Les champignons communiqueraient entre eux via une cinquantaine de « mots »

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L’espèce Schizophyllum commune produit les phrases les plus complexes. | Flickr/Doug Bowman
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Il ne s’agit en réalité pas vraiment de mots bien sûr, mais de « trains d’impulsions électriques », qui seraient échangés entre les organismes mycologiques et qui pourraient constituer une forme de langage. C’est du moins la théorie présentée par Andrew Adamatzky, un informaticien britannique à la tête du Laboratoire d’informatique non conventionnelle de l’Université de l’Ouest de l’Angleterre, à Bristol. Il montre que la durée et l’amplitude de l’activité électrique des champignons, spécifiques à chaque espèce, pourraient tout à fait constituer une forme de communication.

Les pics de potentiel d’action sont généralement considérés comme des attributs clés des neurones, et cette activité neuronale est interprétée comme le langage du système nerveux. Mais de nombreux organismes dénués de système nerveux, y compris les champignons, produisent eux aussi des pics de potentiel électrique. Au cours de précédentes recherches, Adamatzky a enregistré le potentiel électrique de champignons pleurotes (Pleurotus djamor), mettant en évidence deux types d’activité : des signaux à haute fréquence (d’une période de 2,6 min) et à basse fréquence (d’une période de 14 min).

D’autres recherches ont montré par ailleurs que les champignons répondaient à la stimulation mécanique, chimique et optique en modifiant le schéma de leur activité électrique — ce qui dans de nombreux cas, consistait en une modification des caractéristiques de leur « train de pointes », soit la séquence temporelle des potentiels d’action générés. Les schémas étaient similaires à ceux observés dans le système nerveux central humain. Adamatzky et son équipe ont donc entrepris de décoder le mystérieux langage des champignons.

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Une activité électrique variée, mais non aléatoire

Des recherches antérieures ont suggéré que les champignons conduisent des impulsions électriques à travers de longues structures filamenteuses souterraines appelées hyphes. Il existe notamment des preuves montrant que ces hyphes seraient impliqués dans les interactions entre le mycélium et les racines des plantes lors de la formation de mycorhizes — l’association symbiotique entre les deux organismes. Dans certaines circonstances, la fréquence des impulsions électriques augmente, suggérant que ces structures sont capables de transmettre des informations tout comme le font les cellules nerveuses humaines.

Pour autant, cette activité électrique peut-elle être assimilée à une forme de langage ? C’est ce qu’ont souhaité déterminer Adamatzky et ses collègues. Dans le cadre de cette étude, les chercheurs ont analysé l’activité électrique de quatre espèces de champignons : des champignons fantômes (Omphalotus nidiformis), des champignons Enoki (Flammulina velutipes, appelé communément « collybie à pied velouté »), des champignons à branchies fendues (Schizophyllum commune) et des champignons chenilles (Cordyceps militaris).

activité électrique champignon
Exemple d’activité électrique enregistrée pour S. Commune. Les couleurs reflètent les enregistrements de différents canaux. © A. Adamatzky

L’enregistrement de leur activité électrique a montré que les caractéristiques des pics étaient spécifiques à chaque espèce et qu’ils étaient souvent regroupés en trains, se propageant tout le long du réseau de mycélium. Leur durée variait de 1 à 21 h et leur amplitude de 0,03 à 2,1 mV. Les pointes d’activité étaient loin d’être aléatoires et suivaient une fréquence précise. L’espèce C. militaris présentait la fréquence moyenne la plus faible, tandis que S. commune affichait quant à elle une activité électrique très diversifiée et rapide. Les chercheurs ont examiné ces enregistrements pour tenter de les interpréter comme s’il s’agissait d’un langage, avec son propre lexique et sa propre syntaxe.

Un lexique pouvant atteindre 50 mots

Pour quantifier les types de caractères utilisés et une taille de lexique, l’équipe a converti les pics détectés dans les enregistrements en séquences binaires — supposées correspondre à des phrases. Ces « phrases » fongiques ont ensuite été divisées en « mots », chacun pouvant être constitué de plusieurs pics consécutifs sur la base de la distance qui les séparait. Pour déterminer cette distance seuil, ils se sont inspirés de la langue anglaise.

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Présentation sous forme de code-barres des pointes d’activité enregistrées chez (a) C. militaris et (b) F. velutipes, sur 5 jours. © A. Adamatzky

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Il apparaît finalement que la distribution de la longueur des mots fongiques correspond à celle des langues humaines — la longueur moyenne des mots variant de 3,3 (O. nidiformis) à 8,9 (C. militaris). « Nous avons constaté que la taille du lexique fongique peut aller jusqu’à 50 mots ; cependant, le lexique de base des mots les plus fréquemment utilisés ne dépasse pas 15 à 20 mots », précise Adamatzky dans son article. Les espèces S. commune et O. nidiformis semblent avoir le plus grand lexique parmi les quatre espèces étudiées. La syntaxe du langage fongique a, quant à elle, été déterminée en estimant l’ordre le plus probable des mots dans les phrases.

L’étude a révélé que l’espèce S. commune génère les phrases les plus complexes, suivie par C. militaris. Reste à déterminer le rôle de ces échanges entre champignons. Les raisons les plus probables de ces vagues d’activité électrique sont de maintenir l’intégrité des champignons ou de signaler des sources nouvellement découvertes d’attractifs et de répulsifs à d’autres parties de leur mycélium, a suggéré Adamtzky. L’autre option étant que ces signaux n’auraient finalement pas de réelle signification linguistique.

Adamtzky prévoit d’élargir son étude à un plus grand nombre d’espèces pour confirmer son hypothèse et peut-être parvenir à interpréter sémantiquement la syntaxe de ce langage. « Cela dit, il ne faut pas s’attendre à des résultats rapides : nous n’avons pas encore déchiffré le langage des chats et des chiens bien que nous ayons vécu avec eux pendant des siècles », conclut-il.

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Source : A. Adamatzky, Royal Society Open Science

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