Issu du grec ancien, phyllo signifie feuilles, et sphère lieu de vie. La phyllosphère est le microbiote où vivent des microorganismes sur les parties aériennes des plantes.

La phyllosphère peut encore être subdivisée en quatre sphères. Celle qui vie sur les tiges est la caulosphère, sur les feuilles la phylloplane, sur les fleurs l’anthosphère et sur les fruits la carposphère.

Si la communauté de microorganismes qui entoure les racines, la rhizosphère, est assez connue, on ignore souvent qu’autour des parties aériennes des plantes il en existe une autre, la phyllosphère. Il s’agit de l’ensemble des parties des plantes situées au-dessus du niveau du sol qui sert d’habitat à des microorganismes végétaux et animaux. Dans les faits, c’est une relation symbiotique entre les feuilles, les tiges, les fleurs et les fruits, et un microbiote composé de bactéries, de virus, de champignons, d’algues, d’archées et rarement de protozoaires et de nématodes. Les microbiologistes en écologie considèrent qu’après l’habitat du sol la phyllosphère constitue la plus grande concentration de microorganismes sur la Terre. De plus, contrairement à la rhizosphère, les microorganismes de la phyllosphère ne prolifèrent pas seulement en échangeant des composés chimiques avec la plante hôte, mais bénéficient aussi des effets de la lumière.

Les interactions entre les parties aériennes et les microorganismes du microbiote ont un impact important sur la santé, les fonctions et l’évolution des plantes. Les découvertes concernant les microbiotes végétaux étant assez récentes, il faudra encore quelques années avant d’en connaître plus sur leur fonctionnement. On sait cependant que la composition du microbiote varie pour chaque espèce.

La phyllosphère est composée de deux types de microbiotes :

• Le microbiote épiphyte, là où les microorganismes vivent sur les écorces, les tiges et les feuilles;
• Le microbiote endophyte où les microorganismes habitent à l’intérieur des tiges, des fleurs, des feuilles, du pollen, des fruits et des graines.

Les microorganismes de la phyllosphère se posent sur la plupart sur les plantes de plusieurs manières.

La plus importante est certainement le vent. Les spores des champignons, les zoospores des algues, les bactéries et les virus transportés par le vent vont coloniser les végétaux qui leur sont spécifiques. Les précipitations, et notamment les éclaboussures de gouttes de pluie, ont le même effet.

Les insectes jouent aussi un rôle de transfert vers les plantes, car ils hébergent un grand nombre de microorganismes sur leur surface corporelle, ainsi que dans leurs intestins. Lors de la visite des insectes, qu’ils soient bénéfiques ou pathogènes, les microorganismes de la phyllosphère sont transférés sur les surfaces foliaires et florales pour le microbiote épiphyte ou de la sève pour le microbiote endophyte.

Les relations entre la plante et le microbiote peuvent se révéler positives, négatives ou neutres. Quand elles sont positives, on parle de relations symbiotiques et productives. C’est le cas quand les microbiotes protègent les plantes contre les agents pathogènes. Cela se fait par différents mécanismes. Lors de la compétition de niche, les microorganismes bénéfiques prennent la place des pathogènes. Ils peuvent aussi produire des substances antimicrobiennes qui contrôlent les populations. Par la libération de métabolites secondaires et l’induction d’une résistance systémique, les microorganismes utiles stimulent les défenses des plantes, ce qui leur permet de faire face a d’éventuelles irruptions de pathogènes.

La phyllosphère participe à la croissance des plantes par la production de régulateurs de croissance. Elle met aussi à disposition certains nutriments essentiels, en particulier par le biais de microorganismes qui sont capables de fixer l’azote de source atmosphérique. Ce microbiote permet la modification des nutriments pour les rendre disponibles pour l’absorption par les plantes. Grâce à lui, les phosphates peuvent être solubilisés.

La phyllosphère a des effets négatifs quand l’une ou les deux parties sont lésées par l’autre. Par exemple quand les champignons pathogenèses prennent le dessus sur les champignons bénéfiques.

Quand leurs effets réciproques s’annulent, on qualifie le microbiote de non pertinent ou on dit que ses effets sont neutres.

La vie de la phyllosphère peut être influencée positivement ou négativement par plusieurs causes naturelles. Les stress abiotiques, ceux qui ne sont pas provoqués par des êtres vivants, sont les plus importants. Il peut s’agir du régime jour/nuit qui entraîne des fluctuations des températures ou de l’exposition au soleil qui expose le microbiote aux rayonnements ultra-violets qui lui sont néfastes. La disponibilité en eau, l’humidité atmosphérique, la présence de vent ou d’embruns salins sont aussi des éléments qui peuvent agir de manière positive ou négative sur le microbiote.

La conformation des tissus foliaires a aussi son importance, ce qui fait que le microbiote varie d’une espèce à l’autre. Les tissus multicouches façonnent différents espaces physiques dans les feuilles. Ils sont donc occupés par des microorganismes de différentes tailles, ce qui affecte l’interaction du microbiote avec les plantes. Les effets de l’épaisseur des couches vont aussi se faire sentir sur les microorganismes entre eux. Les modifications, entre autres, à l’accès à l’humidité, aux nutriments, aux gaz (oxygène, gaz carbonique, etc.) variant, la composition du microbiote s’en trouve affectée.

La période couvant l’ouverture des fleurs à leur sénescence, sa dégradation, est le siège de changements constants de la communauté de microorganismes.

Il est bien sûr impossible d’ajouter ou de retirer des microorganismes afin d’avantager tel ou tel type ou population. Par contre, on peut favoriser une phyllospère positive en s’assurant que les fonctions des plantes sont à leur optimum. Si, pour chaque espèce les conditions du développement positif de ce microbiote sont différentes, on peut penser qu’une plante en santé aide favorablement sa croissance.

Aussi, lors de l’utilisation de produits, tels les pesticides et les biocides, servant à contrôler les éléments pathogènes, il faut se rappeler que l’on intervient sur la phyllosphère et sur ses actions positives.