Des champignons noirs de Tchernobyl nettoient les retombées nucléaires

Lukas Barcherini Peter
14 mai 2025
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Le 26 avril 1986, le réacteur n° 4 de la centrale nucléaire de Tchernobyl, dans le nord de l’Ukraine, a explosé lors d’un test de sécurité nocturne qui a mal tourné. À la suite de cet accident, les scientifiques qui ont inspecté les décombres ont découvert des champignons noirs poussant sur les murs et les surfaces de l’installation endommagée. Il ne s’agissait pas de moisissures classiques, mais de champignons mélanisés, des organismes riches en mélanine, le même pigment qui donne sa couleur à la peau humaine et la protège des rayons ultraviolets. Des espèces de champignons telles que Cladosporium sphaerospermum, Wangiella dermatitidis et Cryptococcus neoformans ont rapidement attiré l’attention en raison de leur capacité à survivre, voire à se développer, dans des environnements fortement irradiés.

La pigmentation sombre des champignons est plus que superficielle. Les chercheurs ont découvert que la mélanine ne se contentait pas de protéger les champignons, mais leur permettait également de convertir les rayonnements en énergie chimique dans un processus similaire à la photosynthèse. Baptisé « radiosynthèse », ce phénomène consiste en l’absorption par la mélanine des rayonnements ionisants, au lieu de la lumière du soleil. Les rayonnements ionisants sont suffisamment puissants pour arracher des électrons aux atomes, perturbant ainsi l’équilibre entre les protons chargés positivement et les électrons chargés négativement. Les atomes présentant ce déséquilibre deviennent des ions. La mélanine renforce ce comportement électronique au sein de la cellule fongique, où elle est utilisée pour stimuler les processus chimiques liés à la croissance. En d’autres termes, les électrons libérés deviennent des vecteurs d’énergie et stimulent le métabolisme des champignons.

Pendant des années après cette découverte initiale, l’idée que des organismes puissent convertir les rayonnements en énergie métabolique est restée hypothétique. Cela a changé au début des années 2000, lorsque le Dr Ekaterina Dadachova et son équipe spécialisée dans la biologie des extrêmophiles (branche de la biologie qui étudie les organismes vivant dans des environnements extrêmes généralement considérés comme inhospitaliers pour la plupart des formes de vie) à l’Université canadienne de Saskatchewan ont fourni les premières preuves expérimentales solides. L’étude de Dadachova publiée en 2007 (Dadachova E, et al., PLoS ONE 2(5): e457) a confirmé la théorie de la « radiosynthèse » et a suscité un intérêt scientifique mondial pour le potentiel biologique et environnemental plus large des champignons. En particulier, la question de savoir si les champignons peuvent remédier au problème des déchets radioactifs lorsqu’ils absorbent les rayonnements ionisants, et dans quelle mesure.

Cette recherche a montré que les champignons mélanisés exposés aux rayons gamma, la forme la plus puissante et la plus pénétrante, présentaient une croissance plus rapide et une activité métabolique accrue. Les résultats suggèrent que la mélanine joue un rôle actif dans la conversion des rayonnements ionisants en énergie utilisable.

La mélanine fonctionne un peu comme un semi-conducteur naturel. Lorsqu’elle est exposée à des radiations, sa structure se modifie légèrement, ce qui améliore sa capacité à transférer de petites quantités d’énergie (électrons) à travers la cellule fongique. Ce phénomène est similaire à la façon dont le chocolat fondu s’étale plus facilement qu’une tablette solide. Cette énergie alimente ensuite des processus essentiels tels que la croissance et la réparation cellulaire. De cette manière, les champignons ne se contentent pas de résister aux radiations. Ils semblent les réutiliser.

Les résultats actuels suggèrent que les champignons mélanisés peuvent jouer un rôle de soutien dans la remédiation. Contrairement aux approches mécaniques ou chimiques qui éliminent ou neutralisent physiquement les isotopes radioactifs, ces champignons stabilisent les substrats contaminés. Les substrats sont les surfaces sur lesquelles les organismes se développent. Ils colonisent les zones radioactives et se lient aux particules radioactives qui émettent des rayonnements ionisants. Ces champignons pourraient réduire la propagation des matières radiotoxiques par le vent, l’érosion ou les poussières. En principe, les champignons agissent et ressemblent à une éponge.

D’autres études en laboratoire et sur le terrain sont également parvenues à des conclusions similaires : la biomasse fongique peut absorber et fixer certains radionucléides toxiques, notamment le césium 137 et le strontium 90. Une étude réalisée en 2012, par exemple, a observé l’absorption de césium par des champignons mélanisés dans des sols contaminés de la préfecture de Fukushima (Suzuki et al., 2022). Bien que cela suggère une capacité à fixer les particules radioactives, les preuves claires d’une réduction significative et autonome du rayonnement environnemental due aux champignons restent limitées. L’une des études les plus importantes dans ce domaine conclut qu’après tout, les champignons agissent comme des éponges biologiques, absorbant et contenant les radionucléides plutôt que de les neutraliser (Geoffrey M., Mycological Research, 2007). Ce n’est que si la biomasse fongique est récoltée et éliminée en toute sécurité qu’elle peut contribuer de manière significative à réduire la charge radioactive sur les sites contaminés.

Le potentiel devient encore plus prometteur lorsque les champignons sont associés à d’autres outils de bioremédiation, tels que certaines plantes et bactéries. L’une d’entre elles se distingue particulièrement : la bactérie dite « Conan » (Deinococcus radiodurans), qui peut survivre à des doses de rayonnement 3 000 fois supérieures à celles qui sont mortelles pour l’homme. Les scientifiques continuent de travailler à la modification génétique de cette bactérie afin qu’elle se lie aux isotopes radioactifs et produise des enzymes qui transforment les composés toxiques en formes moins nocives. Bien qu’il n’existe aucune preuve établie d’une interaction métabolique directe entre les champignons et les bactéries, leur utilisation combinée soutient une stratégie écologique synergique qui imite la récupération naturelle en restaurant les sols dégradés, en réduisant la radiotoxicité et en créant les conditions d’une succession écologique plus large dans des endroits comme Tchernobyl.

Bien que des données de terrain à plus long terme soient nécessaires, les recherches actuelles classent les champignons mélanisés dans la catégorie « prometteurs, mais pas encore définitifs ». Néanmoins, leur résilience, leurs faibles besoins d’entretien et leur capacité à s’autoreproduire en font une option intéressante pour les stratégies de confinement à long terme.

Ce qui a commencé comme une observation curieuse dans les ruines de Tchernobyl s’est transformé en une idée révolutionnaire : la vie peut non seulement survivre aux radiations, mais aussi les exploiter et remédier à leurs effets négatifs. Ces champignons pourraient offrir une nouvelle méthode pour faire face aux catastrophes nucléaires en réduisant la charge radioactive. Il est remarquable qu’ils ne nécessitent guère plus qu’une culture régulière et un placement stratégique pour commencer leur travail.