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Agriculture, alimentation, santé publique... soyons rationnels

L'agriculture conventionnelle « industrialisée » et axée sur la technologie « détruit-elle la biodiversité » comme le prétendent ses détracteurs – ou la sauve-t-elle ?

11 Juillet 2022 Publié dans #Agronomie, #Biodiversité

L'agriculture conventionnelle « industrialisée » et axée sur la technologie « détruit-elle la biodiversité » comme le prétendent ses détracteurs – ou la sauve-t-elle ?

 

Steve Savage*

 

 

Crédit : Lancaster Online

 

 

Aux États-Unis, plus de 90 % des aliments, des fruits et légumes et des céréales sont produits dans des exploitations conventionnelles. Les détracteurs de ce système intensif le qualifient d'« industriel » et affirment que le fait qu'il se concentre sur quelques cultures à haut rendement le rend vulnérable à une « crise de la diversité face aux défis imminents du changement climatique ».

 

Depuis des décennies, c'est un refrain familier dans la communauté des défenseurs de l'environnement, les récriminations ayant été formulées avec l'introduction des cultures génétiquement modifiées dans les années 1990. À la fin des années 2000, l'Union of Concerned Scientists a publié un article classique ciblant l'« agriculture industrielle » et plaidant en faveur de ce que les scientifiques considèrent aujourd'hui comme la solution la moins durable aux externalités environnementales de l'agriculture intensive : les petites exploitations agricoles.

 

 

 

 

Au fil du temps, les écologistes de la vieille école, dont beaucoup rejettent catégoriquement l'agriculture intensive, se sont concentrés sur la promotion de ce qu'ils appellent les « fermes basées sur l'agroécologie à faibles intrants » – ce qui, pour leurs adeptes, signifie une réduction de l'utilisation d'engrais chimiques et de produits de synthèse (ce qui est du reste devenu l'objectif de tous les agriculteurs au cours des dernières décennies, alors que les coûts d'approvisionnement ont bondi et que la prise de conscience des répercussions écologiques de certains produits chimiques s'est accrue).

 

Alors même que les preuves des avantages en termes de durabilité de l'agriculture intensive, qui permet d'économiser les terres à une époque de bouleversements climatiques, se multiplient, un grand nombre d'écologistes de renom et de vieille souche ont insisté sur l'agriculture biologique à faible rendement et génératrice de carbone, y compris, notamment, le NRDC (Industrial Agriculture 101) ; As You Sow (Sustainable Agriculture: A Healthy Solution to the Problems of Industrial Agriculture) ; et Pesticide Action Network (The Lynchpin of Industrial Ag).

 

 

 

 

De nombreux militants prônent un retour aux « variétés anciennes » et à l'agriculture à petite échelle comme moyen d'accroître la diversité au niveau des exploitations. Il y a maintenant suffisamment de preuves pour reconnaître qu'une telle stratégie ne fonctionnera pas, puisque presque toutes les terres arables disponibles dans le monde ont été sollicitées. Ces militants ne reconnaissent pas non plus le fait qu'une part importante des terres agricoles américaines est désormais gérée avec des méthodes de travail minimum du sol, une fertilisation de précision, une rotation des cultures et des cultures de couverture. Si le rejet des technologies modernes n'est pas une stratégie rationnelle d'adaptation, il est certain que les agriculteurs seront confrontés à davantage de bouleversements climatiques à l'avenir.

 

 

Que peut-on et doit-on faire pour garantir la diversité génétique ?

 

La diversité génétique jouera un rôle essentiel dans toute solution, tout comme les technologies nécessaires pour la rendre opérationnelle dans des variétés de plantes productives. Les gènes qui permettent d'obtenir des caractéristiques importantes doivent être accessibles à partir de différentes variétés commerciales et non commerciales de chaque espèce cultivée, de plantes sauvages et cultivées apparentées, de plantes non apparentées et même d'organismes extérieurs au règne végétal.

 

Quels sont donc les traits nécessaires pour que les cultures soient « prêtes pour le climat » ? Plusieurs d'entre eux se rapportent à la capacité de résister à des phénomènes météorologiques extrêmes, notamment la sécheresse et la chaleur, ou, à l'inverse, à la capacité de survivre à des inondations printanières. Diverses plantes rustiques détiennent les secrets de l'amélioration des cultures à cet égard. Des gènes de tolérance au sel seront également nécessaires, notamment pour les cultures irriguées à partir de sources qui deviennent plus salines en raison de la sécheresse.

 

Comme les hivers deviennent plus chauds dans certaines régions, les cultures pérennes auront besoin de modifications génétiques pour réduire la quantité de froid hivernal dont elles ont besoin pour fleurir. Ces hivers plus chauds augmentent également l'aire d'hivernage d'importants insectes nuisibles et, pendant la saison de végétation, les températures plus élevées permettent aux nuisibles d'effectuer plus de cycles de reproduction par an. Ces changements rendent plus importante la recherche de sources de résistance aux insectes pour les cultures. Une étude scientifique récente a conclu que le changement climatique créera « une plus grande charge de protection des cultures en raison de l'augmentation des maladies et des agents pathogènes non familiers ». Là encore, la diversité génétique est nécessaire pour relever ce défi.

 

Heureusement, la nécessité de préserver la diversité génétique des cultures est dans le collimateur de la communauté scientifique agricole mondiale depuis des décennies. Des organisations du monde entier ont collecté et conservé des semences ou d'autres formes d'espèces cultivées et de leurs parents sauvages. La collecte et l'organisation de la diversité génétique en tant que stratégie de conservation sont apparues dans les années 1960 et jouent aujourd'hui un rôle important pour assurer la sécurité alimentaire collective du monde. Selon l'Organisation des Nations Unies pour l'Alimentation et l'Agriculture (FAO), il existe plus de 1.750 banques de semences dans le monde – tant internationales que locales – qui conservent plus de 7 millions d'échantillons de semences, de boutures ou de matériel génétique.

 

 

Quelles sont les actions supplémentaires nécessaires ?

 

Si les collections existantes constituent une base importante, quatre autres actions sont nécessaires pour tirer pleinement parti de cette diversité génétique afin de relever les défis climatiques et de répondre à d'autres besoins sociétaux :

 

  • Les banques de gènes : Protection et expansion de la diversité ;

     

  • Bases de données génétiques : Caractériser ce qui est disponible dans ces banques en termes de traits et de génétique, et rendre cette information facilement accessible ;

     

  • Technologies d'amélioration des plantes : Amélioration des cultivars souhaitables localement et commercialement en utilisant les gènes ou les informations provenant des ressources de la diversité ;

     

  • Questions sociétales : Répondre aux préoccupations qui compliquent ou bloquent les efforts visant à exploiter pleinement le potentiel de la diversité génétique (par exemple, les processus réglementaires, les droits de propriété et l'acceptation par les consommateurs et les commerçants).

 

 

Protection et expansion des banques de gènes

 

Les organisations de sauvegarde des semences constituent un filet de sécurité essentiel, mais leurs efforts peuvent être compromis par n'importe quoi, des catastrophes naturelles aux conflits militaires, voire par une mauvaise gestion. Le mois dernier, par exemple, on a appris que la gigantesque banque de semences ukrainienne était menacée par des attaques russes.

 

En 2004, une organisation appelée Croptrust a été fondée par la FAO et le CGRAI/CGIAR (Groupe Consultatif pour la Recherche Agricole Internationale) pour construire ce qui a été décrit comme « l'ultime police d'assurance pour l'approvisionnement alimentaire mondial » – la Réserve Mondiale de Semences du Svalbard, située sous une montagne à mi-chemin entre la Norvège et le pôle Nord.

 

 

 

 

Cette installation a la capacité de stocker 500 semences de 4,5 millions d'échantillons différents et dispose encore d'environ 80 % de cet espace. Les échantillons proviennent des banques de gènes régionales, et ces entités contrôlent l'utilisation de leurs échantillons. Cette entreprise est soutenue par des dons de 9 fondations caritatives, de l'ONU, de 22 pays individuels dont les États-Unis [ma note : la France n'en est pas, semble-t-il], de 7 entreprises mondiales de protection des plantes/semencières et de 10 autres agences et organisations.

 

 

 

 

Croptrust a également un projet sur les espèces sauvages apparentées aux plantes cultivées, qui vise à élargir les collections de germeplasme afin d'inclure des espèces végétales non protégées qui ne sont pas domestiquées. Il est clair qu'il existe un large consensus sur la nécessité de maintenir l'accès à la diversité génétique des plantes cultivées et qu'il y a un engagement important dans le processus pour y parvenir.

 

 

Bases de données génétiques

 

La valeur des collections de diversité augmente à mesure que l'on en sait plus sur ce qu'elles contiennent exactement. La technologie du séquençage génétique étant devenue moins chère et plus rapide, il est devenu possible de générer des informations détaillées sur les gènes présents dans les banques de gènes ou d'autres collections. Ces informations doivent également être liées à des informations sur les caractères des plantes associés à ces gènes.

 

Ces données doivent être partagées de manière utile. Il existe une organisation à but non lucratif hébergée par l'Institut mondial pour la sécurité alimentaire (GIFS) au Canada, appelée DivSeek, qui se concentre spécifiquement sur cette question d'information. Elle encourage l'utilisation de ces méthodes modernes pour générer des données « génomiques » et « phénomiques », puis cherche à obtenir un accord sur des méthodes normalisées pour les communiquer afin qu'elles deviennent consultables et interopérables pour de nombreux utilisateurs potentiels différents. Ils ont maintenant 11 « hubs » régionaux ou thématiques qui sont des réseaux de chercheurs du secteur public, d'agences gouvernementales et d'organisations intergouvernementales.

 

 

 

 

Leur rôle déclaré est de « faciliter et d'encourager la diffusion ouverte d'informations sur les ressources phytogénétiques et de promouvoir le partage des avantages découlant de leur utilisation, tout en respectant les connaissances autochtones et les traités et conventions internationaux établis pour les protéger ». DivSeek tente également d'atténuer le déséquilibre du financement entre les cultures, de nombreuses espèces mineures ne bénéficiant pas d'un soutien adéquat.

 

Parmi les autres exemples de bases de données, citons celle du CIMMYT, créée spécifiquement pour traiter de « l'amélioration du blé intelligent pour le climat de la prochaine génération ».

 

 

Technologies d'amélioration des plantes : greffage

 

L'une des méthodes les plus anciennes et les plus couramment utilisées pour exploiter la diversité génétique est le greffage d'un type de plante sur le système racinaire d'un autre. Les espèces pérennes sont cultivées de cette manière depuis des siècles, car les semis d'un arbre ou d'une vigne n'ont pas les qualités souhaitables du parent et des greffons sont donc greffés sur des porte-greffes qui ont pu être cultivés à partir de graines.

 

Historiquement, la viticulture européenne a failli disparaître au XIXe siècle après l'introduction d'un insecte ravageur des racines en provenance du Nouveau Monde, le phylloxéra. La solution a consisté à greffer l'espèce de vigne européenne, Vitis vinifera, sur différentes espèces de vignes originaires d'Amérique du Nord. C'est ainsi qu'est né le « Franken-food », avec une cicatrice à l'endroit de la greffe.

 

De nos jours, les porte-greffes sont sélectionnés ou produits intentionnellement pour offrir une résistance à des ravageurs du sol et souvent pour conférer des caractéristiques horticoles telles que la nanification pour faciliter la récolte des fruits des arbres. Certaines cultures maraîchères comme les tomates, les concombres et les poivrons sont maintenant parfois greffées en raison des avantages que cela présente en termes de diversité génétique – un exemple étant les variétés de tomates anciennes sur des racines résistantes à des maladies qui sont même disponibles pour les jardiniers amateurs. Toute adaptation liée au climat qui peut être obtenue par greffage sera disponible en temps utile.

 

 

Technologies d'amélioration des plantes : la sélection conventionnelle

 

La sélection végétale traditionnelle est toujours très active pour les cultures de l'agriculture moderne. Il s'agit d'un processus relativement complexe car chaque « croisement » implique un mélange de milliers de gènes. Si une lignée d'élite est croisée avec un parent sauvage ou éloigné afin d'accéder à la diversité souhaitée, il faut encore beaucoup plus de « rétro-croisements » pour obtenir une version de la culture « prête pour l'agriculteur ». Heureusement, ce processus a été accéléré parce que la présence des gènes souhaités peut être suivie sur la base de « marqueurs moléculaires », même au stade de la graine.

 

L'une des façons dont la communauté agricole mondiale a relevé ces défis en matière d'amélioration des plantes est de coopérer à un effort de « pré-sélection ». De nombreux croisements sont effectués entre des lignées modernes et des types ancestraux afin de créer une sorte de collection de diversité intermédiaire qui est ensuite disponible pour des rétro-croisements par des sélectionneurs du secteur commercial ou public qui prennent ensuite les mesures nécessaires pour générer des lignées commercialement viables.

 

À titre d'exemple, le blé est un hybride de trois espèces sélectionné par inadvertance par d'anciens agriculteurs il y a environ 10.000 ans. Les sélectionneurs de blé du monde entier ont coopéré pour refaire cette association en utilisant comme géniteurs une espèce d'herbe sauvage et une espèce cultivée. La collection de pré-sélection qui en résulte sera maintenant utilisée pour transférer divers traits dans des programmes de sélection axés sur les qualités spécifiques requises pour les utilisations spécialisées et modernes du blé (pains, pâtes, nouilles, pains plats, crackers...).

 

Il existe un projet similaire coordonné par l'USDA, intitulé « Amélioration génétique du maïs pour la sécurité alimentaire et la rentabilité agricole des États-Unis ». Il implique des coopérateurs publics, privés et internationaux qui vont générer des lignées de pré-sélection à partir d'environ 300 variétés de pays [landraces] tropicales de maïs. Ces lignées seront ensuite proposées aux sélectionneurs à un stade 25 % exotique et 75 % domestique.

 

 

Technologies d'amélioration des plantes : rôle des transgéniques

 

Depuis les années 1980, les méthodes de génie génétique permettent de faire passer par « transgenèse » des gènes spécifiques d'un organisme à un autre – ce que l'on appelle les OGM. Cet outil peut être utilisé à de nombreuses fins, l'une d'elles étant d'exploiter les catégories de diversité génétique qui ne seraient pas accessibles de manière pratique, ou pas du tout, par la sélection traditionnelle. La pomme de terre en est un bon exemple.

 

Après que les Européens l'ont ramenée du Nouveau Monde au XVIe siècle, la pomme de terre est devenue une culture alimentaire majeure sur le continent. Un champignon à l'origine d'une grave maladie appelée mildiou de la pomme de terre n'a pas traversé l'Atlantique avant le milieu des années 1840, et comme les agriculteurs avaient sélectionné les types souhaitables en l'absence de la maladie pendant 300 ans, leurs cultures n'avaient aucune résistance. Les épidémies qui ont suivi ont été graves. En Irlande, la perte des récoltes et l'incapacité des Britanniques à fournir des secours ont provoqué la « Grande Famine », qui a entraîné une mortalité et une émigration massives.

 

Jusqu'à récemment, cette maladie n'a pu être combattue que par la culture dans des environnements plus secs et par l'utilisation de fongicides. Certaines des espèces ancestrales de la pomme de terre dans la Cordillère des Andes sont résistantes au mildiou, mais comme la pomme de terre se reproduit rarement par les fleurs, il serait presque impossible d'introduire cette résistance dans les pommes de terre modernes par le biais de la sélection conventionnelle. Cette incapacité à combiner la génétique aux fongicides conduit à un système de gestion des ravageurs moins robuste et à une sélection fréquente de résistances aux fongicides chez l'agent pathogène.

 

Ce paradigme a commencé à changer depuis qu'une organisation à but non lucratif basée aux États-Unis, la 2Blades Foundation, et le Sainsbury Laboratory au Royaume-Uni ont coopéré avec l'entreprise de pommes de terre nord-américaine Simplot pour développer des lignées de pommes de terre transgéniques avec des gènes de résistance de type sauvage. 2Blades a travaillé avec le Centre International de la Pomme de Terre (CIP), qui a introduit trois gènes de résistance dans les types de pommes de terre cultivés en Ouganda et au Kenya, ce qui permet aux petits agriculteurs ainsi qu'aux agriculteurs des pays développés d'en tirer profit [Ma note : pour autant que leur culture soit autorisée !].

 

Grâce à une subvention de la Fondation Gordon et Betty Moore, 2Blades et d'éminents collaborateurs universitaires ont étendu leur recherche de caractères de résistance aux maladies en utilisant une technologie mise au point au laboratoire Sainsbury. Les plantes possèdent des mécanismes quelque peu analogues à notre système immunitaire qui leur permettent de reconnaître qu'elles sont envahies par un pathogène fongique ou bactérien afin d'activer leurs mécanismes de défense. 2Blades, en collaboration avec des coopérateurs universitaires, identifie cette catégorie de gènes dans plusieurs cultures et leurs parents sauvages. Leurs résultats sont mis à la disposition du public et peuvent être utilisés dans de nombreuses cultures différentes.

 

La technologie transgénique peut également étendre la gamme des options de biodiversité au-delà des plantes terrestres. Par exemple, une société appelée Yield10 Bioscience a transféré des gènes d'algues vivant dans les océans dans la caméline, une plante à graines, afin qu'elle puisse produire des acides gras oméga-3 bénéfiques pour la santé qui, jusqu'à présent, n'étaient disponibles que par l'intermédiaire des poissons dans la chaîne alimentaire qui commence avec les algues.

 

Yield10 a également mis au point une « usine à caractères » fondée sur la diversité génétique, appelée GRAIN (Gene Ranking Artificial Intelligence Network). En utilisant une approche descendante, ils identifient les voies métaboliques d'intérêt et recherchent ensuite les gènes dans la nature qui sont liés à cette fonction, qu'ils peuvent ensuite isoler et utiliser pour transformer leur principale plate-forme de culture – la caméline. Ils disposent aujourd'hui d'environ 200 pistes pour augmenter le rendement ou la teneur en huile, conférer une tolérance à la sécheresse ou aider les plantes à avoir une photosynthèse plus efficace en réduisant la photorespiration. Yield10 met les gènes et les informations qu'elle découvre à disposition pour utilisations sur d'autres cultures. Certains de ces caractères peuvent être activés à l'aide de technologies d'édition de gènes, tandis que d'autres nécessitent une approche transgénique.

 

Un effet particulièrement négatif du changement climatique est l'augmentation prévue de l'incidence de la contamination par l'aflatoxine dans la Corn Belt du Midwest. Cette substance chimique naturelle hautement toxique et cancérigène est produite par un champignon pathogène appelé Aspergillus et il est plus à même d'infecter la culture lorsqu'elle est stressée.

 

 

 

 

Poussant la diversification génétique au-delà du monde végétal, des chercheurs de l'Université de l'Arizona et de l'USDA ont modifié le maïs avec un gène provenant d'un champignon comestible, une armillaire, qui code pour une enzyme qui dégrade la toxine.

 

 

 

 

Les travaux ont été financés à l'origine par la Fondation Gates parce que cette caractéristique pourrait offrir une option neutre, à coût nul, pour les agriculteurs des pays en développement. Elle pourrait également être très utile aux États-Unis et dans d'autres pays développés.

 

 

Technologie d'amélioration des plantes : l'édition de gènes

 

Il existe une deuxième génération de technologie de génie génétique, connue sous le nom d'édition de gènes. Elle se concentre sur la modification de l'ADN existant plutôt que sur l'introduction de nouveaux gènes, une distinction technique qui a pris de l'importance aux yeux des autorités de réglementation, qui se sont montrées plus disposées à autoriser les cultures génétiquement éditées sans passer par une lourde procédure d'examen. Ces outils peuvent participer de plusieurs manières à l'effort d'exploitation de la diversité génétique. Il existe de nombreuses plantes très différentes dans la nature ; cependant, si un trait utile est intéressant et que le gène correspondant peut être identifié dans une espèce sauvage, il existe souvent des gènes apparentés mais non identiques, appelés « homologues », dans une plante cultivée présentant un intérêt commercial. En modifiant la séquence du gène dans la plante cultivée pour qu'elle corresponde à celle du type sauvage, il est possible de tirer profit de ce caractère.

 

Cibus, une entreprise de San Diego, est spécialisée dans ce type de modification d'homologues et utilise un ensemble d'outils d'édition appelés RTDS (Rapid Trait Development System) qui lui permettent d'effectuer ces changements sans ajouter de séquences « étrangères ». Ce type d'édition est possible même s'il existe plusieurs copies du gène à modifier et/ou si l'objectif est d'ajouter plusieurs caractères à un seul nouveau cultivar.

 

Cibus a beaucoup travaillé sur les gènes de reconnaissance des maladies et a également identifié des cibles d'édition de gènes impliquées dans l'efficacité de l'utilisation de l'azote, la tolérance à des insectes, la tolérance à des herbicides, la résistance à des virus et les caractères agronomiques tels que le caractère « faible éclatement des gousses » du canola. Ce caractère est maintenant autorisé et vendu par la plupart des entreprises de sélection du canola sur une base non exclusive pour être utilisé sur 9 millions d'hectares au Canada. Leur objectif est de prendre l'information qu'ils tirent de la biodiversité et de l'appliquer à des cultivars prêts à être utilisés par les agriculteurs ou à des plantes aux stades les plus avancés d'un programme de sélection.

 

 

Que nous réserve l'avenir ?

 

Le système agricole mondial a rassemblé et protégé de vastes collections de diversité génétique. Le processus est bien engagé pour développer des informations détaillées et transférables sur les gènes et les caractères disponibles. De multiples technologies sont disponibles pour traduire cette diversité en améliorations significatives des plantes cultivées pour les agriculteurs des pays développés et en développement. Du point de vue scientifique, il y a de bonnes raisons d'être optimiste quant à la capacité du système à s'adapter au changement climatique et à d'autres défis. Ce qui est moins sûr, c'est de savoir si des progrès optimaux seront réalisés ou s'ils seront inhibés, voire bloqués, par le manque d'harmonisation des réglementations internationales – en particulier les politiques de l'UE et des pays où son influence post-coloniale persiste. Pour de nombreux fruits et légumes aux États-Unis, le protectionnisme des marques a jusqu'à présent empêché l'utilisation de solutions transgéniques. Espérons que la prise de conscience de la menace du changement climatique favorisera une ouverture à la nécessité de solutions technologiques.

 

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Steve Savage est phytopathologiste et collaborateur principal du Genetic Literacy Project. Suivez Steve sur Twitter @grapedoc.

 

Source : Is conventional ‘industrialized’, technology-driven farming ‘destroying biodiversity’ as critics claim — or saving it? - Genetic Literacy Project

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