Selon une étude récente, le temps presse pour que les scientifiques élargissent la gamme de cultures vivrières résistantes au climat que les humains peuvent utiliser pour s’adapter aux températures extrêmes posées par le changement climatique.
Le monde possède un large éventail de « cultures sous-utilisées » – des plantes traditionnelles, cultivées localement et sauvages qui sont peu consommées en dehors de leur région – dont les génomes contiennent des outils puissants pour s’adapter à des conditions difficiles comme la sécheresse et le stress climatique, et dont la culture plus large pourrait aider soulager la faim dans le monde, selon une étude publiée mercredi dans la revue de botanique New Phytologist.
Les pénuries de blé imminentes après l’invasion de l’Ukraine par la Russie mettent en évidence la dépendance critique et potentiellement paralysante du monde à l’égard de quelques cultures céréalières seulement – blé, riz, soja, maïs – qui font toutes face à des réductions importantes de rendement et de gamme en raison du changement climatique, selon la NASA .
Mais ces cultures ne sont qu’une infime partie de la richesse des espèces que les humains ont domestiquées, mais qui n’ont pas atteint les marchés mondiaux – et qui représentent à la fois des possibilités intéressantes pour la sécurité alimentaire et des entrepôts de traits génétiques améliorant la résilience.
Pour un exemple clair, il suffit de penser au quinoa et aux pois chiches – autrefois des cultures marginales qui, au cours des 20 dernières années, ont été largement acceptées bien au-delà de leurs régions d’origine.
Cette popularité commerciale s’est construite sur elle-même, car elle a accéléré la disponibilité des financements scientifiques, ce qui a conduit à “une augmentation significative de la recherche et de la reconnaissance”, notent les scientifiques.
De nombreuses autres cultures pourraient recevoir un traitement similaire : largement cultivé dans des régions spécifiques, mais presque inconnu en dehors de celles-ci. Parmi les plus connus, citons le millet des oiseaux, une variété de céréales cultivée dans les régions sèches d’Asie; le teff, une ancienne céréale originaire de la Corne de l’Afrique ; et l’amarante, une “pseudo-céréale” tolérante à la chaleur et riche en protéines originaire d’Amérique centrale.
Et même ceux-ci ne sont que la pointe de l’iceberg. La Terre compte environ 50 000 espèces de plantes comestibles – mais la population mondiale tire 60 % de ses calories du blé, du riz et du maïs,
Une partie de ce qui a retenu de nombreuses cultures de ce type est la même relation entre la demande limitée du marché et la disponibilité limitée des fonds de recherche pour la recherche et la modification génétiques.
Beaucoup ont des goûts étranges ou forts ; difficultés avec la culture; la présence d'”anti-nutriments” qui doivent être éliminés, comme les produits chimiques saponiques ressemblant à du savon dans le quinoa ou les composés de cyanure dans le manioc – toutes des qualités qui pourraient potentiellement être modifiées avec une recherche et un financement suffisants.
Mais une raison tout aussi importante est souvent la négligence : peu de cépages locaux peuvent rivaliser sur un marché dominé par les trois principales céréales déversées des principaux greniers à blé comme les Grandes Plaines américaines – des cultures qui ont également bénéficié de décennies d’études génétiques intenses et de modifications visant à augmenter leurs rendements.
Un exemple classique – qui aide à montrer ce que les chercheurs imaginent pour des cultures comme l’amarante ou le millet des oiseaux – est la tentative en cours de transformer les agrafes actuelles de blé et de riz de ce que l’on appelle la photosynthèse C3 en photosynthèse C4.
Cette distinction décrit le nombre d’atomes de carbone – trois ou quatre – qui sont produits lorsque la plante lie la lumière du soleil aux sucres.
Parce qu’ils lient le carbone à des taux plus élevés, les plantes C4 – que la recherche génétique suggère que le blé et le riz étaient autrefois, et pourraient peut-être redevenir – produisent des rendements plus élevés avec une meilleure croissance des racines et moins de besoins en azote, selon l’Université Carleton.
Ensuite, il y a les pommes. Une étude publiée mercredi par la Public Library of Science a révélé que les pommes modernes sont plus grosses, moins acides et se conservent et se transportent mieux que leurs ancêtres sauvages – ce qui explique probablement pourquoi elles, et non une culture fruitière différente, ont une place de choix dans allées de produits de supermarché.
C’est l’attention que les scientifiques veulent voir accordée aux cultures sous-utilisées. Les généticiens qui tentent d’adapter ces espèces à une utilisation plus large sont entravés par le manque d’enquêtes génétiques à grande échelle qui leur permettraient de relier de manière fiable des traits précieux – comme la sécheresse ou la tolérance à la chaleur – à des gènes spécifiques.
Pour la plupart de ces espèces, les scientifiques ont, au mieux, un seul “génome de référence” à partir d’un seul échantillon, selon l’étude.
Bien qu’il s’agisse d’un début précieux, cela revient à essayer de lutter contre les maladies génétiques chez l’homme – de la fibrose kystique à la drépanocytose – sur la base des résultats d’une seule personne 23andMe.
“Il devient clair que des progrès significatifs dans la sélection de variétés améliorées ne sont possibles que lorsque les variantes génomiques sont identifiées”, ce qui nécessite un éventail beaucoup plus large de tests sur les espèces.
Mais les chercheurs disent que le temps presse pour commencer ce travail. La capacité humaine à utiliser un grand nombre de ces espèces – et même à les identifier pour des tests ultérieurs – est fortement menacée, à la fois par le changement climatique lui-même et par le risque plus insidieux de perte des connaissances autochtones et locales sur la façon de trouver, de soigner, les cuisiner et les cultiver – d’autant plus que la mondialisation accélère le déplacement des populations rurales vers les villes.
À travers le large éventail d’espèces sous-utilisées, les chercheurs proposent que “des efforts soient faits non seulement pour générer un génome de référence, mais aussi pour effectuer un séquençage au niveau de la population”.
Ce faisant, écrivent-ils, les chercheurs devraient rendre leurs données «libres d’utilisation» et se concentrer sur les «collaborations entre instituts du monde entier» pour éviter la duplication des travaux et produire des résultats rapidement.
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