Plus de 80 % des plantes vasculaires sont mycorhizées, c’est-à-dire qu’elles possèdent des racines associées durablement avec des filaments de champignons. En exploitant les informations extraites de l’analyse des documents, nous allons envisager en quoi cette association contribue à la nutrition hydrominérale de la plante. Ensuite, dans une perspective évolutive, nous verrons les arguments qui laissent à penser que cette symbiose mycorhizienne a joué un rôle important dans la conquête des terres émergées par les premiers végétaux terrestres.

• La plante absorbe l’eau et les ions minéraux qui lui sont indispensables par son appareil racinaire sous-terrain. Les filaments mycéliens des racines mycorhizées s’étendent tout autour des racines et sont ainsi en contact avec une surface de sol bien supérieure à celle en contact avec les racines seules. On peut supposer que les filaments mycéliens sont capables d’absorber l’eau et les ions minéraux du sol et de les transférer jusqu’aux racines. Dans ce cas, la surface d’échanges du système racinaire avec le sol est considérablement augmentée grâce aux champignons, ce qui doit profiter à la nutrition de la plante.
• Le document 2a montre qu’au cours de la première année de plantation des cyprès, l’accroissement mensuel de la hauteur des plants mycorhizés a toujours été supérieur à celui des plants non mycorhizés, sauf durant les mois de juin et de juillet où il est identique. Cela indique que la mycorhization des jeunes plants a favoriséleur croissance. La différence est particulièrement nette durant la saison humide, où la disponibilité en eau du sol est grande. Cela suggère que l’association mycorhyzienne favorise le prélèvement d’eau dans le sol par la plante. C’est au mois de mai que l’accroissement de taille est le plus important pour tous les plants, avec toutefois une nette différence (14 mm contre 9 mm) en faveur des plants mycorhizés. Pourtant, le mois de mai est indiqué comme étant le début de la période sèche ; on peut néanmoins supposer que le sol, à la sortie de la période humide, a encore d’importantes réserves en eau. L’accroissement est maximal en mai car les autres conditions environnementales, notamment l’ensoleillement, sont plus favorables que durant les mois d’hiver.
• Le document 2b relatif à un autre arbre, l’acacia, indique que la biomasse foliaire des acacias mycorhizés est deux fois supérieure ou presque à celle des plants non mycorhizés. Pour la biomasse ligneuse, la différence est encore plus nette, de 2 à 2,5 fois. La mycorhization des acacias favorise donc le développement de l’appareilphotosynthétique des arbres. De cette façon, elle doit augmenter l’intensité de la photosynthèse et donc la production de matières organiques à partir de matières minérales (CO₂, ions minéraux, H₂O). Ces matières organiques servent ensuite à la synthèse des constituants du bois, d’où une biomasse ligneuse plus élevée chez les plants mycorhizés.

• La quantité d’azote des plants mycorhizés est près de deux fois plus forte que celle des arbres non mycorhizés ; c’est aussi presque le cas pour la quantité de phosphore. Cet azote et ce phosphore proviennent des ions minéraux puisés dans le sol (nitrates, ions ammonium, phosphates). On peut donc conclure que la mycorhization des acacias a favorisé le prélèvement de ces ions minéraux dans le sol.

Bilan : grâce aux filaments du champignon, il y a une forte augmentation de la surface de sol exploitée par la plante. Il en résulte un plus grand prélèvement d’eau et d’ions minéraux dans le sol. Cela entraîne un plus grand développement de l’appareil aérien photosynthétique et une croissance plus forte des plantes.

• Les végétaux de la plus ancienne flore de plantes vasculaires montrent des adaptations à la vie en milieu aérien, notamment la présence d’une cuticule et de stomates qui limitent la perte d’eau par transpiration des parties aériennes tout en permettant les échanges gazeux (grâce aux stomates). En revanche, ces plantes ne disposent pas de véritable système racinaire, ce qui pose le problème de leur approvisionnement en eau et ions minéraux.
• La figure 5b montre un arbuscule filamenteux à l’intérieur des cellules de l’écorce du rhizome d’Aglaophyton. Cet arbuscule ressemble à celui présent dans une cellule de racine de maïs endomycorhizé, arbuscule qui est une structure d’échange entre la cellule et le champignon. Cela indique que ces premiers végétaux vasculaires présentaient déjà une association symbiotique avec des champignons. La symbiose mycorhizienne est donc ancienne et a été établie dès le début de la colonisation des terres émergées par les végétaux vasculaires.
• Les premiers végétaux étaient marins. La colonisation du milieu terrestre a été réalisée par des végétaux issus de l’évolution des formes marines. La flore de Rhynie montre que le ravitaillement en eau et ions minéraux des premiers végétaux colonisateurs des terres émergées devait être difficile étant donné le faible développement de leur système racinaire. Leur symbiose avec des champignons a sans doute favorisé la colonisation, le champignon assurant la nutrition hydrominérale du végétal. Cela suppose bien sûr que le groupe de champignons formant des endomycorhizes avait aussi conquis le milieu terrestre. C’est la réalisation d’une association symbiotique avec des champignons filamenteux qui a permis aux premiers végétaux terrestres de s’établir.

Cela s’appelle un saut macroévolutif, un exemple de diversification du vivant par association de deux partenaires. Cette association a perduré tout au long de l’histoire évolutive des végétaux vasculaires puisque la très grande majorité d’entre eux sont aujourd’hui mycorhizés.