Classification Alimentaire des Champignons : Un Aperçu Détaillé

Ce petit mystère du quotidien en intrigue plus d’un, et pour cause ! Ni plante, ni animal, ni céréale, le champignon semble se faufiler entre les cases classiques de l’alimentation. Alors, la prochaine fois que vous découperez des champignons pour un plat, vous pourrez fièrement dire : « ce ne sont pas des légumes, mais ils font tout aussi bien le job !

Que sont les champignons ?

Commençons par examiner la définition des champignons. Les champignons sont définis comme des organismes eucaryotes produisant des spores et appartenant au règne des Fungi. Les champignons se trouvent tout autour de nous. Ils peuvent avoir des formes et des couleurs différentes et jouent des rôles importants dans notre vie.

Par exemple, certains champignons permettent aux racines des plantes de travailler plus efficacement, tandis que d'autres aident à digérer l'herbe mangée par les vaches ou à décomposer les matières organiques. Les champignons sont même utilisés en biotechnologie pour produire des enzymes pour la fabrication du fromage !

Cependant, les champignons ne sont pas toujours de bons citoyens du monde. Certains champignons produisent des maladies qui affectent les cultures et aussi les humains. Par exemple, le champignon Claviceps purpurea est connu pour provoquer l'empoisonnement à l'ergot en Europe. Ce champignon s'attaque aux graminées (par exemple le seigle) et produit des toxines appelées mycotoxines.

Classification des champignons

En 1866, Ernest Haeckel a tenté de classer les organismes et les a divisés en trois catégories : Animalia, Plantae et Protista (micro-organisme). Haeckel a placé les champignons dans le règne des Plantae, et cette classification a été utilisée jusque dans les années 1950-1960.

En 1969, R.H Whittaker a publié une nouvelle classification qui divise les organismes en cinq règnes : Plantae, Animalia, Protist (micro-organismes eucaryotes), Monera (procaryotes tels que les archées et les bactéries), et Fungi.

Puis, en 1990, Carl Woese a publié une étude présentant un système de classification composé de six règnes: Eubactéries, Archaebactéries, Protistes, Champignons, Plantes et Animaux. Ces six royaumes ont été regroupés en trois domaines: Bactéries, Archées et Eucarya.

La classification des champignons est basée sur la phylogénétique, et elle classe le royaume des champignons en sept embranchements:

  • Ascomycota
  • Basidiomycota
  • Gloméromycètes
  • Microsporidies
  • Blastocladiomycota
  • Neocallimastigomycota
  • Chytridiomycota

La phylogénétique traite des relations évolutives entre les taxons. La taxonomie phylogénétique implique un regroupement basé sur des caractéristiques ancestrales.

À l'origine, il existait un phylum distinct appelé Zygomycota . En raison de doutes sur les relations entre les groupes traditionnellement inclus dans ce phylum, cette classification a été rejetée en 2007. Bien qu'il n'ait pas été formellement accepté, de nombreux scientifiques utilisent encore le terme zygomycètes pour désigner plusieurs types de champignons (certaines moisissures, Rhizopus et mucor).

Caractéristiques des champignons

Parlons maintenant des caractéristiques des champignons. Les champignons sont des eucaryotes, tout comme les animaux et les plantes. Cependant, ce qui les différencie principalement, c'est leur mode de nutrition. Alors que les animaux engloutissent la nourriture et que les plantes réalisent la photosynthèse, les champignons ont la capacité d 'absorber des nutriments digérés de l'extérieur.

Les champignons sont achlorophylles (ils ne contiennent pas de chlorophylle) et hétérotrophes, ce qui signifie qu'ils utilisent des sources organiques préexistantes de carbone dans leur environnement. La plupart des champignons sont considérés comme multicellulaires, mais certains, comme les levures, sont unicellulaires.

Les champignons peuvent obtenir leur nourriture de deux façons : en tant que parasites ou en tant que saprobes. Les champignons parasites se nourrissent en infectant des organismes vivants, tandis que les saprobes se nourrissent en s'attaquant à la matière organique morte. Certains champignons peuvent également former des relations symbiotiques avec les plantes.

Qu'en est-il de la reproduction ? Les champignons multicellulaires peuvent avoir la capacité de se reproduire par des spores sexuées ou asexuées. Les levures (champignons unicellulaires), en revanche, se reproduisent par bourgeonnement ou par fission binaire.

Structure des champignons

Maintenant que nous connaissons les caractéristiques des champignons, examinons la structure corporelle de base d'un champignon. Le corps d'un champignon est appelé thalle (ou organe de fructification), et il sert à la reproduction. Un champignon peut avoir un thalle holocarpique ou eucarpique.

Un thalle holocarpique signifie que l'ensemble du thalle est une structure reproductrice. Un thalle eucarpique signifie que seule une partie du thalle est utilisée pour la reproduction.

La plupart des champignons sont filamenteux et contiennent des filaments individuels appelés hyphes. Un réseau d'hyphes est appelé mycélium et sert à l'absorption des nutriments.

Les hyphes sont des structures microscopiques, tubulaires et filiformes qui constituent le corps végétatif d'un champignon. Les hyphes sont remplis de protoplasme (cytoplasme et organites) et leur épaisseur varie selon leur fonction.

Certains hyphes peuvent avoir des septa (ou pores septaux) à travers lesquels le cytoplasme s'écoule. Les hyphes fongiques ont également une paroi cellulaire interne composée de chitine (sauf pour les Zygomycota, qui ont du chitosan) et de β-glucanes, et une paroi externe contenant des glycoprotéines et des α-glucanes.

Les hyphes possèdent également une membrane cellulaire. À l'intérieur des hyphes, on trouve également des structures telles que les mitochondries, le noyau, l'appareil de Golgi, le réticulum endoplasmique, les ribosomes, les lysosomes et les peroxysomes.

Le noyau des champignons est petit et peut se faufiler à travers les pores septaux, ce qui fait que les hyphes sont uni-, bi- ou même multinucléés ! Les champignons contiennent de l'ADN nucléaire, enveloppé dans des protéines histones.

Types de champignons

Maintenant que nous avons appris comment les champignons sont classés et quelle est leur structure corporelle de base, plongeons-nous dans les différents types de champignons dont tu ne soupçonnes peut-être même pas l'existence !

Basidiomycota

L'embranchement des Basidiomycota est un très grand groupe de champignons qui compte environ 32 000 espèces connues. Ce groupe est très diversifié, mais ils ont tous quelques caractéristiques en commun : ils ont un mycélium septé (rappelle-toi que le mycélium est un réseau d'hyphes), et ils produisent des exospores(basidiospores) sur une structure appelée basidium.

Les basidiomycètes produisent également des sporocarpes complexes (c'est-à-dire des organes de fructification). Parmi les représentants connus de cet embranchement, on trouve le célèbre champignon de Paris Agaricus bisporus, des champignons pathogènes pour les plantes comme le charbon et la rouille, des champignons hallucinogènes comme Pcylocibe cubensis, mais aussi des champignons mortels et vénéneux comme Amanita Virosa.

Cycle de vie des Basidiomycota

Les Basidiomycètes peuvent se reproduire soit sexuellement (par la production de basidiospores), soit asexuellement par la production de spores asexuées. Pour mieux comprendre cela, examinons les étapes de la reproduction sexuée des Basidiomycètes.

Le cycle commence par la germination des basidiospores en mycéliums qui peuvent être de type + ou - accouplement. Ensuite, la fusion entre deux mycéliums ayant des types d'accouplement différents forme un mycélium dikaryote.

La plasmogamie est la fusion du cytoplasme de deux hyphes différents, formant un dikaryon. Après la formation d'un mycélium dikaryote, celui-ci subit une mitose pour former un basidiocarpe contenant des cellules appelées basides.

Ces cellules de basides passent ensuite par le processus de caryogamie (fusion de deux noyaux) pour former un zygote à noyau diploïde (2n). Le zygote subira ensuite la méiose et la division cellulaire pour produire des basidiospores. Puis, le cycle recommence avec la germination des basidiospores !

Ascomycota

Comme les Basidiomycota, l'embranchement des Ascomycota possède un mycélium cloisonné. Cependant, ils produisent des endospores sexuelles appelées ascospores. Ces spores se trouvent à l'intérieur d'une structure connue sous le nom d'asque.

Les étapes sont assez similaires à ce que nous avons vu dans la reproduction sexuelle des Basidiomycètes. Les ascomycètes peuvent également se reproduire de façon asexuée par la formation de spores asexuées qui subissent une mitose puis une germination pour produire d'autres mycéliums.

Rappelle que bien que les levures et les moisissures fassent partie de cet embranchement, elles ne se reproduisent pas de la même manière que les Ascomycètes multicellulaires !

Parmi les champignons importants de cet embranchement, on peut citer :

  • Penicillium chrysogenum - un type de champignon Penicillium qui peut être utilisé pour développer l'antibiotique pénicilline.
  • P. roqueforti - un champignon utilisé dans la production de fromages à pâte persillée comme le roquefort.
  • Saccharomyces cerevisiae - champignon unicellulaire (levure) utilisé dans la fermentation du vin, de la bière et du pain.
  • Gibberella fujikuroi - un type de champignon phytopathogène qui provoque des maladies chez les jeunes plants de riz.
  • Candida albicans - tu en as probablement déjà entendu parler. C. albicans est une levure qui fait partie de notre flore microbienne normale. Cependant, des changements physiologiques peuvent l'amener à devenir pathogène et à provoquer des maladies telles que la candidose chez l'homme.
  • Glutinoglossum glutinosum - un type de champignon de la langue de terre (en forme de langue).
  • Vraie truffe (genre Tuber) - champignon souterrain en forme de pomme de terre qui est très cher.
  • Microstoma floccosum - petits champignons en forme de coupe qui sont principalement des saprobes forestiers.

Chytridiomycota

Les champignons de l'embranchement chytridiomycota possèdent un seul flagelle postérieur en coup de fouet et se rencontrent principalement dans les milieux aquatiques. Ces champignons n'ont pas de véritable mycélium. Les chytrides se reproduisent de manière sexuée ou asexuée par la formation de spores mobiles appelées zoospores.

Parmi les champignons importants de cet embranchement, on trouve des champignons parasites qui tuent les grenouilles et d'autres amphibiens, comme le batrachochytrium dendrobatitis.

Gloméromycota

Les champignons de cet embranchement étaient habituellement assignés à l'embranchement Zygomycota, mais grâce à l'analyse phylogénétique des séquences d'ADN, les chercheurs les ont placés dans leur propre embranchement connu sous le nom d'embranchement Glomeromycota. Les gloméromycètes n'ont pas d'hyphes septés et produisent de grandes spores multi-nucléées, et se reproduisent très probablement de manière asexuée .

Ils sont principalement associés à des associations mycorhiziennes, ce qui signifie qu'ils se développent en association mutualiste avec les racines des plantes hôtes.

Positionnement nutritionnel

Biologiquement, le champignon ne fait partie ni du monde végétal, ni de celui des animaux. Il appartient à un règne distinct : les Fungi. Cela veut dire que, contrairement aux légumes, il ne possède pas de chlorophylle, ne fait pas de photosynthèse et ne produit pas de fleurs, ni de graines. En d’autres termes : le champignon est unique.

D’un point de vue botanique, non. Un légume est, en général, une partie comestible d’une plante : racine, feuille, tige ou fleur. Le champignon ne rentre dans aucune de ces catégories. C’est donc un « faux légume » culinaire. Pas plus. Le fruit, en botanique, est issu d’une fleur fécondée. Il sert à protéger et à disperser des graines.

Le champignon est souvent servi dans les mêmes plats que les féculents (pâtes, riz, pommes de terre…), ce qui peut semer le doute. Un féculent, c’est un aliment riche en amidon ou en glucides complexes.

En nutrition, les choses sont plus souples qu’en biologie. Ici, on classe les aliments selon leur composition nutritionnelle et non leur origine botanique. Il est donc, nutritivement parlant, un excellent aliment santé. En cuisine, on le prépare comme un légume. C’est un ingrédient caméléon, capable d’apporter texture, umami, et volume à vos plats sans alourdir l’ensemble.

Certaines études nutritionnelles ont exploré les effets bénéfiques du champignon sur le microbiote ou encore leur potentiel en tant que source de protéines durables. Ni légume, ni fruit, ni féculent… le champignon joue sa propre partition dans l’alimentation.

Champignons comestibles et toxiques

Les champignons sauvages - comme les cèpes, les girolles, les morilles ou les truffes - seront finalement plus appréciés pour leurs qualités gustatives et gastronomiques que pour leurs qualités nutritives. Les levures sont quant à elles plus largement consommées, comme Saccharomyces cerevisiae, la levure de bière ou levure du boulanger qui sert aussi bien pour l’élaboration de boissons fermentées - bière, vin - que pour celle de pâtes levées, en boulangerie et en pâtisserie. En Asie, Aspergillus oryzae entre dans la fabrication de produits transformés à base de riz ou de soja.

On peut tout au plus consommer crus, occasionnellement et jamais en grande quantité, les truffes, l’oronge et le champignon de Paris, bien que ce dernier puisse causer des intolérances chez certaine personnes, surtout chez les jeunes enfants. Chez ces espèces, les toxines responsables des intoxications sont détruites à la cuisson : ce n’est pas toujours le cas chez le Paxille enroulé ou le Gyromitre « délicieux », espèces aléatoirement mortelles, même lorsqu’on les consomme bien cuits.

Quelques espèces vénéneuses provoquent des accidents mortels : en premier lieu l' amanite phalloïde, mais aussi les amanites vireuse et printanière, la lépiote helvéolée et d'autres lépiotes, le cortinaire orellanus et d'autres cortinaires, la galérine marginée (Galerina marginata, qui fut autrefois, à tort, considérée comme comestible, alors qu'elle contient plus d'amanitine que l'amanite phalloïde !) et d'autres galérines.

L'amanite tue-mouche et l'amanite panthère, certains clitocybes et inocybes ont un pouvoir toxique élevé, aux manifestations diverses, mais ne sont généralement pas mortels ; d'autres enfin produisent des troubles gastro-intestinaux plus ou moins bénins et passagers.

Valeur nutritionnelle et composants

Les champignons comestibles constituent une branche à part entière de la famille des légumes. Ce sont des organismes sans chlorophylle caractérisés par une forte teneur en glucides, dont le glucane, qu’on peut apparenter aux fibres. Ils apportent des minéraux (à hauteur de 10 % de la matière sèche) et surtout du potassium, qui participe à la restauration de l’équilibre acido-basique (indice PRAL des champignons : environ - 2).

Ils apportent aussi du phosphore, du sélénium (un antioxydant qui joue un rôle protecteur dans le vieillissement cellulaire et contre certains cancers). Ils sont enfin une bonne source de vitamines du groupe B et en particulier de B2 et B3. Les champignons colorés sont aussi une source importante de caroténoïdes, ces pigments qui s’opposent à l’oxydation cellulaire due aux radicaux libres.

Bien que plus riches en protéines que la plupart des végétaux (excepté les Fabaceae : la luzerne séchée peut contenir jusqu’à 30% de protéines), les champignons ne sont pas pour autant une « viande végétale », comme certains l’ont parfois prétendu. Les protéines des champignons ne sont que partiellement assimilables par les humains. Par ailleurs, ces protéines sont souvent instables, et se dégradent rapidement. Il convient de ne consommer que des champignons bien frais, et cuisinés rapidement après récolte.

Les glucides produits par les champignons ne sont pas tous assimilables par les humains. Selon la dose et la sensibilité de chacun, ces glucides peuvent causer des intolérances digestives sévères. Le tréhalose, sucre spécifique aux champignons, ne peut être digéré que par une enzyme, la tréhalase, génétiquement manquante chez une partie de la population. Le mannitol (additif alimentaire E421) est fortement laxatif à forte dose. Le xylitol (additif alimentaire E967), initialement découvert dans des lichens, est présent dans les champignons de Paris (128 mg pour 100g de matière sèche).

Les parois des cellules des champignons ne contiennent pas de cellulose (comme les parois des cellules végétales), mais de la chitine (comme la carapace des insectes).

Les vitamines s’oxydent rapidement à l’air et, comme précisé ci-dessus, elles sont au moins partiellement détruites à la cuisson.

Impact sur le microbiote

Les champignons s’avèrent, selon les chercheurs, des alliés intéressants du microbiote. Ce sont les polysaccharides qu’ils renferment qui expliquent cet effet bénéfique sur la flore intestinale, les bêta-glucanes en particulier. Ces polysaccharides nourrissent les « bonnes bactéries » intestinales comme les Bifidobactéries. Idéalement, les champignons doivent être consommés crus pour avoir un effet sur le microbiote.

Usages industriels

La nécessité de trouver de nouvelles sources de protéines alimentaires pour remédier à la sous-alimentation temporaire ou endémique a orienté les recherches vers l'exploitation des micro-organismes : algues vertes, plancton marin, etc., et plus particulièrement des levures. La culture intensive de Candida utilis ou de Saccharomyces cerevisiae, en aérobiose, au moyen de sous-produits industriels amylacés ou sucrés, conduit à des préparations diversement conditionnées qui servent à la nourriture du bétail ou sont introduites dans l'alimentation humaine.

La levure est proposée comme un aliment naturel d'appoint par sa teneur en protéines et en acides aminés, et comme un moyen de résistance aux maladies par l'apport de vitamines (B1, D, glutathion). L'application du pouvoir fermentaire des levures et de quelques moisissures à la fabrication de boissons et de condiments, longtemps empirique, fait à présent l'objet de véritables industries, de même que la panification et la production des fromages.

Les enzymes des champignons sont maintenant extraits du milieu de culture pour être employés directement, sans l'intervention de l'organisme producteur. La takadiastase (amylase des Aspergillus flavusoryzae) est utilisée pour la dextrinisation de l'amidon ou le rouissage des textiles ; une amylase est extraite également des cultures submergées d'Aspergillus niger.

Champignons et santé

Certains champignons comme le shiitaké (lentin du chêne) ou le reishi pourraient moduler l’immunité. Selon le docteur Sheldon Hendler (Université de Californie, San Diego), « les chercheurs s’intéressent aux propriétés de deux champignons asiatiques : le shiitaké (Lentinus edodes) et le reishi (Ganoderma lucidium). Le premier possède des effets anti-tumeurs, anti-viraux et immuno-stimulateurs, probablement liés à la présence d’un polysaccharide, le lentinan. Cette substance augmente les productions d’interleukine-1 et d’interféron. Le shiitaké peut aussi diminuer le cholestérol et la tension artérielle.

Quant au reishi, il contient un autre polysaccharide qui augmente la production de cellules-T et exacerbe l’activité des macrophages. Le reishi a été utilisé avec succès dans le traitement d’hépatites virales. Il possède aussi une action anti-histaminique. Selon d'autres études, ce sont aussi les triterpènes du reishi qui expliqueraient son effet anticancer : ils induisent l'apoptose (mort cellulaire) des cellules tumorales (du sein et de la peau) de modèles animaux.

Le Dr Chang-Yan Chen de l’École de Médecine de l’Université de Boston a publié en 2006 les résultats d’une étude portant sur les effets du champignon Phellinus linteus sur les cellules cancéreuses. Il a additionné des extraits de ce champignon à des doses de doxorubicine normalement trop faibles pour avoir un effet sur les cellules cancéreuses. Résultats : les cellules tumorales ont été détruites sans qu’aucune cellule saine ne soit endommagée. Selon le chercheur, l’association du Phellinus linteus à la doxorubicine pourrait permettre de réduire les doses de composés chimiothérapiques utilisées dans les thérapies.

Récemment, des travaux ont mis en lumière le potentiel anticancer du champignon de Paris Agaricus bisporus, qui est le champignon comestible le plus cultivé au monde. Des chercheurs californiens ont étudié les effets immunomodulateurs de la consommation de champignons de Paris sur le cancer de la prostate, chez la souris et chez des patients atteints de ce cancer qui participaient à un essai clinique randomisé de phase II.

Résultats : chez la souris, le traitement avec les champignons de Paris a supprimé de manière significative la croissance tumorale et favorisé les réponses immunitaires antitumorales. D’après une étude de l’université de Floride parue dans Journal of the American College of Nutrition en 2015, la consommation quotidienne de ce champignon permettrait d'améliorer l’immunité. Dans cette étude menée sur 52 personnes, la consommation de shiitaké pendant 4 semaines a conduit à une augmentation de la prolifération des lymphocytes T gamma-delta (60 % en plus) et NK-T (deux fois plus), indiquant un meilleur fonctionnement de ces cellules immunitaires. Il y avait aussi une élévation des niveaux de l’interleukine IL-4, du facteur TNF-alpha et des niveaux d’IL-1alpha.

Tableau récapitulatif des embranchements de champignons

Embranchement Caractéristiques principales Exemples
Ascomycota Mycélium cloisonné, endospores sexuelles (ascospores) Penicillium roqueforti, Saccharomyces cerevisiae, Truffes
Basidiomycota Mycélium cloisonné, exospores (basidiospores) Agaricus bisporus, Pcylocibe cubensis
Chytridiomycota Flagelle postérieur unique, milieux aquatiques Batrachochytrium dendrobatitis
Gloméromycota Pas d'hyphes septés, spores multi-nucléées, mycorhizes Espèces mycorhiziennes

À présent, j'espère que tu te sens plus confiant dans ta compréhension des champignons !

Champignons - Points clés à retenir

Les champignons sont définis comme des organismes eucaryotes produisant des spores que l'on trouve dans le règne des Fungi. La plupart des champignons sont filamenteux et contiennent des filaments individuels appelés hyphes. Un réseau d'hyphes est appelé mycélium et sert à l'absorption des nutriments. Les champignons peuvent obtenir leur nourriture de deux façons : en tant que parasites ou en tant que saprobes.

La plupart des champignons peuvent se reproduire sexuellement et/ou asexuellement en formant des spores. La classification des champignons est basée sur la phylogénétique, et elle classe le royaume des champignons en sept embranchements : Ascomycota, Basidiomycota, Glomeromycota, Microsporidia, Blastocladiomycota, Neocallimastigomycota et Chytridiomycota.

Références

  • Constantine John Alexopoulos, Mims, C. W., & Blackwell, M. (2014). Introduction à la mycologie. Wiley India Pvt.
  • (2020). Guide du 21e siècle sur les champignons. Cambridge Univ Press.
  • Woese, C. R., Kandler, O., & Wheelis, M. L. (1990). Vers un système naturel d'organismes : Proposition pour les domaines Archaea, Bacteria et Eucarya. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 87(12), 4576-4579.

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