La chaleur croissante, les sécheresses, les inondations et la salinisation causées par le changement climatique réduisent la quantité de nourriture comestible produite par nos cultures de base. Puisque l’appropriation de plus de terres pour l’agriculture n’est pas durable, notre seule voie à suivre est d’adapter les cultures elles-mêmes aux nouvelles conditions. Nous avons deux options : la domestication des espèces sauvages apparentées aux cultures, qui sont plus résilientes mais ont un rendement plus faible, ou l'inclusion de gènes de résilience dans les cultures modernes à haut rendement. Dans Frontiers in Science, les chercheurs discutent de ces possibilités et du besoin crucial de davantage de financement, de recherche et de compréhension du public.
Nous avons tous besoin de manger, mais l'impact de la crise climatique sur nos cultures remet en question l'approvisionnement alimentaire mondial. Les cultures modernes, domestiquées pour des rendements alimentaires élevés et une facilité de récolte, ne disposent pas des ressources génétiques nécessaires pour répondre à la crise climatique. Des stress environnementaux importants réduisent la quantité de nourriture produite, ce qui entraîne une baisse des approvisionnements et une hausse des prix. Nous ne pouvons pas durablement exploiter davantage de terres pour l'agriculture, nous devons donc modifier nos cultures, cette fois pour les adapter au monde que nous avons modifié.
« L'agriculture est très vulnérable au changement climatique, et l'intensité et la fréquence des événements extrêmes ne feront qu'augmenter », a déclaré le professeur Sergey Shabala de l'Université d'Australie occidentale, auteur principal de l'article dans Frontières de la science. « La production agricole durable et la sécurité alimentaire mondiale dépendront de manière cruciale de notre capacité à créer des cultures résilientes au climat. »
Nourrir le monde ?
Notre système agricole actuel produit de très grandes quantités de nourriture grâce à l’utilisation intensive d’engrais et à des monocultures à haute production. Cette situation a absorbé les demandes de la population mondiale pendant des décennies, mais nous reconnaissons désormais que cette situation n’est pas viable. Les engrais dont nous dépendons nuisent à l’environnement lorsqu’ils sont produits et polluent l’environnement lorsqu’ils sont utilisés. Dans le même temps, en raison du stress provoqué par la crise climatique, les principales cultures de base produisent moins de nourriture.
Même si les sécheresses ne tuent pas les plantes, les températures élevées diminuent le rendement. Pour surmonter cela, les agriculteurs irriguent leurs cultures – ; mais l’eau d’irrigation a généralement une teneur élevée en sel, car l’eau douce est trop demandée. Cela augmente la salinité du sol, ce qui diminue le rendement de la plupart des cultures qui y poussent. Enfin, les inondations causées par des événements météorologiques extrêmes laissent les plantes dans l’eau, créant des conditions hypoxiques qui empêchent les plantes d’absorber l’oxygène par leurs racines. Cela réduit également le rendement de la plupart des plantes.
Le problème d’une alimentation durable a des facettes scientifiques, sociales et politiques. Une acceptation plus large des nouvelles technologies et une volonté d’accepter certains changements culturels sont nécessaires. Un bon exemple pourrait être le riz : c’est un aliment de base pour un pourcentage élevé de la population, mais de nombreuses régions du monde pourraient devenir impropres à sa production. Un passage à d’autres cultures, plus résilientes, pourrait être nécessaire, et je ne suis pas sûr que le public soit prêt à l’accepter. »
Professeur Sergey Shabala de l'Université d'Australie occidentale
De nombreuses plantes sauvages, y compris les ancêtres et les parents des cultures de base, sont mieux à même de faire face aux stress environnementaux que les cultures modernes. Pour que nos cultures survivent au changement climatique, nous devons réintroduire ces caractéristiques de résilience.
Les graines du succès
Shabala et son collègue le professeur Michael Palmgren de l'Université de Copenhague présentent deux options. La première est que nous pourrions introduire des gènes favorisant la résistance au stress environnemental dans les cultures existantes à haut rendement. Cela est plus facile lorsqu'il existe un parent proche à qui emprunter des gènes, ou lorsque le gène reste dans l'ADN de la plante mais a été désactivé. Cependant, de nombreux gènes contribuent à la résistance au stress environnemental, et il est difficile d’inclure plusieurs caractères nouveaux supplémentaires dans un nouveau cépage.
La deuxième option est de domestiquer des plantes sauvages résistantes aux stress environnementaux mais dont les rendements sont inférieurs à ceux des cultures modernes. Cela a été couronné de succès dans des cas relativement simples où seuls de petits changements doivent être apportés, mais il n'est pas certain qu'il existe suffisamment de cas simples pour contribuer à assurer notre approvisionnement alimentaire.
Il est trop tôt à ce stade pour savoir quelle stratégie réussira, disent les scientifiques. Cependant, les mêmes éléments critiques sont essentiels au succès des deux : l’édition génétique innovante et d’autres technologies de sélection de précision basées sur un phénotypage cellulaire précis et l’acceptation publique des nouvelles cultures.
« L'un des défis actuels consiste à faire correspondre les progrès scientifiques récents avec la perception du public à l'égard des nouvelles technologies », a prévenu Shabala. « La question est hautement politisée et implique d'importants intérêts commerciaux. Et en raison d'un manque de connaissances spécifiques, le grand public ne peut pas distinguer les différences subtiles entre les différentes technologies et s'appuie sur les opinions des médias. »
