Speaker #1Je m'appelle Philippe Hinsinger, j'ai publié aux éditions Quae dans la collection Carnet de Sciences un ouvrage intitulé Racines, des plantes aux écosystèmes. Je suis chercheur à INRAE, l'Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement et je suis basé à Montpellier. Ma spécialité... et l'écologie des racines, et mes recherches sont surtout attachées à comprendre et valoriser les interactions entre racines et sol au sein des agroécosystèmes. Cet ouvrage, je l'ai écrit avec mon ami Christophe Jourdan, qui est chercheur au CIRAD, dans la même unité de recherche que moi, et qui est plutôt, dans son cas, un spécialiste de la biologie du développement des racines et de l'architecture racinaire. Il a travaillé sur une grande diversité d'espèces d'arbres tropicaux, tandis que mes recherches ont davantage porté sur des plantes herbacées utilisées en agriculture tempérée, le blé, le maïs, le pois chiche, le lupin ou le colza par exemple. Nous avons ainsi joué la carte de la complémentarité, à l'instar de celle qui s'opère entre arbres et cultures dans des agroécosystèmes qui nous sont chers, les systèmes agroforestiers. Notre livre aborde les différentes facettes de la vie et de la mort des racines. Ce compartiment végétal, le plus souvent souterrain, sommes toutes très peu connues de nos contemporains et beaucoup moins étudiées que les parties aériennes. Les feuilles, les tiges, les fleurs ou les fruits. Les racines constituent ainsi la face cachée de la plante la portion immergée dans le sol de ces êtres vivants essentiels à la vie sur Terre telle que nous la connaissons. La face cachée, pour le moins méconnue, voire ignorée. Et pourtant, comme nous l'expliquons tout au long de ce livre, si le miracle de la photosynthèse a bien lieu au niveau des parties aériennes, les racines assurent de multiples fonctions, tout aussi essentielles à la vie des plantes et pour le fonctionnement des écosystèmes. Nous avons d'ailleurs choisi dans ce livre de révéler les secrets des racines en progressant depuis l'échelle des organes racinaires, puis de la plante entière jusqu'à celle de l'écosystème. Notre livre décrit en premier lieu les spécificités anatomiques et architecturales des racines, ce qui les rapproche ou les distingue des feuilles ou des tiges. Nous soulignons que si la plupart des racines sont souterraines, il existe aussi chez certaines espèces des racines aériennes, c'est le cas des racines crampondulières qui lui permettent de s'agripper à son support, un arbre ou un mur, ou bien des impressionnantes racines des figuiers étrangleurs sous les tropiques. Inversement, nous montrons que certains organes souterrains ne sont pas des racines, mais plutôt des tiges qu'on qualifie d'horizons, comme c'est le cas des bambous, ou des cannes de Provence. Les distingués nécessitent de regarder leur anatomie de très près. Certaines sont renflées, tubérisées, ayant un rôle d'organes de réserve. Mais là aussi, la nature est créative et pleine de mystères, voire de subtilités. Ainsi, la pomme de terre n'est pas une racine, mais une tige souterraine, alors que la patate douce est bien une racine, tout aussi riche en aminons. A l'instar de ces organes de réserve qui ravissent nos papilles, il existe de multiples formes de racines spécialisées, toutes plus étonnantes les unes que les autres. C'est le cas par exemple des pneumatophores, sorte de tuba qui permettent la respiration du système racinaire dans la mangrove. Notre livre aborde pour finir les multiples usages que nous faisons des racines, celles que nous consommons et qui jouent un rôle de premier plan dans l'alimentation humaine, mais aussi celles qui composent notre pharmacopée, avérée ou fantasmée. Les racines peuvent être source d'épices ou de colorants, voire de poisons. Certaines d'entre elles ont joué une place centrale dans la culture de nos sociétés humaines. C'est le cas du manioc notamment. J'ai écrit ce livre suite à l'invitation que m'avaient lancé les éditions Quae à écrire mon précédent ouvrage, paru dans cette même collection et intitulé « La vie cachée des sols ». J'y parlais déjà abondamment des racines, aux côtés de la biodiversité considérable qu'héberge les sols, les micro-organismes à la macrofaune. Ce sont très légitimement ces derniers qui tenaient la vedette de ce premier ouvrage. Il m'était alors apparu évident que les racines méritaient qu'un ouvrage leur soit consacré, en vue de mettre en lumière les multiples secrets de leur existence, les fantaisies insoupçonnées de leur forme et de leur fonctionnement. L'originalité de notre ouvrage est d'insister sur les interactions entre les racines et le sol, en montrant à la fois leur rôle sur le fonctionnement de la plante elle-même et sur celui de l'écosystème dans son ensemble. Qu'il s'agisse d'environnements agricoles, forestiers ou peu anthropisés, dans des climats tempérés ou tropicaux, des plus humides aux plus arides. Nous nous attachons autant aux traits communs à toutes les racines qu'aux multiples spécificités que le règne végétal a su déployer au sein de ce compartiment biologique méconnu et fascinant. Dans ce livre, nous montrons à quel point les racines font preuve d'une formidable capacité d'adaptation, qu'on qualifie aussi de plasticité, pour faire face aux conditions environnementales contraignantes que représentent souvent les sols, nous montrant ainsi qu'elles sont capables de façonner leur propre environnement de diverses manières. Il s'agit là encore de stratégies d'adaptation tout à fait remarquables et longtemps ignorées. Pour revenir à leur fonction, C'est par les racines que les plantes parviennent à puiser dans le sol des ressources essentielles telles que l'eau et les éléments nutritifs, azote, phosphore, potassium ou fer, parmi bien d'autres encore. Ce faisant, elles constituent un des moteurs des cycles de l'eau et de ses nutriments, qu'on qualifie de cycles bio-géochimiques. Elles sont aussi la principale voie d'entrée de ces éléments essentiels à la vie dans les chaînes alimentaires des écosystèmes terrestres. Les racines ont par ailleurs un rôle mécanique majeur puisqu'elles permettent aux plantes de s'ancrer dans le sol, voire dans des environnements plus hostiles comme des talus ou affleurements rocheux en montagne. Inversement, elles permettent au sol de mieux résister à l'érosion, voire au glissement de terrain, au travers de l'entrelac de racines qui composent leur système racinaire. Il a été mesuré qu'un plant de seigle présente un système racinaire d'une longueur développée de l'ordre de 600 km. Vous imaginez l'immensité du réseau souterrain de racines qui colonisent un champ cultivé, une prairie ou une forêt. Sans ces organes souterrains, il n'existerait sans doute pas de sol aussi épais sur Terre. D'autant que, par leurs diverses activités, les racines contribuent très significativement à la formation des sols et à l'altération des roches, comme nous l'illustrons dans cet ouvrage. Une part importante de notre livre est dédiée aux interactions complexes que les racines entretiennent avec le sol qui les entoure et qu'on qualifie de rhizosphère. Nous détaillons comment les racines peuvent profondément modifier les propriétés chimiques et physiques de la rhizosphère du fait de leurs propres activités. Croissance, absorption d'eau et nutriments, échange gazeux ou émission de molécules carbonées. Nous soulignons par ailleurs que nombre des interactions entre les racines et leur environnement immédiat mettent en jeu le microbiote du sol qu'elles sont capables de sélectionner avec soin. Elles forment ainsi quelques-unes des symbioses les plus remarquables de la planète. Celles-ci sont le résultat d'un dialogue moléculaire subtil dont nous connaissons aujourd'hui une large part des tenants et aboutissants. Il existe deux symbioses mutualistes majeures au niveau racinaire. En premier lieu, les symbioses mycorhiziennes, qui résultent d'une association avec des champignons du sol dont certains nous sont familiers. La truffe, les cèpes et aussi les amanites. Il s'agit par ailleurs des symbioses fixatrices d'azote, qui mettent cette fois-ci en jeu des bactéries capables de s'associer intimement à seulement quelques familles de plantes. Cette symbiose moins répandue au sein du monde végétal joue pourtant un rôle absolument clé pour l'entrée de l'azote dans tous les écosystèmes terrestres. Au travers de cet exemple et de nombreux autres, Nous montrons comment le fonctionnement racinaire détermine celui des écosystèmes tout entier. Ainsi, alors que l'entrée du carbone dans la plante est dans le cycle bio-géochimique de cet élément au sein des écosystèmes continentaux et le fait de la photosynthèse qui a lieu au niveau des parties aériennes de la plante, il est désormais reconnu que ce sont les racines qui jouent un rôle déterminant dans le stockage de carbone dans les sols. Or, ce processus est susceptible de contribuer à atténuer très significativement le changement climatique. En effet, à leur mort, les racines se décomposent plus difficilement dans le sol que les feuilles, et le carbone organique ainsi restitué au sol est bien plus stable dans le temps. En outre, il est injecté directement dans le sol sur toute la profondeur d'enracinement, qui atteint fréquemment 1 à 2 mètres, et chez les espèces pérennes de milieux arides, plusieurs dizaines de mètres. Mais cette entrée de carbone dans le sol se produit également du vivant de la racine au travers d'un processus remarquable qu'on appelle « risodéposition » . De multiples composés, sucres, acides organiques ou aminés, protéines, sont ainsi libérés par les racines dans leur rhizosphère. Ce cocktail joue un rôle crucial dans le recrutement par la racine de son microbiote, mais aussi dans divers processus d'acquisition des ressources hydrominérales du sol. Ce sujet de recherche est plein d'avenir pour de nombreuses raisons. En premier lieu, car il existe encore bien des processus et interactions à comprendre dans l'environnement des racines. Si la communication avec les micro-organismes symbiotiques est bien connue désormais, des voies de communication des racines avec les milliers voire millions d'espèces microbiennes du sol commencent à peine à être défrichées. Il en va de même pour la communication entre plantes et pour la communication avec toute la diversité de la faune du sol, les méthodes ou vers de terre et une fouettitude d'arthropodes qui entretiennent les racines. Les difficultés d'observation ou de mesure des racines dans leur milieu naturel, qui est le sol, ont longtemps constitué un frein au développement des recherches et des connaissances sur les systèmes racinaires. L'émergence de techniques d'imagerie non-invasive, dérivées de ce qui se fait de mieux dans le domaine biomédical, offre de nouvelles perspectives. Les chercheurs et ingénieurs continuent à être très créatifs ou bricoleurs pour contourner chaque jour un peu plus ces difficultés techniques. Elles ont amené beaucoup de recherches sur la biologie et l'écologie des racines à être conduites au laboratoire, en conditions contrôlées et souvent très artificielles, parfois même en l'absence de sol. préférant des milieux de culture transparents facilitant l'observation des racines. On en connaît de mieux en mieux les limites, et de nombreux travaux récents démontrent à quel point il faut être prudent quand on extrapole les mesures réalisées dans ces conditions hors sol, au milieu réel, là où les racines poussent dans le sol, à l'abri de nos regards. Pour ces mêmes raisons, nos connaissances concernent surtout le cas de plantes jeunes aux systèmes racinaires peu développés. Et pour les travaux conduits au champ, ils s'arrêtent souvent à la portion des racines qui poussent dans les tout premières dizaines de centimètres de sol. De fait, nous connaissons donc très peu de choses des racines profondes, celles qui poussent en dessous d'un mètre de profondeur. Elles ont pourtant des comportements tout à fait inattendus. Ainsi, nous avons mis en évidence qu'à plusieurs mètres de profondeur, les racines continuaient à croître très significativement en hiver, à une saison où les arbres ont perdu leurs feuilles et sont totalement dépourvus de toute activité photosynthétique. Il y a sans doute bien d'autres mystères à percer au niveau de ces racines qui poussent en profondeur. Cela nous semble d'autant plus important qu'elles jouent assurément un rôle majeur dans l'adaptation aux changements climatiques. en utilisant les ressources en eau du sous-sol. Enfin, pour parvenir à la transition agroécologique, qui passe par une réduction importante des intrants, fertilisants ou pesticides, et de leurs impacts environnementaux, il est nécessaire de mieux comprendre comment les plantes, cultivées seules ou en mélange d'espèces, comme c'est le cas des cultures associées ou des systèmes agroforestiers typiquement, à mieux comprendre comment Ces plantes, à travers leur système racinaire, explorent et exploitent les ressources du sol, y compris en profondeur. Il en va de même des interactions biotiques jouant sur leur immunité. A ce titre, les racines ont encore bien des secrets à nous livrer et des services à rendre à nos sociétés.
