Les films Barbie de Greta Gerwig et Oppenheimer de Christopher Nolan sont sortis en salles le vendredi 21 juillet - et bien que les deux superproductions aient peu en commun - Internet les a fusionnés en une seule sensation cinématographique connue sous le nom de "Barbenheimer", donnant lieu à une variété de mèmes amusants mélangeant les célèbres poupées en plastique avec le développement de la bombe atomique. Les films célèbrent la prolifération de deux merveilles modernes nées de ressources non renouvelables : le plastique et l'énergie nucléaire. Leur utilisation a de profondes implications pour notre santé actuelle et future, et parmi la vaste diversité de la vie sur Terre, les champignons seuls pourraient posséder la capacité unique de traiter et de réduire leurs impacts négatifs respectifs. Dans cet article, nous identifions les dangers et les opportunités que représentent les déchets plastiques et les radiations nucléaires, et nous explorons les moyens par lesquels les champignons pourraient être bénéfiques pour remédier à ces deux problèmes.
Barbie: Pas si fantastique que ça, le plastique
Les déchets plastiques sont un problème mondial, avec 85 % des 300 à 400 millions de tonnes produites annuellement finissant dans les décharges ou l'océan, et devant augmenter avec le temps. Le plastique est fabriqué à partir de combustibles fossiles qui réchauffent la planète comme le pétrole brut et est conçu pour durer beaucoup plus longtemps qu'une seule vie humaine, souvent jusqu'à 500 ans ou plus, et n'a jamais été destiné à être recyclé. Nous savons que les microplastiques sont partout, des océans les plus profonds aux plus hautes montagnes et même dans notre sang. Une fois incorporés dans notre corps, le plastique et ses produits de dégradation sont toxiques pour la santé humaine. Selon une étude complète mesurant la toxicité de 34 produits plastiques quotidiens, soixante-quatorze pour cent étaient toxiques d'une manière ou d'une autre, et une étude récente a révélé que de nombreux agents nocifs sont libérés par les déchets plastiques tout au long de leur longue durée de vie.
Malheureusement, les poupées Barbie contribuent aux déchets plastiques, avec 60 à 90 millions vendues chaque année et environ 80 % d'entre elles finissant dans les décharges, les incinérateurs ou l'océan. Les poupées fabriquées avant les années 1990 peuvent être particulièrement mauvaises pour la santé humaine, car elles sont faites de chlorure de polyvinyle (PVC) et de plastifiants à base de phtalates qui ont été liés à l'asthme, aux troubles métaboliques, à l'obésité et à d'autres problèmes de santé. Bien que la société mère de Barbie, Mattel, ait lancé une gamme de poupées en plastique recyclé à 90 % provenant de l'océan en 2021 et s'est engagée à fabriquer tous ses produits en plastique 100 % recyclé, recyclable ou biosourcé d'ici 2030, la majorité des nouvelles poupées sont toujours fabriquées à partir de plastique vierge. Vous avez peut-être entendu la nouvelle selon laquelle Mattel abandonnerait tout plastique dans ses produits d'ici 2030 et lancerait une nouvelle ligne de Barbies décomposables "MyCelia EcoWarrior" fabriquées à partir de mycélium de champignon et de chanvre, mais il s'agissait d'un canular élaboré. Qu'elles inspirent la nostalgie ou la controverse, Barbie fait partie de notre tissu social et sera probablement là pour longtemps. Si seulement il existait une technologie qui transformait son espèce en composés organiques inoffensifs ! Heureusement, les champignons et leurs parents microbiens montrent de grandes promesses pour y parvenir.
Des champignons à la rescousse ?
La "mycorémédiation", écrit le mycologue et auteur Paul Stamets dans Mycelium Running, "est l'utilisation de champignons pour dégrader ou éliminer les toxines de l'environnement", et divers champignons, y compris Pleurotus, Trametes et Aspergillus, se sont avérés efficaces pour capturer les métaux lourds et éliminer les polluants tels que les biphényles polychlorés (PCB) du sol. De plus, des champignons ont été utilisés pour éliminer les bactéries E. coli nocives de la rivière Chicago, détoxifier les marées noires en Amazonie équatorienne, et assainir les sols contaminés en Nouvelle-Zélande et en Finlande. Il existe un champignon amazonien qui mange le polyuréthane, et une bactérie isolée d'une installation de recyclage japonaise qui dégrade le polyéthylène téréphtalate ou PET, un polyester courant trouvé dans les bouteilles en plastique à usage unique. En fait, les Jardins botaniques royaux ont identifié plus de 430 espèces de champignons et de bactéries capables de dégrader le plastique en utilisant une multitude d'enzymes normalement réservées à la dégradation des composants de la paroi cellulaire végétale résistants à la décomposition comme la lignine, la cellulose et l'hémicellulose.
Pleurotes poussant sur des déchets contaminés ; cela fait partie d'un projet de mycoremédiation par CoRenewal
Bien que tout cela soit une excellente nouvelle et constitue un pas dans la bonne direction, les efforts de mycoremédiation peuvent être intimidants.
Pour que les champignons soient efficaces en matière de dépollution, ils doivent bénéficier des bonnes conditions de croissance sur chaque site, ce qui inclut une humidité du sol, un pH, une température et un flux d'air corrects, en plus du substrat adéquat, ou nourriture pour champignons. « La mycoremédiation est actuellement très spécifique à chaque site », déclare Peter McCoy, auteur de Radical Mycology. Chaque solution est adaptée à la pollution qu'elle cible, et les plastiques ne disparaissent pas comme par magie du jour au lendemain, mais sont lentement décomposés en sous-unités plus petites, ou monomères, sur des mois ou des années, qui restent dans le sol jusqu'à ce que quelque chose d'autre arrive qui puisse les décomposer. Les traitements de site se concentreront souvent « sur une seule espèce de champignon », selon le Dr Lauren Czaplicki, fondatrice de Fungal Solutions, plutôt que sur une communauté de « d'innombrables champignons et bactéries [qui] travaillent ensemble pour digérer le sol et le rendre habitable pour d'autres organismes ». Elle envisage le « microbiome idéal du site » comprenant tous les microbes nécessaires pour convertir le plastique en ses constituants les plus petits et les plus inoffensifs. Tous les maillons de la chaîne doivent être présents pour que cela fonctionne correctement.
Solutions aux déchets plastiques
Alors que 175 membres des Nations Unies ont accepté de développer un cadre international pour réduire les déchets plastiques et qu'une coalition plus restreinte cherche à éliminer toute pollution plastique d'ici 2040, tant que le marché existera, des entreprises comme Mattel continueront à produire des articles qui contribuent au changement climatique, étouffent les océans et mettent des centaines d'années ou plus à se décomposer, si tant est qu'ils le fassent. Certains ont évoqué les bioplastiques comme une solution possible au problème, mais ils sont souvent tout aussi toxiques et pas beaucoup plus respectueux de l'environnement que les plastiques traditionnels. L'entreprise française Carbios cherche à utiliser le « recyclage enzymatique » pour recycler le PET, le polyester courant des bouteilles en plastique, mais des questions sur le coût et l'évolutivité demeurent. Des coûts d'équipement, de main-d'œuvre et d'énergie réduits profitent à la mycoremédiation, mais son évolutivité reste incertaine. Étant donné que 40 % de tout le plastique produit est utilisé pour l'emballage de produits à usage unique, une approche peut-être plus radicale du problème consiste à éliminer complètement les emballages en plastique. La société new-yorkaise Ecovative mène l'effort dans ce domaine avec son MycoComposite, un matériau à base de mycélium développé pour l'isolation domestique et l'emballage. C'est un pas dans la bonne direction, et nous sommes impatients de voir comment cette technologie naissante progresse aux côtés du marché croissant de l'emballage industriel. Cela ne fera qu'alimenter l'engouement actuel pour les champignons qui, avec de la chance, conduira à un changement de paradigme dans l'appréciation de la mycologie, du potentiel de la mycoremédiation et de l'adoption de produits à base de mycélium qui pourraient un jour remplacer le plastique.
Alex Hirsig de Cal Poly San Luis Obispo inspectant la première itération d'un mycomatériau construit avec des coques d'amandes, un projet entrepris en partenariat avec le programme de recherche de North Spore
Énergie nucléaire = nouvelle nourriture fongique ?
Lorsque J. Robert Oppenheimer a coordonné la détonation de la première bombe atomique en juillet 1945, ouvrant la voie à l'ère atomique, il ne pouvait pas savoir que l'énergie qu'il avait contribué à introduire dans le monde nourrirait un jour des champignons affamés. 40 ans plus tard, en 1986, une explosion à la centrale nucléaire de Tchernobyl, dans l'actuelle Ukraine, a libéré 400 fois plus de radioactivité dans l'environnement que la bombe atomique larguée sur Hiroshima en août 1945. Trente et une personnes ont perdu la vie dans l'immédiat, et environ quatre mille décès peuvent être attribués aux radiations au cours des décennies suivantes. Bien que la zone se soit en grande partie remise de l'incident, une zone d'exclusion de 32 kilomètres existe toujours autour de la centrale endommagée en raison de la présence continue d'éléments radioactifs comme le strontium et le césium, qui sont liés à la leucémie et aux lésions hépatiques. Dans la zone réglementée, les scientifiques ont documenté le retour de la faune ainsi que la présence de nombreux champignons, y compris une variété noir de jais de la levure du sol commune Cryptococcus neoformans poussant sur les murs du réacteur endommagé.
Champignons poussant dans la zone d'exclusion radioactive de Tchernobyl
Il était clair que ces champignons prospéraient dans cet environnement inhospitalier, et on a émis l'hypothèse que leur pigmentation foncée était liée à leur capacité à supporter les niveaux élevés de rayonnements ionisants, le type d'énergie qui peut altérer les molécules à l'intérieur des cellules vivantes.
Une étude complémentaire a confirmé que les champignons foncés récoltés sur le site de Tchernobyl se développaient plus rapidement en présence de radiations grâce à un processus appelé radiosynthèse, où le pigment mélanine (responsable de la coloration foncée des champignons ainsi que des cheveux, de la peau et de l'iris des yeux des personnes et des animaux) facilite l'absorption et la transformation des radiations nucléaires en énergie utilisable à l'intérieur du champignon, de la même manière que les plantes utilisent la lumière du soleil pour la photosynthèse. En effet, ces champignons « radiotrophes » ou mangeurs de radiations bénéficient de l'exposition et prospèrent dans cet environnement hostile, une découverte qui contredit l'idée selon laquelle les radiations sont généralement nocives pour les êtres vivants. Une étude examinant les effets d'un mois de vol spatial sur les mêmes champignons a révélé que les variétés contenant de la mélanine avaient une viabilité 50 % plus élevée que celles sans, ce qui suggère un effet protecteur qui pourrait être utile lors de futures missions. Alors que l'équipe de recherche spécule que ces champignons pourraient un jour servir de source de nourriture pour les astronautes lors de longs voyages, les chercheurs de l'Université Johns Hopkins testent la faisabilité de la mélanine dérivée de champignons comme écran solaire interstellaire contre les radiations nocives, ajoutant aux nombreuses façons dont les champignons pourraient soutenir la vie dans l'espace.
Réflexions finales
Les champignons sont parmi les organismes les plus polyvalents, résilients et adaptables de la planète. Ils créent du sol, entretiennent des forêts saines, servent de source de protéines à faible impact et de thérapie pour les troubles difficiles à traiter. Les champignons offrent des opportunités uniques de s'adapter au changement climatique et de réduire notre dépendance aux combustibles fossiles, et leur capacité à produire une corne d'abondance d'enzymes leur permet de digérer des matériaux aussi divers que le bois, le TNT et les déchets plastiques. Bien qu'ils semblent avoir très peu en commun avec les deux films les plus populaires de 2023, une plongée plus profonde dans la vie modeste des champignons révèle des liens intéressants avec les déchets plastiques et les radiations nucléaires. Les champignons pourraient-ils détenir la clé de la dégradation sécuritaire des poupées Barbie ? Que dirait J. Robert Oppenheimer, le père de la bombe atomique, à propos de l'utilisation de champignons mangeurs de radiations comme tremplin pour vivre ailleurs dans le cosmos ? À Hollywood et au-delà, il est clair que nous commençons tout juste à ouvrir les yeux sur le vaste potentiel des champignons.