La symbiose bien connue entre champignons et plantes chlorophylliennes (dite mycorhizienne) remonte à plus de 400 millions d'années. Les premiers échangent avec les racines des secondes des minéraux du sol contre des produits photosynthétiques.
Or au cours de l'évolution, les champignons impliqués dans cette association se sont diversifiés – certains (dits saprophytes) se nourrissant exclusivement de matière végétale et animale en décomposition – et plusieurs familles de plantes privées de chlorophylle ont émergé en association avec des champignons. Le flux de carbone originel de la plante au champignon a donc pu s'inverser dans ce cas : les plantes dites mycohétérotrophes, comme certaines orchidées, exploitent les substrats carbonés de leurs hôtes fongiques. Il existe donc aujourd'hui des écosystèmes symbiotiques complexes associant arbres, plantes chlorophylliennes ou mycohétérotrophes, champignons mycorhiziens ou saprophytes.
Les voies métaboliques des plantes mycohétérotrophes ne sont pas toutes connues, les temps de transit du carbone entre les différents acteurs de la symbiose ne le sont pas non plus. La datation au carbone 14 (14C) a permis de lever quelques inconnues. La mesure de la teneur en carbone 14 indique le temps qui sépare l'absorption de CO2 atmosphérique par une plante chlorophyllienne et l'assimilation des molécules carbonées simples issues de cette activité photosynthétique par le végétal étudié.
En zone tropicale, les chercheurs montrent que le carbone nourrissant les orchidées Wullschlaegelia calcrata a quitté l'atmosphère 8,4 ans plus tôt, transitant par la litière et des champignons décomposeurs. Dans le cas des Gentianées, il a fallu 4,3 ans au carbone pour être acheminé jusqu'à Voyria aphylla via les racines des arbres et les champignons mycorhiziens associés.
En zone tempérée, les temps de transit sont plus rapides : moins d'un an pour les orchidées Cephalanthera damasonium (Céphalanthère de Damas) et Neottia nidus-avis (Néottie nid d'oiseau), les plantes à fleurs achlorophylliennes Hypopitys monotropa associés à des hêtres.