-mycorhizes se forment sur les arbres des zones tropicales et de toutes les plantes du monde.
La symbiose fonctionne de la manière suivante: il y a un flux de sucres issus de la photosynthèse depuis la plante vers l’hyphe du champignon alors qu’un flux d'eau et de minéraux (principalement l'azote, le phosphore et le potassium), passe de l’hyphe à la plante.
Voyons quels sont les avantages pour chacun des deux symbiotes:
Avantages pour les champignons: -) Etant non photosynthétiques, les champignons ne peuvent pas produire de sucres sans lesquels les êtres vivants ne peuvent survivre. Jusqu'à 40% de la production en sucres de la photosynthèse passe vers le champignon -) Grâce aux sucres reçus, les champignons peuvent s’étendre dans le sol en recherchant d’autres ressources (minéraux et eau), en colonisant de nouvelles zones et en pouvant se reproduire. -) Une fois dans la racine de la plante, les hyphes sont protégés des prédateurs (nématodes, arthropodes ou mammifères).
Avantage pour les plantes:
-) En moyenne, il y a 1 km d'hyphes par mètre de racines. On estime que la production d'hyphes coûte 100 fois moins de sucres à la plante que de produire elle-même la même longueur de racines minces. Il y a donc un gain indéniable en termes d’énergie pour la plante. -) Les plantes mycorhizées ont accès à de l’eau et des minéraux absorbés dans un grand volume de sol par les champignons. -) Les extrémités des jeunes racines sont recouvertes d’hyphes, ce qui les protège physiquement de l’abrasion mécanique, des agents pathogènes et des prédateurs présents dans le sol.
-) De nombreuses études ont démontré que les plantes mycorhizées sont plus résistantes aux agents pathogènes et aux prédateurs qui attaqueraient leurs racines, leurs tiges ou leurs feuilles. Cela pourrait s'expliquer par le fait que la mycorhization, constituant une invasion de la racine est contrôlée et simplement tolérée par le système immunitaire de la plante. Ainsi, la mycorhization active le système immunitaire et le mécanisme de défense par la production des tanins, sont déjà activés, ils seraient donc beaucoup plus réactifs à une autre agression.
Un champignon est capable d'établir des mycorhizes avec plusieurs plantes à la fois (plusieurs individus de la même espèce mais également plusieurs individus de différentes espèces). De même, une plante (même une racine) s’engage dans des mycorhizes avec plusieurs espèces de champignons simultanément. Bien sûr, cette capacité est nécessaire car chaque champignon et plante ne peuvent pas apporter les mêmes ressources à leurs partenaires en fonction de l'espèce et de leur localisation dans le temps (âge: jeune ou vieux) et dans l'espace. Grâce à cette capacité à établir des liens avec de nombreux partenaires, nous pourrions rapidement imaginer un réseau souterrain créant un lien entre chaque individu végétal d’un écosystème. Certaines études ont montré que certains nutriments comme l'azote et le phosphore, mais aussi le carbone, peuvent être transportés d'une plante à une autre (même d'espèces différentes) via ce réseau d'hyphes. Bien que le mécanisme ne soit toujours pas compris, les scientifiques ont émis l’hypothèse selon laquelle les champignons pourraient réguler la quantité de nutriments et l’état de santé de chaque individu avec lequel il est en symbiose, et ce dans son propre intérêt.
A la Evidencia, nous ferons de notre mieux pour:
- Nourrir les mycorhyzes toute l’année en plantant une culture de couverture, c’est-à-dire: plantez une culture qui poussera à chaque saison couvrant le sol. Lorsque les plantes poussent sur le sol, le sol est rempli de mycorhizes, formant un réseau entre elles et les plantes déjà établies. En se "connectant" à ce réseau, un plant en germination obtiendra facilement tous les nutriments dont il a besoin pour une croissance saine.
- Gardez les champignons en vie en évitant l'utilisation de produits chimiques tels que pesticides, fongicides ou herbicides et l’usage du labour.
- Favoriser la diversité des champignons mycorhiziens dans le sol en plantant différentes plantes. La diversité des plantes renforce la diversité de la microfaune telle que les champignons. De plus, les champignons pourraient redistribuer les nutriments recueillis d'un type de plante à un autre (par exemple: l'azote provenant d'espèces de Fabacée, lire plus bas). La structure du sol est perturbée par le travail du sol, les hyphes sont fragmentés et séparés des racines. Dans ce sol perturbé, seules les espèces de champignons ayant une grande capacité à se rétablir rapidement dans un habitat perturbé seront favorisées. Un travail du sol répété conduira à une plus faible diversité fongique. Par conséquent, je ne labourerais pas mon sol.
- Conserver les mycorhizes, indispensables au bon fonctionnement du système immunitaire de la plante et utiles en termes d’échange de nutriments. Je suppose que si j’utilise des engrais qui fournissent de l’azote, du phosphore et du potassium aux plantes, celles-ci cesseront de s’engager dans les mycorhizes parce qu’elles n’auront plus besoin d’être en symbiose avec les champignons afin de se nourrir. Une plante non mycorhizée sera incapable d'absorber la quantité de nutriments dont elle a besoin pour être productive et deviendra ensuite dépendante de l'engrais. De plus, sans les avantages des mycorhizes sur la réactivité de son système immunitaire, les plantes non mycorhizées deviendront dépendantes des pesticides. L'utilisation de pesticides diminue encore davantage la biodiversité des champignons mycorhiziens dans les sols. Au total, une boucle infernale de dépendance aux produits chimiques va commencer. Je n'utiliserai pas d'engrais (même organique) à La Evidencia.
- Plantez des espèces anciennes de légumes qui ont conservé la capacité de s’engager dans les mycorhizes.Afficher plus
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2. Les nodosités
Les protéines sont essentielles pour tous les organismes vivants. Sous forme d'enzymes, elles régulent tous les aspects du métabolisme. Par exemple, chez les mammifères, les protéines structurelles telles que la kératine et le collagéne fabriquent la peau, les griffes, les os, les tendons et les ligaments ; les protéines des muscles produisent le mouvement ; l'hémoglobine transporte l'oxygène ; et les protéines des membranes régulent le mouvement de substances à travers les cellules. Les protéines sont le principal composant des cellules, représentant plus de 50% de leur poids sec. La forme des protéines est très variable : elle va des longues fibres présentes dans les tissus conjonctifs et les cheveux aux globules compacts et solubles capables de traverser la membrane des cellules. Elles sont spécifiques à chaque espèce vivante et à chaque organe. On estime qu'il existe environ trente mille protéines différentes chez l'Homme, dont 2% seulement ont été décrites. Un composé important de protéines est l'azote. L'azote (N) est un atome présent dans tous les acides aminés, constituant des protéines. En effet, les acides aminés sont des composés organiques contenant le groupe aminé (-NH2) et le groupe acide (-COOH), ainsi qu'une chaîne latérale (groupe R) spécifique à chaque acide aminé.
Une séquence de trois lettres (à savoir: un codon) du code génétique des êtres vivants code pour l'un des 20 acides aminés. Les acides aminés sont rassemblés par la machinerie cellulaire, liés les uns aux autres et structurés en protéines.
L’atmosphère est la principale source d'azote (N) sur la Terre, puisque 78,1% de celui-ci est du N2, un gaz. Cependant, les plantes ne parviennent pas utiliser directement cette source d'azote car les deux atomes d’azote sont liés par trois liaisons atomiques très stables, impossibles à briser par le métabolisme des plantes, N≡N. En fait, les êtres vivants multicellulaires ne peuvent utiliser l'azote pour leur métabolisme que sous des formes telles que NH4 + ou NO3- qui comporte que des liaisons simples. Donc, la première étape nécessaire pour pouvoir utiliser cette source d’azote atmosphérique consiste à rompre les trois liaisons de N2 atmosphérique. Les plantes ne sont pas capables de rompre une telle liaison atomique; quelques bactéries sont les seuls organismes sur Terre capables de séparer les deux atomes d’azote du N2 atmosphérique grâce à leur enzyme appelée: nitrogénase. De manière marginale, les éclairs fournissent également une énergie suffisante pour décomposer N2 en NO3-. Certaines bactéries présentes dans le sol et dans l’océan ont évolué de manière à respirer le N2; ces bactéries transforment N2 en NH4+. Ensuite, les plantes seront capables utiliser le NH4+ formé par ces bactéries afin de fabriquer leurs protéines. Mais le problème est que la nitrogénase ne fonctionne pas en présence du deuxième gaz le plus abondant dans l’atmosphère, l’O2. Ce problème est résolu par une seule famille de plantes, les Fabaceae qui vivent en symbiose avec des bactéries du genre Rhizobium capables de décomposer N2 au niveau des racines où elles forment des nodules qui excluent l'oxygène. Grâce à cette symbiose, les plantes donnent des sucres aux bactéries et les bactéries donnent de l'azote (NH4+) aux plantes. C’est une symbiose de mutualisme sans laquelle il n’y aurait que très peu de végétaux terrestre, et donc quasiment pas d’animaux consommateurs ni d’écosystème.
Cette symbiose est essentielle à la Vie sur Terre dans la mesure où elle permet, de deux manières différentes, de fournir, et même d’augmenter constamment la quantité d’azote disponible pour que les organismes construisent leurs protéines:
-) Lorsque les Fabacea sont mangées par un prédateur, tout l'azote contenu dans ses protéines passe directement dans le corps du prédateur.
-) Lorsque les résidus végétaux commencent à se décomposer, l'azote passe dans le corps du décomposeur et est minéralisé pour devenir biologiquement disponible dans le sol pour d’autre végétaux qui en dépendent car ne s’engageant pas cette symbiose.
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