Modification génétique du bétail pour faire face au changement climatique

Modification génétique du bétail pour faire face au changement climatique

Busani Bafana*

Image : M. Obert Chinhamo, éleveur de bétail, avec une vache et un taureau Simmentalde son troupeau. Photo : Busani Bafana

L'agriculteur zimbabwéen Obert Chinhamo croit en la qualité plutôt qu'en la quantité lorsqu'il s'agit de générer de la valeur à partir des bovins.

« C'est bien d'avoir beaucoup de bovins mais ils doivent apporter de la valeur à l'agriculteur en produisant plus de viande ou de lait. Cela peut être réalisé avec la bonne race, sans avoir trop d'animaux », explique M. Chinhamo lors d'une visite de sa ferme Biano de 380 hectares.

La diversité génétique a aidé les races bovines africaines à s'adapter au large éventail d'environnements du continent. Mais cette adaptabilité étant de plus en plus menacée par le changement climatique, des scientifiques d'Afrique et d'Europe utilisent la technologie de modification des gènes pour rendre le bétail et la volaille africains plus résistants au stress thermique, un risque de productivité lié au réchauffement de la planète.

Le stress thermique est un état qui survient lorsqu'un animal n'est plus en mesure de réguler correctement sa température corporelle – en bref, il surchauffe. Cette condition, qui rend les animaux plus sensibles aux maladies, est une cause majeure de pertes de production chez les animaux d'élevage dans les pays tropicaux qui connaissent des températures chaudes toute l'année.

Les bovins sont des biens précieux dans le monde entier, car ils constituent une source de revenus, d'alimentation et de nutrition. Dans les pays en développement, notamment en Afrique et en Asie, le bétail revêt une importance sociale et culturelle. Les bovins sont une mesure de la richesse et du statut dans de nombreuses communautés où ils sont utilisés lors de cérémonies cultuelles.

Des ouvriers agricoles font de l'ensilage à partir de sorgho et de maïs pour nourrir les 300 bovins de M. Obert Chinhamo pendant les mois d'hiver. Photo : Busani Bafana

Selon l'Organisation des Nations Unies pour l'Alimentation et l'Agriculture (FAO), le secteur de l'élevage assure également la subsistance de quelque 1,3 milliard de personnes, dont 600 millions de petits exploitants agricoles.

Bien que les races bovines indigènes d'Afrique aient été sélectionnées avec succès au cours de centaines d'années pour s'adapter à des environnements difficiles, leurs performances restent inférieures aux niveaux attendus, explique M. Appolinaire Djikeng, directeur du Center for Tropical Livestock Genetics and Health (CTLGH – centre pour la génétique et la santé du bétail tropical) en Écosse.

La population humaine devant atteindre 9,5 milliards d'individus d'ici 2050, dont 25 % en Afrique, le bétail africain doit produire davantage de viande, de lait et d'œufs tout en ayant un impact moindre sur l'environnement.

Nouvelles technologies de sélection

« Nous espérons que notre travail, en adaptant et en appliquant au bétail africain les technologies de sélection avancées couramment utilisées en Occident, permettra d'améliorer la santé, le bien-être et la productivité des races africaines indigènes, tout en conservant leur capacité à survivre dans des conditions difficiles et en minimisant leur impact sur l'environnement », a déclaré M. Djikeng dans une interview.

Les chercheurs du Centre for Tropical Livestock Genetics and Health (CTLGH) utilisent un gène de bovin précédemment identifié, appelé SLICK, qui est lié au stress thermique et se caractérise par une réduction de la longueur des poils dans plusieurs races bovines des Caraïbes. Cette caractéristique aide les bovins à mieux réguler leur température corporelle dans des conditions chaudes et humides. En développant une approche d'édition du génome, les scientifiques ont introduit le trait SLICK dans des races de bovins africaines.

Tout comme l'édition d'un texte consiste à lui apporter des modifications spécifiques, l'édition du génome permet aux scientifiques d'apporter des modifications spécifiques aux génomes du bétail pour obtenir ou supprimer divers traits, a expliqué M. Simon Lillico, chercheur au CTLGH et chargé de recherche au Roslin Institute. Les scientifiques peuvent ainsi modifier toute une série de caractéristiques des animaux, comme le nombre de descendants qu'ils sont susceptibles d'avoir, leur capacité à supporter des températures élevées ou basses ou leur résistance aux maladies.

« Les bovins jouent un rôle vital et fournissent une alimentation, un revenu, une force de traction et des engrais à des millions d'éleveurs pauvres en Afrique », a déclaré M. Lillico. « En étudiant les améliorations de la tolérance thermique des bovins, nous espérons offrir des solutions supplémentaires pour permettre aux agriculteurs africains de s'adapter au réchauffement climatique. »

Les races de bovins portant le gène SLICK sont mieux à même de faire face aux augmentations de température et sont mieux adaptées aux régions où l'on prévoit une augmentation des températures en raison du changement climatique, a déclaré Mme Shirley Tarawali, directrice générale adjointe de l'Institut International de Recherche sur l'Élevage (ILRI).

Une étude récente a révélé qu'en Tanzanie, la production de lait des vaches laitières diminuait de 0,5 litre pour chaque unité d'augmentation de la température. L'étude a révélé une fourchette naturelle d'environ 25 unités en Tanzanie, ce qui indique que l'impact du stress thermique sur le rendement laitier est extrêmement important.

« Pour améliorer leurs performances et, partant, le bien-être des petits exploitants agricoles, nous devons nous assurer que nous disposons du type de race le plus approprié à chaque contexte », a déclaré Mme Tarawali, reconnaissant que l'édition génétique n'est pas une solution miracle, mais un outil important dans la boîte à outils de la science.

Mme Tarawali a souligné que, même avec la technologie génomique en place, plusieurs obstacles subsistent. Les scientifiques doivent encore identifier un variant génétique qui apporte une contribution majeure au caractère qu'ils cherchent à améliorer. Par exemple, un variant préexistant qui, à lui seul, permet à une vache de rester en bonne santé et productive à des températures plus élevées.

M. Obert Chinhamo, éleveur de bétail, inspecte un champ où il pratique la culture associée de maïs et de sorgho pour faire de l'ensilage d'hiver pour son bétail. Photo : Busani Bafana

Bien que la production de bétail ait été accusée de contribuer au réchauffement de la planète en libérant du méthane, un gaz à effet de serre responsable du réchauffement climatique, les scientifiques affirment que ce problème peut être résolu.

« Avec les innovations scientifiques disponibles à l'heure actuelle, un animal bien nourri émettra moins de méthane », a déclaré M. Djikeng, notant que certains animaux émettent intrinsèquement moins de méthane. Les outils génomiques liés à des stratégies d'élevage appropriées peuvent aider à identifier et à sélectionner ces types d'animaux.

Le succès de la Simmental

M. Chinhamo fait partie d'une ligue croissante d'agriculteurs qui adoptent la science de la génomique pour améliorer leur bétail afin d'obtenir plus de lait et de viande dans un climat changeant. Il pense que les races animales améliorées offrent de meilleurs rendements en termes de viande, de lait et de revenus provenant de la reproduction et de la vente de taureaux de qualité, qu'il vend en moyenne 2.500 dollars.

M. Chinhamo, qui s'est lancé dans l'agriculture il y a plus de 30 ans, a commencé à élever des bovins Simmental en 2006 après avoir été attiré par la réputation de cette race, qui produit davantage de lait et de viande et qui est facile à croiser, avec un taux de fertilité élevé.

« La terre étant une ressource limitée, l'élevage intensif est idéal car nous pouvons élever moins d'animaux, plus productifs, sur de petites parcelles de terre », a fait observer M. Chinhamo, qui pense que les agriculteurs peuvent produire plus avec moins en améliorant la qualité de leur bétail et en suivant des méthodes d'élevage appropriées.

Race originaire de Suisse, la Simmental s'est répandue dans le monde entier et se caractérise notamment par une grande taille et une bonne musculature. Les vaches peuvent peser entre 500 et 900 kg et les taureaux jusqu'à 1.300 kg.

« Notre objectif est que nos vaches vêlent chaque année et je donne la priorité à une nutrition et un état de santé élevés pour mes animaux », a déclaré M. Chinhamo, qui est également président de la Simmental Simbrah Society of Zimbabwe, un groupement d'éleveurs de bovins Simmental et Simbrah.

« Nous essayons d'élever des animaux de taille moyenne, qui pèsent entre 500 et 650 kg, car plus ils sont lourds, plus leur entretien est coûteux pendant les mois d'hiver. »

M. Chinhamo produit et fabrique des aliments pour bétail dans sa ferme afin de nourrir plus de 300 bovins Simmental pendant la saison sèche de l'hiver, de mai à décembre. L'ensilage est fait à partir de cultures associées de sorgho et de maïs, qu'il donne à son bétail pendant la saison sèche pour compléter le pâturage en plein champ.

Constatant que les précipitations sont minimales dans sa région, M. Chinhamo a adopté des approches intelligentes du point de vue du climat, comme la culture associée et la culture de plantes fourragères tolérantes à la sécheresse, telles que la luzerne et l'herbe de Katambora Rhodes [Chloris gayan], pour les pâturages, ainsi que pour l'ensilage destiné à nourrir le bétail pendant les mois maigres. Il pratique la culture associée de variétés de sorgho comme le sugargraze [hybride Sorghum bicolor x S. sudanense] et de maïs, qui est ensuite coupé et ensilé.

Investir dans la recherche

Les dirigeants africains reconnaissent de plus en plus que le continent doit investir dans la recherche, l'innovation et l'application pour rendre accessibles des technologies comme l'édition de gènes.

En 2007, les pays membres de l'Union Africaine se sont engagés à allouer un pour cent de leur produit intérieur brut à la recherche et au développement. Ils ont également élaboré un plan continental pour la science, la stratégie de l'Union Africaine pour la science, la technologie et l'innovation en Afrique (STISA 2024).

Malgré cet engagement, de nombreux pays africains restent à la traîne en matière de financement de la science.

« Il est très décevant de constater que les pays africains sont encore loin d'investir suffisamment dans la science et la technologie, et encore moins dans la science agricole et l'élevage. Lorsque vous arrivez à la recherche sur le bétail, la proportion est encore plus faible », a déploré M. Djikeng, qui a reçu le prix international Nelson Mandela pour la justice en 2020, en reconnaissance de son travail de recherche et de développement agricoles pour faire une différence dans la vie des autres.

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* Source : Gene editing cattle to cope with climate change - Alliance for Science (cornell.edu)