Lichens et champignons : quelles sont les différences ?

Lichens : que sont-ils exactement ?

Que sont exactement les lichens ? Ce ne sont ni des plantes, ni des mousses, ni même des champignons au sens strict. Ce sont des organismes composites, ou plutôt des "organismes symbiotiques", résultant de l'intégration entre un champignon (le mycobionte) et un organisme capable de réaliser la photosynthèse (le photobionte, une algue verte ou une cyanobactérie).

Dans cette relation, le champignon a perdu, pour la plupart des espèces, la capacité de vivre de manière autonome dans la nature, devenant métaboliquement dépendant des glucides fournis par son partenaire photosynthétique. Le corps végétatif qui en résulte est appelé thalle, et sa forme constitue le premier grand caractère distinctif pour quiconque s'initie à l'étude de ces organismes.

Le mycobionte

Le mycobionte est presque toujours un champignon appartenant au phylum des Ascomycota (seul un faible pourcentage, comme le genre Dictyonema, est représenté par des Basidiomycota). Sa fonction est structurelle : ses hyphes (filaments fongiques) s'organisent en couches spécialisées pour protéger le photobionte, réguler les échanges gazeux et absorber les nutriments de l'atmosphère et du substrat.

Contrairement aux champignons non lichénisés, le mycobionte possède un métabolisme plus lent et ne dispose pas des enzymes nécessaires pour dégrader efficacement la cellulose ou la lignine ; sa survie est indissociablement liée aux photosynthétats de l'algue.

Cela change radicalement la signification écologique des lichens : tandis que les champignons « libres » sont les grands décomposeurs, les lichens deviennent des organismes pionniers, autosuffisants en ce qui concerne leurs besoins en carbone. Une recherche sur les lichens met en évidence comment les hyphes du mycobionte forment des structures complexes (comme la couche corticale supérieure) pour créer un microclimat stable et protéger l'algue de l'excès de lumière et de la déshydratation.

Le photobionte

Le photobionte est le véritable moteur métabolique du lichen : il s'agit généralement d'une algue verte, la plus courante appartenant au genre Trebouxia, présente dans plus de la moitié des espèces lichéniques. Lorsque le partenaire est une cyanobactérie (par exemple Nostoc), en plus de la photosynthèse, elle est capable de fixer l'azote atmosphérique, le transformant en composés ammoniacaux utilisables par l'ensemble du consortium et, indirectement, par l'écosystème environnant.

C'est une différence cruciale avec les champignons : aucun champignon « pur » n'est capable de fixer l'azote. Les lichens associés à des cyanobactéries deviennent ainsi fondamentaux pour la fertilisation naturelle des sols pauvres, des roches et des écorces.

Le métabolisme combiné produit les acides lichéniques dits (comme l'acide usnique), métabolites secondaires uniques, absents chez les champignons non lichénisés, qui remplissent des fonctions de protection contre la lumière, antibactériennes et d'altération chimique des roches (un processus clé pour la pédogenèse, c'est-à-dire la formation du sol).

Différences entre lichens et champignons

Pour un mycologue, la distinction sur le terrain est souvent nette : les champignons (Macromycètes) produisent des corps fructifères éphémères, qui apparaissent à certaines saisons pour la reproduction, tandis que les lichens, au contraire, présentent un thalle pérenne, visible et actif toute l'année, qui croît à des rythmes extrêmement lents (de fractions de millimètre à quelques millimètres par an).

D'un point de vue nutritionnel, les champignons sont hétérotrophes obligés et nécessitent de la matière organique déjà prête (vivante ou morte), tandis que les lichens sont autotrophes pour le carbone grâce au photobionte, mais hétérotrophes pour l'azote et les minéraux, qu'ils absorbent de l'atmosphère et du substrat. Cependant, ils partagent avec les champignons l'architecture hyphale et, chez le mycobionte, les structures reproductrices (asques ou basides). Le tableau suivant détaille les différences entre lichens fruticuleux, foliacés et crustacés et les compare aux champignons.

Cette analyse comparative clarifie définitivement de quel type d'organismes il s'agit lorsque l'on parle de lichens. Bien que le mycobionte soit un champignon à part entière, le lichen en tant que « super-organisme » possède des propriétés émergentes qui en font une entité biologique unique, avec un rôle écologique complètement différent de celui des champignons non lichénisés. 

Le rôle écologique des lichens

Les lichens sont considérés comme des organismes pionniers par excellence : ils font partie des premiers à coloniser des surfaces vierges telles que des roches nouvellement exposées, des coulées de lave ou des écorces d'arbres. Grâce à leurs acides lichéniques, ils corrodent la roche et leurs hyphes piègent poussières et débris, amorçant les processus de pédogenèse (formation du sol). Les champignons, en revanche, interviennent généralement à des stades ultérieurs, colonisant des substrats déjà organiques ou formant des symbioses mycorhiziennes avec des plantes déjà établies. Tous deux sont néanmoins des sentinelles de la santé environnementale.

Les lichens, en particulier, sont des bioindicateurs par excellence de la qualité de l'air, étant extrêmement sensibles aux polluants tels que le dioxyde de soufre (SO2), les composés azotés (NOx) et les métaux lourds, qu'ils accumulent passivement puisqu'ils absorbent tout directement de l'atmosphère. Ils créent des microhabitats humides pour les invertébrés, retiennent l'eau, et dans de vastes zones boréales (lichens des rennes), ils représentent la principale ressource alimentaire hivernale pour les rennes et les caribous.

Les champignons, quant à eux, nettoient le sol des métaux lourds et des plastiques, connectent les plantes en réseaux mycorhiziens et décomposent la matière organique. Dans le cycle global du carbone, ils contribuent à hauteur d'environ 0,5 Pg (pétagrammes) de carbone par an à la productivité primaire terrestre, une valeur loin d'être négligeable, comparable à celle de biomes entiers.

Sensibilité environnementale : à quoi les lichens sont-ils sensibles ?

L'extraordinaire sensibilité des lichens découle de leur nature même : dépourvus de structures sélectives comme les racines, ils absorbent l'eau et les nutriments (et avec eux les polluants) directement de l'atmosphère sur toute la surface du thalle. Cela en fait des accumulateurs passifs et, par conséquent, d'excellents indicateurs de la qualité de l'air. La disparition des lichens épiphytes (ceux qui poussent sur les écorces) des centres urbains et industriels est un signal sans équivoque de pollution chronique. 

Les champignons, en particulier les espèces terricoles, sont plus sensibles à d'autres facteurs tels que le compactage du sol, l'eutrophisation (excès d'azote) et la gestion forestière. Intégrer le suivi des deux groupes fournit une image complète de la santé d'un écosystème.  

Lichens, mousses et champignons : une comparaison 

On parle souvent indistinctement de mousses et de lichens car ils partagent les mêmes habitats humides et pauvres. Mais leur nature est profondément différente. Les mousses sont des bryophytes, donc de véritables plantes (règne des Plantae), dotées de tissus simples et d'un cycle de vie alternant des générations ; les lichens sont des symbioses champignon-algue. Les mousses, bien que tolérant mieux la déshydratation que les plantes vasculaires, sont plus exigeantes en termes d'humidité constante que les lichens. Les champignons (surtout les Basidiomycètes), enfin, privilégient l'ombre et l'humidité du sol, évitant l'exposition directe et la sécheresse. On peut dresser une échelle de résilience à la sécheresse où figurent d'abord les lichens, puis les mousses, et enfin les champignons, les lichens étant les champions incontestés de la survie en conditions extrêmes.

Lichens fruticuleux, crustacés et foliacés

Pour identifier un lichen, la première question à se poser est : quels types de lichens existent ? La morphologie du thalle est le caractère diagnostique de premier niveau. Cette diversité de formes est une convergence adaptative fascinante à différentes conditions de lumière, d'humidité et de substrat, comparable en variété à la morphologie des champignons.

• Lichens fruticuleux : ils ont un aspect tridimensionnel, arbustif, buissonnant ou pendant. Ils sont ancrés au substrat en un seul point et se ramifient dans toutes les directions. Des exemples classiques sont le genre Usnea (la « barbe de forêt », qui pend des branches) et les célèbres lichens des rennes (Cladonia rangiferina), qui tapissent les sols des toundras arctiques et boréales.

• Lichens foliacés : le thalle est aplati, avec une structure semblable à des feuilles, pourvu de lobes et souvent différencié en une surface supérieure et une inférieure. Ils adhèrent au substrat mais de manière lâche, grâce à des structures appelées rhizines, et peuvent être partiellement soulevés. Exemples : Parmelia sulcata (commun sur les écorces) et Lobaria pulmonaria (autrefois utilisé comme remède pour les poumons).

• Lichens crustacés : ils représentent la forme la plus primitive et adhérente. Le thalle forme une croûte intimement fusionnée avec le substrat (roche, écorce), au point de ne pouvoir être détaché sans détruire le support. Ils sont souvent colorés et forment des taches. Un exemple est le lichen géographique (Rhizocarpon geographicum), qui, avec ses aréoles jaune-vert délimitées par des lignes noires, évoque une carte.

 Le tableau suivant systématise ces différences et les met en relation avec le monde fongique.

Les lichens des rennes (Cladonia rangiferina) ne sont pas qu'un nom évocateur : ils constituent jusqu'à 90 % du régime hivernal des rennes en Laponie et dans d'autres régions arctiques, un rôle qu'aucun champignon ne joue de manière aussi exclusive pour un grand mammifère.

Reproduction et cycle de vie

Les champignons se reproduisent principalement par spores, produites dans des structures spécialisées (hyménophores comme lames, pores, aiguillons). Les lichens adoptent une stratégie plus complexe et duale : le mycobionte (le champignon) peut se reproduire sexuellement, produisant des spores fongiques dans des structures appelées apothécies (en forme de coupe) ou périthèces (en forme de fiole). Cependant, une spore fongique qui germe seule ne reconstituera pas un lichen : elle doit nécessairement rencontrer et capturer une cellule compatible du photobionte (algue ou cyanobactérie) pour recréer la symbiose à partir de zéro, un événement plutôt rare et aléatoire.

Pour pallier ce problème, les lichens ont évolué des structures ingénieuses de reproduction végétative : les isidies (petites protubérances coralloïdes à la surface du thalle, contenant les deux symbiontes et recouvertes par le cortex) et les soralies (zones où le cortex se rompt, libérant de fins granules pulvérulents, les sorédies, eux aussi composés d'hyphes fongiques et de cellules algales). Ces propagules garantissent la propagation efficace et fidèle de l'ensemble du consortium symbiotique. Elles combinent la précision de l'état reproducteur avec l'efficacité de l'état végétatif. 

Données sur la biodiversité lichénique en Italie

Selon la recherche la plus récente sur les lichens d'Italie (Nimis & Martellos, 2023), notre pays compte environ 2 700 espèces de lichens. À titre de comparaison, les champignons supérieurs (Macromycètes, pour la plupart des Basidiomycètes) recensés en Italie dépassent les 5 000 espèces. Mais le lien ne s'arrête pas là : il existe les champignons lichénicoles, un groupe hétérogène de champignons (souvent des Ascomycètes) qui vivent exclusivement sur les lichens, les parasitant.

On dénombre des centaines de ces espèces, qui représentent un pont écologique fascinant : des champignons qui attaquent les lichens, démontrant que ces derniers peuvent à leur tour devenir substrat pour d'autres champignons. En ce sens, les lichens jouent un rôle analogue à celui des plantes pour les champignons parasites, fournissant un substrat stable, riche en nutriments et peu compétitif, une niche écologique unique.

Lichens et champignons : usages

Depuis des millénaires, l'homme interagit avec les champignons et les lichens. Les champignons jouent un rôle prééminent dans l'alimentation (Cèpes, Truffes, Champignons de Paris, levures pour le pain et la bière) et en médecine (de la pénicilline aux champignons médicinaux modernes comme le Reishi et le Shiitake). Les lichens ont un rôle moins apparent mais historiquement significatif : des espèces comme Umbilicaria esculenta sont un aliment de choix au Japon, tandis que les lichens des rennes, bien que non consommés directement par l'homme sauf en cas de famine, ont soutenu des cultures entières d'éleveurs sames grâce à leurs troupeaux.

En Europe, la Lobaria pulmonaria était utilisée dans la « doctrine des signatures » pour soigner les maladies pulmonaires, en raison de sa ressemblance avec le tissu pulmonaire. Les champignons médicinaux boastent d'une tradition millénaire en Orient. Aujourd'hui, la recherche scientifique redécouvre les acides lichéniques pour leurs potentielles applications anticancéreuses et antivirales. 

Il est important de ne pas confondre les lichens avec les algues : l'algue kombu (Saccharina japonica) est une algue brune marine, non un lichen. Sa richesse en iode n'a rien à voir avec les propriétés antibiotiques de l'acide usnique produit par les lichens.

Le rôle des lichens en écologie

Les lichens sont les architectes primaires des écosystèmes : en tant qu'organismes pionniers, ils colonisent en premier les surfaces rocheuses nues. L'action mécanique des hyphes et l'action chimique des acides lichéniques fragmentent la roche, amorçant la formation d'une première couche de sol. Leurs hyphes piègent poussières et débris organiques apportés par le vent. À leur mort, la matière organique accumulée se décompose, enrichissant davantage le substrat et créant les conditions idéales pour l'installation de mousses et, ensuite, de plantes vasculaires.

Les champignons entrent en jeu à des stades différents et complémentaires. Les champignons saprophytes décomposent la nouvelle litière produite par les plantes, tandis que les champignons mycorhiziens établissent des symbioses mutualistes avec les racines des plantes nouvellement installées, les aidant à absorber eau et nutriments en échange de sucres.

Ainsi, tandis que les lichens sont les constructeurs du sol, les champignons en sont les gestionnaires et les mainteneurs, préservant sa fertilité et le reliant à la vie végétale. Un fait emblématique : en Antarctique, où le sol organique est quasi absent, les lichens représentent la forme de végétation dominante, tandis que les champignons supérieurs sont extrêmement rares et limités à des microhabitats protégés.

Projets de suivi environnemental avec les lichens

L'ISPRA (Institut Supérieur pour la Protection et la Recherche Environnementale) et de nombreuses agences régionales pour la protection de l'environnement (ARPA) utilisent depuis des décennies les lichens comme bioindicateurs dans des protocoles standardisés. L'Indice de Biodiversité Lichénique (IBL) est un paramètre officiel pour évaluer la qualité de l'air, en particulier la pollution par le SO2 et les composés azotés. Les champignons (Macromycètes) sont de plus en plus utilisés comme indicateurs de l'état de santé du sol, de son degré de maturité, de la continuité forestière et de l'impact des pratiques sylvicoles. L'intégration des deux approches fournit une image diagnostique complète et fiable de l'état d'un écosystème. Sur le site officiel de l'ISPRA sont disponibles des manuels et lignes directrices sur le biosurveillance avec les lichens.

La nature des lichens

Les analyses phylogénétiques modernes basées sur l'ADN ont révolutionné notre compréhension des lichens. La découverte fondamentale est que les champignons lichénisants ne constituent pas un groupe monophylétique (c'est-à-dire qu'ils ne descendent pas tous d'un ancêtre commun exclusif unique). Au contraire, la capacité d'entrer en symbiose lichénique est apparue de manière indépendante et convergente dans de multiples lignées au sein du règne des champignons, surtout chez les Ascomycètes. Certains groupes de champignons non lichénisés (comme les champignons mycorhiziens ou certains saprophytes) sont phylogénétiquement plus proches de certains lichens qu'ils ne le sont entre eux. Cela fait des lichens une adaptation évolutive d'un succès extraordinaire, répétée à plusieurs reprises au cours de l'histoire.

Des études très récentes ont en outre révélé un niveau supplémentaire de complexité : de nombreux lichens hébergent également en leur sein des levures basidiomycètes (du genre Cyphobasidium) qui semblent jouer un rôle clé dans la formation et la structure du thalle, ajoutant un troisième symbionte fongique à la relation déjà complexe. Aujourd'hui, à la question qu'est-ce qu'un lichen, la réponse la plus précise est : une communauté fongique multiple et stabilisée en symbiose avec un photobionte (les champignons forment rarement des consortiums aussi complexes et intégrés).

Les lichens les plus anciens 

Des fossiles d'organismes interprétés comme d'anciens lichens remontent à environ 400-415 millions d'années (Dévonien inférieur), une époque où les plantes vasculaires en étaient encore à leurs débuts et la vie sur terre ferme était rare. Cela suggère que les champignons se sont associés aux algues très précocement, jouant peut-être un rôle crucial dans la facilitation de la transition de la vie des eaux vers les continents, contribuant à la formation des premiers sols. Aujourd'hui, les lichens sont présents sur tous les continents, de l'équateur aux régions polaires, et en Antarctique, ils représentent la forme de vie végétale dominante, aux côtés de quelques espèces de mousses et d'algues. 

Guide pratique d'identification 

Pour le cueilleur de champignons, lors d'excursions en forêt, il est courant de tomber sur d'imposantes excroissances colorées sur troncs, branches et roches. Les lichens peuvent être gris-vert (la couleur la plus courante), jaune-orange vif (Xanthoria), jaune-vert (Rhizocarpon), bruns, noirs, blanchâtres. Les champignons, en revanche, présentent souvent des chapeaux et pieds bien distincts, avec des colorations allant du blanc au noir, en passant par toutes les nuances de marron, rouge, jaune et violet.

Il peut toutefois y avoir certaines espèces susceptibles de prêter à confusion et auxquelles il faut faire attention : certains champignons gélatineux (comme les Exidia ou les Auricularia) peuvent sembler des masses informes sur le bois, mais leur consistance molle et leur apparition après la pluie les distinguent.

La couleur des lichens dépend de l'espèce et de la présence d'acides lichéniques spécifiques qui servent également de pigments protecteurs. Par exemple, le lichen jaune commun des murs (Xanthoria parietina) doit sa couleur à la pariétine, un pigment qui le protège de l'excès de lumière en milieux ouverts.

Carte simplifiée pour distinguer lichen et champignon

• La structure est pérenne et visible toute l'année, même en hiver ? Très probablement un lichen.
• Pousse-t-il sur roche nue, écorce vivante, ou sol extrêmement pauvre ? Très probablement un lichen.
• Après une pluie, un corps fructifère avec pied et chapeau (ou formes similaires) apparaît-il puis disparaît-il ? C'est un champignon.
• Si on gratte délicatement, laisse-t-il une trace colorée et une couche sous-jacente (médulle) bien visible ? C'est un lichen, probablement de type crustacé.
• A-t-il un aspect coralloïde, ramifié, attaché au substrat en un seul point (comme un minuscule arbuste) ? C'est un lichen fruticuleux.
• Est-il aplati comme une feuille, soulevable aux bords, avec une surface supérieure et une inférieure distinctes ?  C'est un lichen foliacé.

Pour ceux qui cherchent un support visuel et souhaitent comparer des images de lichens de différentes espèces, le site Acta Plantarum offre un atlas photographique complet et des clés de détermination interactives.

Symbiose, parasitisme et réseaux trophiques

Les champignons entretiennent une variété de relations trophiques avec d'autres organismes : ils sont saprotrophes (se nourrissent de matière morte), parasites (de plantes, d'animaux ou d'autres champignons) ou mutualistes (mycorhizes), tandis que les lichens représentent un cas de mutualisme obligatoire pour le champignon.

Mais les lichens eux-mêmes peuvent devenir source de nourriture : il existe des champignons lichénicoles, des champignons qui mangent des lichens. Mais il y en a d'autres qui se nourrissent de lichens : outre les emblématiques rennes et caribous, de nombreux petits invertébrés (acariens, collemboles, larves d'insectes, escargots et limaces) se nourrissent de thalles lichéniques. Il existe également plusieurs espèces d'oiseaux qui les utilisent non seulement comme matériau de construction pour les nids (exploitant leurs propriétés antibactériennes et de camouflage) mais parfois aussi comme aliment.

Les champignons, de leur côté, sont à la base de réseaux alimentaires tout aussi complexes : les larves de nombreux insectes (comme les moucherons des champignons) se développent dans les corps fructifères, et de nombreux mammifères (sangliers, écureuils, cerfs) les consomment avec voracité. En résumé, champignons et lichens sont des nœuds cruciaux dans les réseaux trophiques, contribuant de manière déterminante au flux d'énergie et au cycle de la matière dans les écosystèmes.

Biomasse lichénique et fongique comparée

Pour comprendre l'importance quantitative de ces organismes, quelques données suffisent. Dans les forêts boréales de conifères (comme la taïga), la biomasse des lichens épiphytes (ceux qui poussent sur les branches et les troncs) peut atteindre des valeurs surprenantes, de 5 à 10 tonnes par hectare dans les forêts matures riches en Usnea et Alectoria. La biomasse fongique totale (principalement le mycélium caché dans le sol et le bois) est encore plus imposante, pouvant dépasser 15 tonnes par hectare.

Les deux représentent donc un réservoir de carbone non négligeable. Les lichens avec cyanobactéries contribuent en outre de manière significative à l'apport d'azote dans les écosystèmes, avec des taux de fixation variant de 1 à 10 kg d'azote par hectare et par an, un apport fondamental dans des environnements oligotrophes (pauvres en nutriments).

Lichens et champignons : un monde fait d'entrelacs et de symbioses

Aujourd'hui, nous avons découvert que champignons et lichens partagent le mycobionte, mais que les lichens représentent une étape évolutive supérieure grâce à une symbiose obligatoire et réussie avec des organismes photosynthétiques. Si les champignons sont les ingénieurs invisibles du sol, les grands décomposeurs et les connecteurs silencieux des plantes à travers les mycorhizes, les lichens sont les audacieux pionniers, les constructeurs de sol, les colonisateurs des environnements les plus extrêmes.

Les deux sont des piliers fondamentaux pour la santé et le fonctionnement de la planète : un tronc richement colonisé par des lichens foliacés est un signal d'air pur et d'un écosystème forestier en bonne santé, et donc un environnement potentiellement propice à la croissance de champignons prisés. Loin d'être de simples « plantes inférieures », les lichens sont des organismes complexes qui nous enseignent une leçon fondamentale de coopération et de résilience.

Et pour ceux qui se demandaient encore à quoi servent les lichens dans notre vie quotidienne, la réponse est nuancée : ils nous offrent un air plus pur, créent le sol que nous cultivons, nourrissent la faune sauvage et nous proposent des molécules uniques aux potentielles applications médicales. Les champignons, de leur côté, nous nourrissent, nous soignent et soutiennent les forêts que nous aimons.

Ensemble, champignons et lichens tissent le réseau complexe et merveilleux de la vie sur Terre.