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Introduction

Les quatre articles sélectionnés pour ce dossier sont mentionnés avec leurs accès dans le sommaire ci-après

Sommaire

Une étude révèle que la pomme de terre descend de la tomate - Par Alice Carliez le 01.08.2025 à 17h11 Ecouter 5 min. Document ‘sciencesetavenir.fr' Extrait
Le saviez-vous ? La pomme de terre a évolué à partir de la tomate il y a 9 millions d'années ! – Cristina Espinoza Meteored Chili - 03/08/2025 10:03 – Document ‘tameteo.com'
La patate et la tomate sont-elles cousines ? - Jeudi 7 août 2025 – Document ‘ici.radio-canada.ca'
[Une ancienne hybridation [environ 8-9 millions d'années] est à l'origine de la tubérisation et de la diversification de la lignée des pommes de terre - Traduction d'un extrait par Jacques Hallard le 08/08/2025 d'un article intitulé Ancient hybridization underlies tuberization and radiation of the potato lineage – Mis en ligne le 31 juillet 2025 - Accès ouvert – Document : cell.com/->#DREI]
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Une étude révèle que la pomme de terre descend de la tomate - Par Alice Carliez le 01.08.2025 à 17h11 Ecouter 5 min. Document ‘sciencesetavenir.fr' Extrait
Une étude génomique publiée le 31 juillet 2025 dans la revue Cell dévoile que la pomme de terre que l'on cultive provient d'un croisement ancien entre une tomate et une patate sauvage dépourvue de tubercule.

Pommes de terre et tomates biologiques dans le sac brun

La pomme de terre cultivée actuellement descend à 40% des tomates. Anna Frank / Pixabay

L'origine de la pomme de terre, l'une des cultures les plus importantes au monde, a longtemps intrigué les scientifiques. Une équipe internationale, dirigée par l'Institut de génomique agricole de Shenzhen (Chine), a étudié l'ADN de pommes de terre cultivées et d'autres espèces de pommes de terre sauvages et de plants de tomates. Leurs résultats sont parus dans la revue Cell le 31 juillet 2025.

Pour reconstruire l'arbre de parenté du tubercule préféré des Français, l'équipe a analysé 450 génomes de pommes de terre cultivées provenant de 57 espèces différentes de Petota (sous-genre comprenant les pommes de terre cultivées actuelles). En utilisant plusieurs comparaisons de séquences, les scientifiques ont estimé que les Petota provenaient environ à 60% d'Etuberosum et à 40% de la tomate….

A lire sur ce site : https://www.sciencesetavenir.fr/nature-environnement/agriculture/une-etude-revele-que-la-pomme-de-terre-descend-de-la-tomate_187456

Source : https://www.tameteo.com/actualites/plantes/le-saviez-vous-la-pomme-de-terre-a-evolue-a-partir-de-la-tomate-il-y-a-9-millions-d-annees-jardin.html

Le saviez-vous ? La pomme de terre a évolué à partir de la tomate il y a 9 millions d'années ! – Cristina Espinoza Meteored Chili - 03/08/2025 10:03 – Document ‘tameteo.com'
Une étude a révélé que le croisement naturel dans la nature entre des plants de tomates et des espèces sud-américaines apparentées à la pomme de terre a donné naissance à la pomme de terre actuelle.

Les tubercules ont permis à la pomme de terre de prospérer en tant qu'espèce.

L'origine de la pomme de terre, ingrédient essentiel de nombreuses recettes, intrigue depuis longtemps les scientifiques. La raison : ses plantes actuelless sont presque identiques à ceux de trois espèces d'Etuberosum, qui, cependant, ne produisent pas de tubercules.

Le facteur clé de l'émergence de la pomme de terre telle que nous la connaissons a été récemment découvert dans une étude publiée dans la revue Cell, qui confirme que la pomme de terre est étroitement liée à la tomate.

Une combinaison unique de facteurs

Le mystère a été résolu après une série d'analyses génomiques et fonctionnelles portant sur 450 génomes de pommes de terre cultivées et 56 génomes d'espèces sauvages. Leurs résultats ont montré que la pomme de terre contient un mélange stable et équilibré de matériel génétique provenant à la fois d'Etuberosum et de tomates. Cela suggère que la pomme de terre est issue d'une ancienne hybridation entre les deux.

Espèces de pommes de terre tuberculeuses et non tuberculeuses. Crédit : Yuxin Jia et Pei Wang.

Bien que l'Etuberosum et la tomate soient des espèces distinctes, l'étude indique qu'elles partageaient un ancêtre commun il y a environ 14 millions d'années, mais qu'elles n'ont réussi à se croiser qu'il y a environ 9 millions d'années, donnant naissance à des plants de pommes de terre à tubercules.

À cette époque, la cordillère des Andes s'élevait, créant de nouveaux environnements et conditions climatiques, notamment des zones froides de haute altitude. Dans ce contexte, la capacité de la pomme de terre à former des tubercules souterrains était essentielle : elle lui permettait de stocker des nutriments, de survivre dans des conditions difficiles et de se reproduire sans graines.

« Le développement d'un tubercule a conféré à la pomme de terre un avantage considérable dans les environnements difficiles, favorisant une explosion de nouvelles espèces et contribuant à la riche diversité des pommes de terre que nous connaissons et dont nous dépendons aujourd'hui », a déclaré Sanwen Huang, chercheuse à l'Académie chinoise des sciences agricoles et co-auteure de l'étude, dans un communiqué.

Le tubercule, en plus de stocker des nutriments, permet à la plante de se reproduire à partir de ses bourgeons sans pollinisation, ce qui a facilité sa propagation dans divers écosystèmes, des prairies tempérées aux prairies alpines froides d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud.

La génétique derrière les tubercules

« Nos résultats montrent comment un événement d'hybridation entre espèces peut conduire à l'évolution de nouveaux traits, permettant l'émergence d'encore plus d'espèces », a déclaré le chercheur.

L'étude a permis de rassembler la plus grande base de données génomiques d'espèces de pommes de terre.

L'étude a permis de rassembler la plus grande base de données génomiques des espèces de pommes de terre.

Selon l'analyse, l'Etuberosum a contribué à environ 60 % de l'ADN, et la tomate à environ 40 %. Un gène appelé SP6A, apporté par la lignée de la tomate, agit comme un « interrupteur principal » qui indique à la plante quand commencer à former des tubercules.

La lignée Etuberosum apporte le gène IT1, qui régule la croissance des tiges souterraines donnant naissance aux tubercules. Sans cette combinaison, la pomme de terre n'existerait pas.

Outre la découverte de l'origine de la pomme de terre, le grand nombre de spécimens analysés fournit une nouvelle base de données pour la recherche. « Les pommes de terre sauvages étant très difficiles à échantillonner, cet ensemble de données représente la collection la plus complète de données génomiques sur la pomme de terre sauvage jamais analysée », a déclaré Zhiyang Zhang, de l'Institut de génomique agricole de Shenzhen, Académie chinoise des sciences agricoles.

Références de l'actualité :

– Article dans Cell : L'hybridation ancienne est à la base de la tubérisation et de la radiation de la lignée de la pomme de terre.

– Communiqué de presse de l'Académie chinoise des sciences agricoles.

Source : https://ici.radio-canada.ca/ohdio/premiere/emissions/y-a-pas-deux-matins-pareils/segments/rattrapage/2145264/patate-descendrait-tomate

La patate et la tomate sont-elles cousines ? - Jeudi 07 août 2025 – Document ‘ici.radio-canada.ca'
Voir l'épisode complet

Des pommes de terre grelots dans un sac et sur une table.

L'origine de la pomme de terre est l'une des cultures agricoles les plus importantes au monde. PHOTO : Radio-Canada

Avez-vous déjà remarqué des similitudes entre une tomate et une pomme de terre ?

Une étude publiée par des scientifiques canadiens dans la revue Cell révèle que les pommes de terre modernes seraient issues de l'hybridation de tomates et de certaines espèces de pommes de terre.

Les chercheurs ont analysé 450 génomes de pommes de terre cultivées et 56 espèces sauvages, découvrant que 40 % du patrimoine génétique des pommes de terre modernes provient de la tomate et de trois autres espèces chiliennes.

« C'est la rencontre [de deux espèces] qui aurait mené à une combinaison de gènes qui auraient pu faire apparaître l'organe du tubercule qu'on a par la suite domestiqué, nous, les humains, pour manger » - Une citation d'Edeline Gagnon, co-autrice de l'étude et professeure à l'Université de Guelph, revient en détail sur cette découverte surprenante.

Ça arrive dans la nature, des fois, que les espèces se rencontrent par hasard. En fait, c'est plus commun, je pense, chez les plantes que chez les animaux, explique Edeline Gagnon, co-autrice de l'étude et professeure à l'Université de Guelph, revient en détail sur cette découverte surprenante.

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Une ancienne hybridation [environ 8-9 millions d'années] est à l'origine de la tubérisation et de la diversification de la lignée des pommes de terre - Traduction d'un extrait par Jacques Hallard le 08/08/2025 d'un article intitulé Ancient hybridization underlies tuberization and radiation of the potato lineage – Mis en ligne le 31 juillet 2025 - Accès ouvert – Document : cell.com/
Auteurs : Zhiyang Zhang1,17 ∙ Pingxian Zhang1,17 ∙ Yiyuan Ding2,17 ∙ … ∙ Loren H. Rieseberg13 loren.rieseberg@botany.ubc.ca ∙ Jianquan Liu14,15 liujq@nwipb.cas.cn ∙ Sanwen Huang1,16,19 huangsanwen@caas.cn … Show more

Faits saillants :

• La lignée de pommes de terre est d'origine hybride homoploïde ancienne

• L'hérédité alternée de gènes parentaux très divergents a contribué à la tubérisation

• L'hybridation et la tubérisation ont déclenché le rayonnement des espèces et l'expansion des niches

Résumé

L'hybridation interspécifique peut déclencher la diversification des espèces en créant des combinaisons et des traits alléliques.

La pomme de terre cultivée et ses 107 parents sauvages de la lignée Petota partagent tous le trait distinctif des tubercules souterrains, mais les mécanismes sous-jacents de la tubérisation et sa relation avec une diversification extensive des espèces restent flous.

Grâce à l'analyse de 128 génomes, dont 88 génomes résolus par haplotype, nous avons révélé que Petota est d'origine hybride ancienne, tous les membres présentant une ascendance génomique mixte stable, dérivée des lignées Etuberosum et Tomato il y a enviton 8-9 millions d'années.

Nos expériences fonctionnelles ont validé davantage les rôles cruciaux des gènes parentaux dans la tubérisation, indiquant que l'hybridation interspécifique est un facteur clé de ce trait innovant. Ce trait, ainsi que le tri et la recombinaison des polymorphismes dérivés de l'hybridation, ont probablement déclenché la diversification explosive des espèces de Pétota en permettant l'occupation de niches écologiques plus larges.

Ces résultats mettent en évidence comment l'hybridation ancienne favorise l'innovation clé et entraîne la diversification ultérieure des espèces. {{}}

Mots Clés : origine hybride, formation des tubercules, évolution de la diversification de la lignée des pommes de terre

Présentation {{}}

La spéciation hybride, la recombinaison de différents allèles et gènes d'espèces distinctes, est une force évolutive importante.1,2,3,4,5,6 - Puisque la variation génétique permanente peut être réassemblée en combinaisons, via l'hybridation, il génère des phénotypes qui permettent l'adaptation aux environnements et peut en outre conduire à l'origine accélérée de nombreuses espèces supplémentaires.7,8,9,10

Une diversification évolutive dans une lignée est susceptible de se produire lorsque la spéciation hybride ancienne a eu lieu.11,12 - Alors que la spéciation hybride ancienne a déjà été détectée 13,14,15, le rayonnement adaptatif des espèces déclenché par celui-ci, en particulier par l'innovation clé, reste inexploré.

Ici, nous montrons non seulement que la pomme de terre cultivée et ses 107 parents sauvages sont dérivés d'un ancien événement de spéciation hybride, mais aussi que la formation des tubercules elle-même, un trait innovant clé, a une ascendance hybride.

La pomme de terre cultivée (Solanum tuberosum L.) est actuellement la troisième plante cultivée de base la plus importante au monde et, avec le blé, le riz et le maïs, elle est responsable de 80% de l'apport calorique humain.16

Au sein du genre Solanum, la pomme de terre cultivée et ses 107 espèces sauvages étroitement apparentées comprennent la lignée monophylétique Petota ( ci-après dénommée Petota), qui est écologiquement et morphologiquement distincte des lignées étroitement apparentées Etuberosum et Tomate (ci-après dénommées respectivement Etuberosum et Tomate), la première étant une petite lignée monophylétique de trois espèces du sud de l'Amérique du Sud, et la seconde monophylétique similaire composée de 17 espèces de tomates cultivées et sauvages.17,18,19,20,21,22,23

Contrairement à la tomate, Petota et Etuberosum sont des espèces géophytes (plantes avec des organes souterrains de repousse), qui permettent la multiplication végétative à travers les tiges souterraines, appelées stolons dans Petota et rhizomes dans Etuberosum (figure 1A).24

De plus, Petota a des organes tubercules spécialisés, les parties gonflées des stolons, qui stockent l'eau et les glucides et servent d'organes nutritionnels et reproducteurs importants.

Figure 1 - Répartition géographique et conflits phylogénétiques

(A) La répartition géographique de la Pétota (points dorés), de la Tomate (points rouges) et de l'Etuberosum (points bleus) (à l'exclusion des espèces cultivées) est indiquée sur la base d'enregistrements de collecte géo-référencés vérifiés.

(B) La phylogénie est représentée à l'aide de 500 arbres échantillonnés au hasard dans les fenêtres de 1 Mo avec une taille de pas de 200 Ko (lignes grises) et un arbre d'espèces à base de coalescence (lignes noires) avec tous les nœuds résolus.

(C) Un arbre concaténé enraciné basé sur quatre sites dégénérés avec des valeurs de facteur de concordance de site (sCF) et de facteur de discordance de site (sDF) indiquées par le diagramme circulaire sur chaque nœud. Dans les diagrammes circulaires : le rouge représente les proportions sCF moyennées sur 100 sites, le bleu indique les proportions SDF pour la première topologie alternative et le gris représente les proportions sDF pour les topologies alternatives restantes. Les suffixes H1 et H2 désignent respectivement l'haplotype 1 et l'haplotype 2 des génomes résolus par l'haplotype.

Voir également la figure S1 et le tableau S1 dans l'article originel ‘Cell'.

Bien que des hybridations somatiques entre Petota et Etuberosum, et entre Petota et Tomate, avec le même nombre de chromosomes, aient été produites avec succès,25,26 devfortes isolations reproductives pos-tzygotiques (IR) existent entre les trois lignées, avec des croisements artificiels interlignées ne produisant que de petites graines avortées.27

Toutes les espèces d'Etuberosum et 35% des espèces de tomates sont auto-compatibles, contrairement à la plupart des espèces de Petota auto-incompatibles.28,29

Les espèces de tomates et d'Etuberosum sont principalement diploïdes, tandis que les espèces de Pétotes comprennent à la fois des diploïdes et des polyploïdes. Les diploïdes des trois lignées ont le même nombre de chromosomes (2n = 24) et une morphologie chromosomique similaire avec une synténie étendue.27,30,31

Des études récentes ont placé l'Etuberosum ou la tomate comme sœur de Petota et ont montré un conflit phylogénétique généralisé entre les trois lignées, probablement en raison d'une hybridation et/ou d'un tri incomplet des lignées (ILS).32,33

Cependant, on ignore encore comment les mécanismes génétiques sous-jacents à la divergence morphologique et à l'incongruence phylogénétique, en particulier l'origine évolutive du tubercule en tant que source essentielle de nourriture humaine, sont liés à cette relation controversée.

Ici, nous résolvons cette discordance en montrant que Petota est originaire d'une ancienne hybridation entre la tomate et l'Etuberosum. Le mélange génomique cohérent, dérivé des lignées parentales, a été observé dans 101 génomes de novo de haute qualité et 349 génomes de pommes de terre diploïdes re-séquencés de 57 espèces de Petota.

De plus, nous montrons que cette ancienne spéciation hybride a conduit à la fois à la tubérisation et à la diversification explosive subséquente des espèces adaptatives de Petota, via des allèles et des gènes complémentaires de ses deux lignées parentales. La capacité de former des tubercules semble représenter une innovation clé, permettant à l'ancêtre Petota de se reproduire de manière asexuée et de s'étendre dans des habitats saisonniers de haute altitude.

Collectivement, nous fournissons une compréhension révolutionnaire profonde des génomes de la pomme de terre, des origines des tubercules et de la diversité génétique des espèces de pommes de terre sauvages.

Résultats - Conflits phylogénétiques entre Petota et ses deux lignées les plus proches…….

Lire l'article complet en anglais sur ce site : https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00736-6 ?utm_medium=homepage

Autre extrait explicatif traduit :

Figure 5 - Scénario évolutif d'origine hybride pour la lignée de la pomme de terre

NB. This work was supported by Guangdong Major Project of Basic and Applied Basic Research (2021B0301030004), the National Natural Science Foundation of China (32488302), the Science and Technology Major Project of Xizang (XZ202402ZD0005), the National Natural Science Foundation of China (32422053 and 31590821), the National Natural Science Foundation of China (32301896 and 32422079), Occurrence data collection for the lineages used in this study was funded by the US National Science Foundation Planetary Biodiversity Inventory project “PBI Solanum : a worldwide treatment” (DEB-0316614), Basic Research Center for Agricultural Frontiers and Interdisciplinary Sciences (BRC-AFIS), Innovation Program of Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS-BRC-AFIS-2025-02), and Agricultural Science and Technology Innovation Program (CAAS-ZDRW202404).

Source : https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00736-6 ?utm_medium=homepage

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– 09/08/2025

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"Une forme de vie ni animale, ni végétale, ni même bactérienne, affole les scientifiques"

Rédaction d'ISIAS — 2024-01-26T20:21:04Z

ISIAS Biologie Paléobotanique Euglénides

Une forme de vie ni animale, ni végétale, ni même bactérienne, affole les scientifiques - La Rédaction, mis à jour le 26 Janvier 2024 07:04 – Document ‘linternaute.com'

Une forme de vie ni animale, ni végétale, ni même bactérienne, affole les scientifiques

Ces étranges fossiles qui intriguent les scientifiques depuis des décennies ne sont ni des plantes ni des animaux, mais un peu des deux. Une 'étrange fusion' de la vie et une découverte majeure.

Si les découvertes scientifiques sont régulières dans le domaine de la biologie, certaines marquent les esprits. Difficile à croire, mais il arrive encore à notre époque de découvrir de nouvelles espèces, d'en voir réapparaître alors qu'elles étaient présumées disparues, ou même parfois de revoir totalement les connaissances sur une forme de vie. Une étude publiée dans la revue scientifique internationale 'Review of Palaeobotany and Palynology' récemment s'est ainsi penchée sur des fossiles dont la nature défie les certitudes scientifiques depuis des décennies.

[Addenda - Traduit de l'anglais - Review of Palaeobotany and Palynology est une revue scientifique à comité de lecture de paléobotanique et de palynologie créée en 1967. Elle est publiée par Elsevier sur une base mensuelle. La revue est éditée par H. Kerp et M. Stephenson… - Wikipédia (anglais) ]

Ces fossiles, remontés sur une très longue période allant d'il y a près d'un demi-milliard d'années à nos jours, correspondent à une forme de vie qui n'est ni animale, ni végétale, ni même bactérienne. Et il ne s'agit pas non plus d'un champignon !

Ils ont été cités dans plusieurs études par le passé sans avoir jamais été clairement identifiés. S'ils ont pu être considérés dans les années 1960 comme des formes d'organismes familliers (coquilles, algues, spores,...), 'leur affinité biologique n'a jamais été établie', explique Andreas Koutsodendris, co-auteur de la nouvelle étude.

Ce n'est qu'en 2012 que les paléontologues Bas van de Schootbrugge et Paul Strother réalisent que ces fossiles pourraient être des traces d'une autre forme de vie. Certains en effet ressemblent étrangement à des empreintes digitales. Et les deux chercheurs de l'époque vont immédiatement faire le rapprochement avec quelque chose de connu : les euglénides, une forme de vie résultant d'une fusion d'un groupe d'êtres vivants qu'on découvre encore aujourd'hui. Quand ils sont soumis à un stress, ceux-ci s'enveloppent en effet d'un kyste protecteur, dans lequel ils se plongent dans un état de dormance, une forme de somnolence ou de vie ralentie. Et ce kyste est semblable lui aussi à une empreinte digitale !

C'est là que la nouvelle étude intervient : elle a permis non seulement de confirmer que les mystérieux fossiles étaient une forme d'euglénides, des organismes aquatiques qui ont commencé à se distinguer des autres formes de vie il y a environ un milliard d'années. Mais elle a aussi établi une chronologie de ces êtres vivants qui pourrait remonter à l'époque des dinosaures ! Ces formes de vies ont probablement 'enduré et survécu à toutes les extinctions majeures de la planète', estime Van de Schootbrugge, enthousiaste.

Source de l'article transmis : https://www.linternaute.com/actualite/4406479-article/

Addenda – Etres vivants - Euglénides - Classe de protozoaires – Traduction par Jacques Hallard

Plage temporelle : Eocène (53,5Ma) - récent

Ehrenberg euglena viridis.jpg > voir l'image https://fr.wiki5.ru/wiki/Euglenid

Ehrenberg euglena viridis.jpg

Euglena viridis, par Ehrenberg

Classification scientifique - Domaine : Eukaryota (non classé) : Excavata - Phylum : Euglenophyta Pâteur, 1931

Classe : Euglenophyceae Schoenichen, 1925

Euglénides (euglénoïdes, ou euglénophytes , officiellement Euglenida / Euglenoida , ICZN ou Euglenophyceae, ICBN ) sont l'un des groupes les plus connus de flagellés , qui sont excavés eucaryotes du phylum Euglenophyta et leur structure cellulaire est typique de ce groupe. On les trouve couramment en eau douce, surtout lorsqu'elle est riche en matières organiques, avec quelques membres marins et endosymbiotiques.

De nombreux euglénidés se nourrissent par phagocytose, ou strictement par diffusion. Un groupe monophylétique constitué des mixotrophes Rapaza viridis (1 espèce) et des deux groupes Eutreptiales (24 espèces) et Euglenales (983 espèces) ont chloroplastes et produisent leur propre nourriture par photosynthèse. Ce groupe est connu pour contenir l'hydrate de carbone paramylon.

Le paramylon est un polyoside de réserve spécifique des Euglenophyta. C'est un polymère de glucose, liés par des liaisons β1→3, qui n'est pas colorable par l'iode comme l'amidon… - Wikipédia

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/78/Paramylon.svg/200px-Paramylon.svg.png

Les Euglénides se sont séparés des autres Euglenozoa il y a plus d'un milliard d'années, et ils sont supposés descendre d'un ancêtre qui a pris une algue rouge par endosymbiose secondaire, perdue depuis. Les plastes de toutes les espèces photosynthétiques existantes sont le résultat d'une endosymbiose secondaire entre un euglénide eucaryovore phagotrophique et une algue verte Pyramimonas…

Source de l'article complet : https://fr.wiki5.ru/wiki/Euglenid

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"Israël - L'université de Tel Aviv enregistre pour la première fois des plantes qui « parlent »" par Sue Surkes

Surkes Sue — 2023-04-09T06:34:14Z

ISIAS Biologie végétale Tomate

Israël - L'université de Tel Aviv enregistre pour la première fois des plantes qui « parlent »

Les scientifiques ont décelé des cliquetis, inaudibles pour l'homme, qui différeraient selon l'espèce et le type de stress ; ils ignorent comment ces informations sont utilisées

Par Sue Surkes 31 mars 2023, 15:40 – Document ‘fr.timesofisrael.com'

Figure thumbnail fx1

Schéma des expériences conduites pour enregistrer les émissions d'ultrasons chez les végétaux dans 3 situations de gauche à droite : stress hydrique, blessure des tissus par coupure et témoin sans traitement – classification des sons émis - Source d'origine : https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00262-3 ?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867423002623%3Fshowall%3Dtrue

Les tomates font partie des plantes dont les chercheurs de l'Université de Tel-Aviv ont testé les sons.

Les tomates font partie des plantes dont les chercheurs de l'Université de Tel-Aviv ont testé les sons. (Crédit : David Besa/CC BY 2.0, Wikimedia Commons)

(Crédit : David Besa/CC BY 2.0, Wikimedia Commons)

Vidéo 3:34 en anglais à écouter là > https://fr.timesofisrael.com/luniversite-de-tel-aviv-enregistre-pour-la-premiere-fois-des-plantes-qui-parlent/?utm_campaign=most_popular&utm_source=website&utm_medium=article_end

Si l'on sait depuis un certain temps que les plantes communiquent entre elles, des scientifiques israéliens affirment avoir identifié des « mots » et découvert que les différentes espèces parlaient dans des « langues » différentes, selon une nouvelle étude révolutionnaire publiée jeudi dans la prestigieuse revue scientifique Cell.

Les scientifiques savent depuis un certain temps déjà que les plantes, lorsqu'elles sont stressées, communiquent de plusieurs manières. Elles peuvent changent physiquement (flétrissement ou changement de couleur des feuilles), devenir amères au goût (pour dissuader les herbivores) ou émettre des odeurs (composés organiques volatils) pour signaler aux autres membres de la famille qu'elles sont attaquées par des insectes, par exemple.

Une étude récente a révélé que les plantes réagissaient aux sons. Elles augmentent, par exemple, la concentration en sucre de leur nectar pour attirer les pollinisateurs bruyants à proximité.

Mais selon des chercheurs de l'université de Tel-Aviv (TAU), leur dernière étude serait la première à avoir enregistré à distance et classé les sons aériens émis par des plantes stressées.

[Addenda - L'université de Tel Aviv (en hébreu : אוניברסיטת תל אביב ,את'א) est une université publique située à Tel Aviv. Avec près de 30 000 étudiants, c'est la plus grande université d'Israël. Histoire - Rattachée tout d'abord à la municipalité de Tel Aviv, l'université de Tel Aviv a été fondée le 6 juin 1956 à partir de la fusion de l'École de droit et d'économie de Tel Aviv, de l'Institut des sciences naturelles (fondé le 1 er décembre 1953) et de l'Institut des études juives. Elle a obtenu son autonomie en 1963, et son campus, situé à Ramat Aviv dans la zone résidentielle de la banlieue nord de Tel Aviv, a été inauguré le 4 novembre 1963…. – Suite à la source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Universit%C3%A9_de_Tel_Aviv#/media/Fichier:Tel_Aviv_University_from_Air.jpg ]

Suite de l'article rapporté

Les plantes « parleraient » en émettant des clics, qui ressembleraient quelque peu au bruit d'un pop-corn qui éclate. Les sons sont émis à un volume similaire à celui de la parole humaine, mais à des fréquences élevées, qui se situent au-delà de la gamme auditive de l'homme.

La professeure Lilach Hadany, de la ‘School of Plant Sciences and Food Security' de l'université, qui a codirigé l'étude, explique avoir « résolu une très vieille controverse scientifique. Nous avons prouvé que les plantes émettent des sons ! »

« Nos résultats suggèrent que le monde qui nous entoure est rempli de sons végétaux et que ces sons contiennent des informations sur, entre autres sujets, la pénurie d'eau ou les blessures. Les sons émis par les plantes dans la nature sont probablement détectés par les créatures situées à proximité, telles que les chauves-souris, les rongeurs, divers insectes et peut-être aussi d'autres plantes qui ont la capacité d'entendre les hautes fréquences et d'en déduire des informations pertinentes », poursuit-elle.

« Ces informations pourraient être utilisée par l'Homme, tant qu'il dispose d'outils adéquats pour les entendre, comme des capteurs qui pourraient signaler aux cultivateurs le moment où les plantes doivent être arrosées », explique la chercheure.

« Un champ de fleurs pastoral serait en réalité un endroit plutôt bruyant. Seulement, nous n'entendons pas ces sons ».

L'équipe de recherche a enregistré les ultrasons émis par des plants de tomates et de tabac qui ont, soit, été privés d'eau, soit eu leur tige coupée ou qui n'ont pas été touchés (groupe témoin).

Les ultrasons ont une fréquence de 20 à 150 kHz, supérieur à la limite de l'audition humaine.

L'idée de tester ces fréquences est née d'une collaboration entre Hadany, qui vient des sciences de l'évolution, et l'autre co-directeur de la recherche, le professeur Yossi Yovel. Yovel, directeur de l'école des neurosciences et membre du corps enseignant de l'école de zoologie et du musée Steinhardt d'histoire naturelle, a enregistré les sons des chauves-souris, qui fonctionnent également dans cette gamme de fréquences.

Les plantes ont été enregistrées à la fois dans une chambre acoustique silencieuse et dans une serre bruyante. Les changements physiologiques des plantes ont également été suivis.

Des modèles d'apprentissage automatique ont été formés pour faire correspondre les sons aux différentes espèces de plantes et aux différents stress auxquels elles étaient soumises.

« Nos enregistrements ont indiqué que les plantes utilisées dans le cadre de notre expérience émettaient des sons à des fréquences comprises entre 40 et 80 kilohertz », a déclaré M. Hadany.

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Écoute d'une plante coupée (Crédit : Autorisation/ Université de Tel Aviv (TAU))

« Les plantes non stressées ont émis moins d'un son par heure, en moyenne, tandis que les plantes stressées – déshydratées ou blessées – ont émis des dizaines de sons par heure.

Les plants de tomates, par exemple, émettaient très peu de bruit lorsqu'ils étaient arrosés, mais au cours des quatre ou cinq jours suivants, le nombre de sons augmentait, puis diminuait, à mesure que les plants se desséchaient.

Des enregistrements ont également été réalisés sur des plants de tomates infectés par le virus de la mosaïque du tabac.

Afin d'approfondir ses conclusions, l'équipe a mené une petite enquête sur d'autres espèces de plantes et a réussi à enregistrer des sons provenant de blé, de maïs, de raisins Cabernet Sauvignon, de cactus en coussinet et de Lamium amplexicaule, une plante annuelle de la famille de la menthe.

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Photo - Écoute des sons d'un cactus en coussinet. (Crédit : Autorisation/Université de Tel Aviv)

« Nous nous attendions à ce que de nombreuses plantes émettent des sons, mais la diversité des caractéristiques de ces sons reste à être étudiée », écrivent-ils.

Les chercheurs avancent l'hypothèse que les sons pourraient être liés, du moins en partie, à la cavitation dans la tige. Lorsqu'une plante est soumise à un stress, des bulles d'air peuvent se former, se dilater et s'effondrer dans le xylème – le complexe de minuscules tuyaux qui transportent l'eau et les matières solubles des racines vers la tige et les feuilles.

Les vibrations, par opposition aux sons, provoquées par ce phénomène, ont déjà été enregistrées par des capteurs dans le passé.

Les scientifiques concluent que ces découvertes pourraient avoir un potentiel pour l'agriculture de précision, notamment en matière de contrôle de l'eau et des pathologies. Cette découverte serait d'autant plus importante à mesure que le dérèglement climatique accentue la sécheresse, menaçant ainsi les écosystèmes et la sécurité alimentaire.

Ils avancent également la perspective alléchante que d'autres organismes pourraient eux-mêmes « entendre » ces sons et y réagir.

« Les émissions des végétaux dont nous rendons compte, dans la gamme des ultrasons de 20 à 100 kHz, pourraient être détectées à une distance de trois à cinq mètres par de nombreux mammifères et insectes, en raison de leur sensibilité auditive, notamment par les souris et les papillons de nuit », peut-on lire dans l'article.

« Nous avons démontré que les sons des plantes peuvent être classés efficacement par des algorithmes d'apprentissage automatique. Nous suggérons donc que d'autres organismes pourraient avoir évolué pour classer ces sons également et y répondre ».

« Ces résultats peuvent modifier la façon dont nous envisageons le règne végétal, considéré comme quasi silencieux jusqu'à présent », conclut l'article.

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Photo - Lilach Hadany (à droite) et Yossi Yovel de l'université de Tel Aviv. (Crédit : Autorisation : Université de Tel Aviv)

Lilach Hadany et Yossi Yovel ont travaillé avec Itzhak Khait et Ohad Lewin-Epstein, étudiants en recherche, en collaboration avec des chercheurs de la Raymond and Beverly Sackler School of Mathematical Sciences, de l'Institute for Cereal Crops Research et de la Sagol School of Neuroscience, tous de l'université de Tel-Aviv.

Lors d'une interview accordée au Times of Israel, Hadany a expliqué que les sons pouvaient être un simple effet secondaire des processus physiologiques ou qu'il pouvait s'agir d'une forme de communication.

Les scientifiques ont déjà constaté que l'émission de composés organiques volatils par une plante menacée permet à d'autres plantes de se préparer à affronter le danger qui leur est communiqué.

Selon Hadany, les sons émis par une plante pourraient avoir un effet similaire, ajoutant que les sons pourraient être émis plus rapidement que les composés organiques.

« Les sons contiennent des informations. Ils nous permettent, ainsi qu'à d'autres, d'en apprendre plus sur l'état de la plante. La question est de savoir qui utilise ces informations et dans quel but.

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Source : https://f /luniversite-de-tel-aviv-enregistre-pour-la-premiere-fois-des-plantes-qui-parlent/ ?utm_campaign=most_popular&utm_source=website&utm_medium=article_end

Collecte du document, [compléments] et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 08/04/2023

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"L'amélioration évolutive des plantes est comparée à la transgénèse (pour les OGM) et aux nouvelles techniques de sélection végétale (NBT) dont les ‘ciseaux moléculaires' (CRISPR-Cas9) ; la sélection participative (collaboration entre paysans sélectionneurs et généticiens de terrain) est une autre solution" par Jacques Hallard

Hallard Jacques — 2022-01-26T20:17:13Z

ISIAS Génétique Sélection végétale évolutive et participative

L'amélioration évolutive des plantes est comparée à la transgénèse (pour les OGM) et aux nouvelles techniques de sélection végétale (NBT) dont les ‘ciseaux moléculaires' (CRISPR-Cas9) ; la sélection participative (collaboration entre paysans sélectionneurs et généticiens de terrain) est une autre solution

Jacques Hallard , Ingénieur CNAM, site ISIAS – 25/01/2022

Plan du document : Définitions préalables Introduction Sommaire {{}}Auteur {{}}

Définitions préalables

Amélioration évolutive des plantes ou sélection végétale évolutive : une méthode basée sur la sélection naturelle qui découle de la variation au sein d'une population de la survie des plantes et de leur nombre de descendants… Elle permet à un agriculteur d'adapter génétiquement des populations de plantes à un milieu particulier celui-ci la mettre en œuvre sur sa ferme dès lors qu'il produit sa propre semence. Source

CRISPR-Cas9 (CRISPR associated protein 9) : est une protéine d'origine bactérienne aux propriétés anti-virales. Sa capacité à couper l'ADN au niveau de séquences spécifiques en a fait un outil de biologie moléculaire aux vastes perspectives d'utilisaion. C'est une endonucléase d'ADN guidée par ARN, c'est-à-dire une enzyme spécialisée pour couper l'ADN avec deux zones de coupe actives, une pour chaque brin de la double hélice. La protéine Cas9 est associée au système immunitaire adaptatif type II de CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Cette enzyme peut être utilisée en génie génétique pour modifier facilement et rapidement le génome des cellules animales et végétales. Des outils permettant d'éditer le génome existaient depuis les années 1970 mais étaient bien moins efficaces, plus complexes et bien plus coûteux que Cas9. Cette technique Crispr-Cas9, dite des « ciseaux moléculaires », fait beaucoup parler d'elle, entre espoirs de guérir des maladies génétiques et risques de dérives éthiques. Ces questions liées à la modification génétique renvoient directement à la Convention sur les droits de l'homme et la biomédecine de 1997, dont l'article 13 est consacré aux interventions sur le génome humain. Il est écrit qu'« une intervention ayant pour objet de modifier le génome humain ne peut être entreprise que pour des raisons préventives, diagnostiques ou thérapeutiques et seulement si elle n'a pas pour but d'introduire une modification dans le génome de la descendance. »2 Depuis sa découverte, la protéine Cas9 a été largement utilisée comme outil d'ingénierie du génome pour produire des ruptures du double brin d'ADN ciblé. Ces cassures peuvent conduire à l'inactivation de gènes ou à l'introduction de gènes hétérologues par jonction d'extrémités non homologues ou par recombinaison homologue chez de nombreux organismes. Parallèlement aux nucléases à doigt de zinc et aux protéines TALEN, Cas9 est devenu un outil de premier plan dans le domaine de la génomique. Cas9 a gagné en popularité de par sa capacité à couper l'ADN précisément à n'importe quel emplacement complémentaire de son ARN guide3. Contrairement aux méthodes TALEN et à doigts de zinc, le ciblage de l'ADN par Cas9 est direct et ne requiert pas de modification de la protéine mais seulement de l'ARN guide4,5. Des versions modifiées de la protéine Cas9 qui se lient mais ne coupent pas l'ADN peuvent être de plus utilisées pour localiser des activateurs ou des suppresseurs de transcription de séquences d'ADN spécifiques afin de contrôler l'activation et l'inactivation de la transcription de certains gènes6,7. Le ciblage Cas9 a été notamment simplifié grâce à la création d'ARN chimérique unique. Des scientifiques ont suggéré que la technologie Cas9 avait le potentiel pour modifier les génomes de populations entières d'organismes8. En 2015, des scientifiques en Chine ont utilisé Cas9 pour modifier le génome d'embryons humains pour la première fois9. Depuis 2015 et toujours en Chine, des patients atteints notamment de cancers, sont traités à l'aide de CRISPR-Cas910. En octobre 2020, le prix Nobel de chimie a été attribué à Emmanuelle Charpentier et Jennifer Doudna pour le développement d'une méthode d'édition du génome, en l'occurrence, le système d'édition CRISPR-Cas911 - Source - Voir aussi ce document

Diversité génétique : c'est l'ensemble des variations de tous les gènes d'une même espèce. La principale source de diversité génétique dans une espèce est la reproduction sexuée. En effet, lors de la méiose nécessaire à la formation des gamètes, il y a toujours une séparation égale des chromosomes contenus dans les cellules sexuelles. Cet aspect important de la génétique entraîne une variété génétique sans pareil, et ce, contrairement à toute forme de reproduction asexuée. Source

NBT (New Breeding Techniques) ou Nouvelles techniques de sélection végétale : elles permettent de modifier le génome des plantes, sans insérer de gènes étrangers, en utilisant des techniques comme ‘CRISPR-Cas9'… Elles présentent les mêmes risques que les OGM, notamment en matière d'agro-biodiversité (1). Elles peuvent également entraîner des mutations indésirables des gènes, susceptibles d'occasionner à terme des problèmes sanitaires inattendus et non perceptibles immédiatement. Source

Organisme Génétiquement Modifié (OGM) un organisme vivant dont l'ADN a été bricolé pour le doter de propriétés qu'il ne possédait pas naturellement. Aujourd'hui, la création d'OGM sert surtout, dans l'agriculture, à rendre une plante résistante à un herbicide ou à la modifier pour qu'elle produise elle-même un insecticide, ou les deux. Ainsi, cela permet d'utiliser des herbicides sans crainte de tuer ces plantes génétiquement modifiées, et d'éviter le recours à un insecticide pendant la croissance des plantes puisqu'elles le sécrètent elles-mêmes. Cependant, ce qui peut apparaître comme un progrès, présente en réalité de nombreux risques, et les semenciers et les industriels de l'agro-chimie font pression pour que certains OGM, produits par des nouvelles techniques de modification génétique (les NBT, pour « new breeding techniques ») échappent à la réglementation en vigueur.

Sélection variétale participative (SP). Site géré par un groupe de chercheurs du CIRAD et de l'INRA qui travaillent en étroite collaboration avec les agriculteurs du Sud et du Nord pour la création et la sélection de variétés adaptées aux agricultures à faibles intrants ou à l'agriculture biologique. Sur ce site : annonce d'événements, problématique et concepts, projets de terrain en cours, publications scientifiques, fiches méthodologiques et manuels techniques et plus encore - Source – Voir aussi ce document

Transgénèse : technique servant à introduire un gène étranger (transgène) dans le génome d'un organisme, en vue d'obtenir un organisme génétiquement modifié. Pour être réussie la transgénèse nécessite :
- la pénétration du transgène dans les cellules-cibles
- son intégration dans le génome
- son aptitude à s'exprimer dans les cellules (production d'une protéine)
- et enfin la possibilité d'obtenir la régénération d'individus entiers à partir de cellules génétiquement modifiée – Source

Introduction

Après ces quelques ‘Définitions préalables', ce dossier propose quelques documents, partant de rapports qui expliquent comment « La sélection végétale évolutive permet à l'agriculture de répondre à la complexité du changement climatique ».

Ensuite, est abordée la méthodologie de l'amélioration évolutive des plantes selon Cyril Firmat et Laurent Hazard (2018), puis un long exposé bien documenté sur « La sélection participative à l'épreuve du changement d'échelle, à propos d'une collaboration entre des paysans sélectionneurs et des généticiens de terrain, document préparé par 16 chercheurs s'intéressant aussi à l'éthique…

Puis une question posée au Parlement européen aborde les NBT (New Breeding Techniques) ou nouvelles techniques de sélection végétale « qui permettent de modifier le génome des plantes, sans insérer de gènes étrangers, en utilisant des techniques comme CRISPR-Cas9. Un comité d'experts a déjà estimé « que ces NBT présentent les mêmes risques que les OGM, notamment en matière d'agro-biodiversité » (1)

Enfin un très volumineux travail a été effectué en France par l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST), qui « a pour mission d'informer le Parlement français des conséquences des choix à caractère scientifique et technologique afin d'éclairer ses décisions. À cette fin, il recueille des informations, met en œuvre des programmes d'études et procède à des évaluations. Situé à l'interface entre le monde politique et le monde de la recherche, il joue le rôle d'interlocuteur reconnu par l'ensemble de la communauté scientifique. Il a ainsi noué un partenariat avec l'Académie des sciences et a des contacts réguliers avec les autres académies et les grands organismes de recherche. Étant le seul office parlementaire, il est aussi appelé plus brièvement « Office parlementaire » ou « Office »… »

Des extraits du rapport de l'OPECST, paru le 03 juin 2021, donne les grandes lignes : ce rapport traite à fond de ces nouvelles techniques de sélection végétale, en présentant, à partir de nombreuses contributions, leurs avantages, leurs limites, ainsi que la question cruciale de leur acceptabilité dans la société. Les rapporteurs de ce rapport sont :

Mme Catherine Procaccia, née le 13 octobre 1949 à Paris, qui est une personnalité politique française, membre du parti ‘Les Républicains' ; elle est devenue, en octobre 2014, vice-présidente de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST) dont elle est membre depuis 2004, et membre du comité déontologique du Sénat.
Loïc Prud'homme, Député français, né le 19 août 1969 à Bègles (région Nouvelle Aquitaine), est un homme politique français. Membre du parti ‘La France insoumise', il a été élu député dans la 3ᵉ circonscription de la Gironde lors des élections législatives de 2017. Après un début de parcours professionnel dans le privé, Loïc Prud'homme devient technicien à l'Institut national de la recherche agronomique, organisme public chargé des travaux sur l'alimentation et l'agriculture1. Il est spécialisé en sciences du sol (érosion et propriétés hydriques) puis sur le cycle des éléments minéraux, en particulier le phosphore2. Il est militant associatif3 et syndical. À l'élection présidentielle de 2012, il mène campagne pour le Front de gauche de Jean-Luc Mélenchon, convaincu par sa capacité à « faire la jonction entre les questions sociales et environnementales »2.
Les documents sélectionnés pour éclairer ce sujet figurent, avec leurs accès détaillés, dans le sommaire ci-après.

Sommaire

Source : https://www.gmwatch.org/en/2022/19964-evolutionary-plant-breeding-allows-farming-to-respond-to-complexity-of-climate-change

La sélection végétale évolutive permet à l'agriculture de répondre à la complexité du changement climatique - Traduction du 23 janvier 2022 par Jacques Hallard d'un rapport de Claire Robinson en date du 12/01/2022 publié par ‘gmwatch.org' sous le titre « Evolutionary plant breeding allows farming to respond to complexity of climate change » ; accessible sur ce site : https://www.gmwatch.org/en/2022/19964-evolutionary-plant-breeding-allows-farming-to-respond-to-complexity-of-climate-change

Wheatgrass harvest

Photo - Des chercheurs montrent pourquoi une approche participative des systèmes biologiques et agroécologiques peut réussir là où les OGM et l'agriculture intensive échoueront. Rapport : Claire Robinson

La sélection végétale évolutive au sein des systèmes d'agriculture biologique et agroécologique est un meilleur moyen de relever les défis du changement climatique que les OGM et autres méthodes d'agriculture intensive, montrent des chercheurs italiens dans deux nouvelles revues scientifiques en libre accès.

Dans la sélection végétale évolutive, des populations de plantes cultivées présentant un niveau élevé de diversité génétique sont délibérément soumises aux forces de la sélection naturelle (stress tels que des conditions climatiques extrêmes et des parasites). Les plantes les plus performantes sont intégrées dans le programme de sélection. Les populations de plantes cultivées ainsi développées sont au départ mieux adaptées aux conditions locales auxquelles elles sont destinées - et continuent d'évoluer sur le terrain, à mesure que les conditions changent.

La variation génétique est essentielle

La première des nouvelles études montre que la sélection végétale évolutive peut répondre aux complexités du changement climatique tout en stabilisant les rendements, en diminuant l'utilisation de produits agrochimiques, en réduisant les émissions nuisibles au climat et en produisant des aliments sains.

Les auteurs expliquent que la sélection végétale évolutive appliquée au niveau de l'exploitation agricole implique la culture d'une variété de plantes génétiquement différentes (agrobiodiversité), parfois plantées sous forme de mélanges de semences. Les agriculteurs choisissent les variétés - et les mélanges de différentes variétés - qui sont bien adaptées aux conditions locales. Les sélectionneurs et les agriculteurs veillent à ce qu'il y ait suffisamment de variation génétique au sein des populations de cultures pour permettre aux plantes de s'adapter en permanence à l'évolution des conditions, y compris au changement climatique.

Selon les auteurs, la sélection végétale évolutive peut même produire des rendements dans les systèmes biologiques qui sont comparables à ceux des cultivars modernes.

Les cultures 'intelligentes sur le plan climatique' des OGM et de l'agriculture intensive sont vouées à l'échec

Cette approche dynamique contraste avec la voie empruntée par les partisans des OGM et de l'agriculture intensive, qui vantent leurs produits (encore inexistants) en utilisant les termes 'cultures intelligentes du point de vue climatique' et 'agriculture intelligente du point de vue climatique'. Les auteurs de l'étude estiment que ces termes sont trompeurs et que les stratégies proposées sont plus susceptibles d'échouer, car elles se concentrent étroitement sur l'incorporation de traits conférant une tolérance ou une résistance à des stress environnementaux spécifiques, tels que les maladies fongiques, les mauvaises herbes, certains insectes nuisibles et la sécheresse. Ils ne peuvent donc pas faire face à 'la nature évolutive du défi'. Si la sécheresse fait place à des pluies excessives, ou si un nouveau ravageur ou une nouvelle maladie apparaît à la suite de changements climatiques, la 'culture intelligente face au climat' spécifique s'effondrera.

Les auteurs de la revue semblent confiants dans la capacité de la sélection végétale évolutive dans les systèmes biologiques et agroécologiques à faire face aux défis du changement climatique et à les atténuer. Mais dans la deuxième de leurs deux études, ils soulignent un problème : le potentiel de l'agriculture biologique pour nourrir le monde est largement inexploré, en raison du nombre limité de programmes de sélection répondant au besoin de variétés spécifiquement adaptées aux systèmes biologiques. Cela signifie que les agriculteurs biologiques ne peuvent souvent pas trouver de semences produites biologiquement de variétés adaptées.

Les auteurs s'attaquent à ce problème en décrivant un programme de sélection végétale qui associe la sélection évolutive à une 'sélection décentralisée et participative' - sélection de semences ou d'autres matériels de plantation effectuée dans chaque environnement cible, avec la participation des agriculteurs. Cette approche est à l'opposé de celle de l'agriculture industrielle, qui tente d'aplanir les variations des conditions météorologiques et du sol par l'application généralisée de pesticides (y compris ceux qui sont intégrés comme les toxines Bt) et d'engrais, ainsi que de semences hautement spécialisées, qui sont généralement plantées en grandes monocultures.

Cette approche doit s'inscrire dans le cadre d'un programme de sélection, qui comporte généralement trois étapes :

1) La génération de la variabilité génétique, y compris la sélection des parents, les croisements et l'introduction de matériel génétique provenant de banques de gènes, d'autres programmes de sélection ou d'agriculteurs.

2) Sélection du meilleur matériel génétique - une étape qui peut faire appel à la sélection assistée par marqueurs, une biotechnologie qui n'aboutit pas en soi à un OGM.

3) Test des lignées de sélection.

La participation des utilisateurs (agriculteurs) doit intervenir au tout début du programme de sélection, afin de garantir que les variétés développées seront acceptées par le marché cible.

Le système fonctionne mieux lorsqu'il est pratiqué en communauté. Plusieurs agriculteurs cultivant des populations évolutives de plantes cultivées dans des zones aux caractéristiques similaires se prémunissent contre les pertes dues à un événement catastrophique affectant un seul agriculteur.

De bas en haut ('bottom-up') ou de haut en bas ('top-down')

GMWatch note que l'approche décrite par les chercheurs pourrait être qualifiée de 'bottom-up', en contraste frappant avec l'approche 'top-down' des développeurs d'OGM. Un exemple de cette dernière est le riz doré, un produit génétiquement modifié que les experts en développement Glenn Davis Stone et Dominic Glover décrivent comme 'profondément désincarné et sans lieu : une invention de biologistes européens qui ont utilisé principalement des fonds américains pour insérer de l'ADN provenant d'endroits épars dans les royaumes biologiques pour modifier le riz de la Révolution verte afin de traiter les enfants mal nourris d'Asie, en partie pour aider à mener une guerre mondiale de relations publiques'.

Le résultat, disent-ils, est un produit 'générique' qui s'est avéré difficile à reproduire en variétés adaptées localement. Aux Philippines, le principal marché visé, il n'a pas donné de rendements satisfaisants, bien qu'il ait été approuvé pour la production commerciale. Et les tentatives de sélection de ce caractère dans des variétés indiennes ont donné des plantes rabougries et déformées.

Soulignant les 'normes de productivité' médiocres dont a souffert le riz doré tout au long de son développement, Stone et Glover notent que les Philippines sont un pays où les riz sont en concurrence. Alors que le riz doré génétiquement modifié a été déployé dans le pays par l'Institut international de recherche sur le riz (IRRI) selon un modèle descendant, l'IRRI promeut également les variétés de riz traditionnelles, qui sont adaptées aux conditions et aux pratiques de culture spécifiques des régions locales des Philippines.

Quel modèle réussira à long terme ? Pour nous, à GMWatch, il est clair que l'approche localisée et diversifiée - intégrant la sélection végétale évolutive - est la plus durable. Mais elle ne prévaudra dans un avenir prévisible que si les variétés traditionnelles ne sont pas décimées ou anéanties par l'introduction massive d'OGM comme le riz doré. L'exemple à suivre est celui de l'Inde, où de nombreuses variétés rustiques de coton 'desi' ou indigènes ont été remplacées par la version OGM Bt, sujette aux parasites, laissant les agriculteurs victimes de l'échec de cette dernière sans aucun recours.

Sur la base des preuves présentées dans les nouvelles revues, la sélection végétale évolutive au sein de systèmes biologiques et agroécologiques semble offrir la solution la plus pratique aux défis du changement climatique, ainsi qu'un moyen de sortir de la culture de dépendance et de destruction que les systèmes OGM et agrochimiques créent.

Les nouvelles revues :

Ceccarelli, Salvatore, and Stefania Grando. Evolutionary plant breeding as a response to the complexity of climate change. Iscience (2020) : 101815.
https://www.cell.com/iscience/pdf/S2589-0042(20)31012-9.pdf

Ceccarelli, Salvatore, and Stefania Grando. Organic agriculture and evolutionary populations to merge mitigation and adaptation strategies to fight climate change. South Sustainability 1.2 (2020) : e013-e013.
https://revistas.cientifica.edu.pe/index.php/southsustainability/article/download/730/736
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Image by Dehaan via Wiki Commons : Individual plants of intermediate wheatgrass are tied into bundles to be cut and threshed in order to select the plants with the highest yield and largest seed. Image licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license.

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Amélioration évolutive des plantes – Document ‘dicoagroecologie.fr' - Auteurs : Cyril Firmat | Laurent Hazard - Publié le 23 novembre 2018 - Niveau d'échelle : Parcelle Territoire
Définition :

L'amélioration évolutive des plantes permet à un agriculteur d'adapter génétiquement des populations de plantes à leur milieu. Il peut la mettre en œuvre à la ferme dès lors qu'il produit sa propre semence.

Cette méthode est basée sur la sélection naturelle. Elle découle de la variation au sein d'une population de la survie des plantes et de leur nombre de descendants (lié, par exemple, au nombre de graines produites). Les caractères agronomiques (rendement, qualité…) liés à cette variation évoluent sous l'effet de la sélection naturelle. L'effet de la sélection peut être positif lorsqu'en favorisant la survie et la capacité reproductive, elle améliore certains traits comme la pérennité, la résistance aux maladies, le nombre ou la taille des grains… Mais pour les traits qui s'opposent à la survie et à la reproduction, elle aura un effet négatif. Ainsi, au pâturage, en mangeant les plantes qu'ils apprécient, les animaux favorisent la reproduction des plantes les moins appétentes ce qui peut dégrader la qualité fourragère de la population.

L'amélioration évolutive diffère de la sélection artificielle (telle la sélection massale utilisée en amélioration variétale) car les plantes sélectionnées le sont par le milieu et non par l'homme. En revanche, l'agriculteur favorise et oriente cette amélioration par ses pratiques culturales. Par exemple, l'évolution sera d'autant plus rapide que la variation d'origine génétique des traits agronomiques sera grande. Il aura donc intérêt à exposer à la sélection naturelle des mélanges de variétés afin d'accélérer la réponse à la sélection. Il pourra également choisir des parcelles, des itinéraires techniques pour soumettre une population à certaines pressions de sélection spécifiques (gel, sol séchant, pâturage…).

L'amélioration évolutive est une technique low-tech qui nécessite peu d'investissements comparativement à l'amélioration variétale. Elle s'inscrit dans une pratique agroécologique et peut être facilement déployée pour l'adaptation des populations à différentes échelles (territoires, fermes, parcelles) et sur une large gamme d'espèces, dont celles indispensables à la diversification des cultures mais ayant un faible retour sur investissement pour les semenciers.

Références bibliographiques :

Collectif d'auteurs. 2015. Gérer collectivement la biodiversité cultivée : Etude d'initiatives locales. Educagri éditions. Collection Reférences. 224p. ISBN : 979-10-275-0008-6

Rey, F. ; Hazard, L. 2017. Gestion collective de la biodiversité cultivée : étude d'initiatives locales. Innovations Agronomiques 55 (2017), pp 247-256.

Pour citer cette définition ou partie de définition : Cyril Firmat, Laurent Hazard. 2018. Amélioration évolutive des plantes : Définition. Dictionnaire d'Agroecologie, https://dicoagroecologie.fr/encyclopedie/amelioration-evolutive-des-plantes/

Source : https://dicoagroecologie.fr/encyclopedie/amelioration-evolutive-des-plantes/

Revues et ouvrages en sciences humaines et sociales

La sélection participative à l'épreuve du changement d'échelle. À propos d'une collaboration entre paysans sélectionneurs et généticiens de terrain [*] - Élise Demeulenaere, Pierre Rivière, Alexandre Hyacinthe, Raphaël Baltassat, Sofia Baltazar, Jean-Sébastien Gascuel, Julien Lacanette, Hélène Montaz, Sophie Pin, Olivier Ranke, Estelle Serpolay-Besson, Mathieu Thomas, Gaëlle Van Frank, Marc Vanoverschelde, Camille Vindras-Fouillet, Isabelle Goldringer – Document ‘cairn.info'
1 Face à la foisonnante diversité des projets rangés sous le label « recherche participative », les analyses distinguent classiquement, comme cela est rappelé dans l'introduction de ce dossier, « des dispositifs académiques relativement centralisés et ordonnateurs et des réseaux collaboratifs en émergence, multipolaires, très décentralisés et non hiérarchisés ». Cette polarisation en recoupe une autre, relative à la finalité des projets : la première catégorie viserait à rendre plus efficace la production de données scientifiques ; la deuxième chercherait à accroître la capacité d'agir des publics ciblés à travers leur participation (Dietz et Stern, 2008, p. 46-51 ; voir également Quet, 2014 [1][1] Pour d'autres typologies sur les sciences participatives, voir…). Dans le monde agricole, les initiatives de paysans-boulangers français pour réhabiliter la sélection du blé à la ferme illustrent parfaitement la deuxième option. C'est du moins ainsi que nous l'analysions dans un article paru en 2007 (Bonneuil et Demeulenaere, 2007), et c'est ainsi que le mouvement pour les « semences paysannes » qui leur a servi de creuset a été érigé en exemple (Storup et al., 2013).

2 Au début des années 2000, il existait déjà des projets de sélection participative en France grâce à un programme du Comité interne pour l'agriculture biologique (CIAB) de l'Inra visant à répondre aux besoins variétaux non satisfaits de la bio (Desclaux et al., 2009 ; Chable et Berthellot, 2006). La collaboration entre paysans et chercheurs dont nous allons parler a ceci de singulier qu'elle est à l'initiative d'agriculteurs. Ce sont en effet quelques paysans-boulangers qui au départ ont exprimé le désir d'expérimenter des croisements entre variétés anciennes de blé. Ce sont eux qui ont fixé leurs objectifs (obtenir des variétés populations adaptées à leur terroir, sélectionner en tenant compte des qualités organoleptiques des blés) et imposé leurs critères (brillance des blés…), rompant avec l'horizon classiquement posé par les sélectionneurs d'obtenir une variété stabilisée. Enfin, ces producteurs participaient au Réseau Semences Paysannes, association travaillant à réhabiliter la sélection variétale à la ferme et dont les visées, au-delà des aspects agronomiques, sont explicitement politiques. Parmi celles-ci figure l'objectif d'autonomiser les agriculteurs de toute forme de dépendance vis-à-vis de l'industrie semencière et de les émanciper de l'hégémonie de la culture technoscientifique qui domine la recherche agronomique à l'Inra depuis 50 ans (Demeulenaere, 2013). Bien qu'ils ne soient pas nécessairement formulés en ces termes, il y avait dans la réappropriation paysanne des semences des enjeux d'encapacitation (empowerment) des agriculteurs ainsi que des revendications de « justice cognitive », c'est-à-dire le désir de reconnaissance d'une pluralité de systèmes de savoirs [2][2] Les savoirs sont ici entendus comme non séparables des formes… (Visvanathan, 2005, p.92 ; Santos, 2011 ; Coolsaet, 2016).

3 Depuis 2007, la sélection participative dans le Réseau Semences Paysannes s'est considérablement développée, au point qu'elle semble entrée dans un nouvel âge. Après plusieurs tentatives infructueuses, elle a en effet rencontré un certain succès auprès de financeurs régionaux, nationaux et européens. Or, ces financements supposent une formalisation des collaborations, impliquent des engagements en termes de résultats académiques ainsi qu'une augmentation significative de la taille des projets. Dans ce nouveau contexte, comment préserver les valeurs d'émancipation paysanne et de justice cognitive sur lesquelles cette sélection participative buissonnière (au sens où elle a émergé des propositions de paysans, en dehors de tout cadre institutionnel) s'est implicitement construite ? Comment prendre de l'ampleur, comment se structurer sans perdre l'esprit qui animait les pionniers ? Un tel défi est transversal à toute alternative amenée à se développer. Il s'est exprimé à travers les débats sur la conventionnalisation de l'agriculture biologique ou dans le domaine des systèmes alimentaires en circuits courts (Le Velly et al., 2016). Cet article propose de traiter de la façon dont il se pose concrètement aux acteurs de ces projets et des précautions qu'ils ont envisagées pour y faire face. Au préalable, il nous faut livrer quelques éléments sur le processus de production de l'article, lequel est indissociable du sujet traité, en l'occurrence les conditions de la recherche collaborative.

Corpus étudié, méthode d'analyse et réflexivité

4 Cet article rassemble parmi ses auteurs des agriculteurs, des animateurs de collectifs membres du Réseau Semences Paysannes [3][3] Le Réseau Semences Paysannes est une association loi 1901 dont…, des généticiens de l'Inra (techniciens, doctorants et chercheurs statutaires) de l'équipe « Diversité, évolution et adaptation des populations » (DEAP) au Moulon [4][4] DEAP est l'une des sept équipes de l'unité mixte de recherche… et leurs partenaires de recherche réguliers, et une anthropologue. Tous à l'exception de l'anthropologue sont membres du groupe « Sélection participative céréales à paille » qui se réunit deux fois par an pour discuter des résultats et des orientations des programmes de sélection participative autour du blé. L'anthropologue est partenaire de longue date du Réseau Semences Paysannes et de l'équipe du Moulon. Depuis 2005, elle s'intéresse à la construction des savoirs sur les plantes et à la sélection au sein des mouvements pour la réappropriation paysanne des semences, et s'est par ce biais penchée sur les apprentissages collectifs entre chercheurs et agriculteurs (Demeulenaere, 2009).

5 « Paysans », « animateurs », « chercheurs »… nous reprenons là les termes classiquement utilisés au sein de ce collectif hétérogène. Si ces catégories ont une fonction heuristique et opératoire, elles ne renvoient pas à des identités supposées fixes ou cloisonnées. Plusieurs personnes dans le collectif ont en effet des casquettes multiples ou des parcours hybrides. Citons le cas de Camille Vindras-Fouillet, chargée de mission de l'Institut technique de l'agriculture biologique (Itab) sur les dossiers « biodiversité cultivée » et « analyse sensorielle », qui avant cet emploi salarié a réalisé une thèse Cifre en partenariat entre l'Inra et l'Itab sur la qualité sensorielle des produits issus de sélection participative (cas du blé et du brocoli). Mentionnons également la trajectoire originale de Pierre Rivière, généticien de formation, qui a réalisé une thèse dans l'équipe DEAP sur le développement et l'analyse d'un projet de sélection participative, et est devenu depuis salarié du Réseau Semences Paysannes sur un poste d'animation autour de la « sélection collaborative ».

6 Dans leurs thèses respectives, Rivière et Vindras-Fouillet ont chacun écrit un chapitre décrivant les étapes par lesquelles leur recherche-action est passée, et, encouragés par les chercheurs en sciences sociales impliqués dans leur comité de thèse, ils y ont esquissé un retour réflexif sur la démarche (Rivière, 2014, chapitre 4 ; Vindras-Fouillet, 2014, chapitre 4). Cet article reprend des éléments de ces chapitres. L'analyse s'est enrichie d'observations ethnographiques recueillies à l'occasion d'événements organisés par le Réseau Semences Paysannes durant lesquels les programmes de sélection participative ont été présentés.

7 Les orientations de cet article ont été discutées à deux reprises à l'occasion de réunions du groupe « Sélection participative céréales à paille » (8 septembre 2016 et 28 février-1er mars 2017). Les échanges ont permis de restituer avec précision la chronologie de la sélection participative dans le groupe blé du Réseau Semences Paysannes et de développer un regard réflexif, produit par les acteurs mêmes du projet et la chercheuse en sciences sociales. La posture de recherche adoptée par l'anthropologue avec ce collectif se place en miroir de celle des généticiens avec les agriculteurs : elle vise à rompre avec une position de surplomb, et ce, à tous les stades de la recherche de l'ethnographie (mais cela va sans dire puisque l'ethnographe doit toujours négocier sa place sur le terrain) jusqu'à l'analyse pour promouvoir une production négociée de sens (Kilani, 1994). Longtemps, cette démarche dialogique a été rejetée par le monde scientifique au motif que le chercheur sacrifiait à sa liberté académique et à la neutralité. Mais les termes de ce débat qui oppose engagement aux côtés des communautés étudiées versus distance analytique nous paraissent éculés. Le courant de l'« anthropologie du contemporain » prend acte de la proximité des chercheurs avec le monde qu'ils étudient et remet en question le régime d'extraterritorialité de la recherche (Agier, 2013). Ce qui a parfois été disqualifié sous le terme d'« embarquement » du chercheur peut dès lors être reformulé sous l'angle politique de la liberté et de l'autonomie des individus et des collectifs sur lesquels l'anthropologue se penche (Dubey, 2013).

8 Pour ce qui concerne l'angle d'analyse, l'anthropologue a proposé dans un premier temps d'aborder les « frictions créatives » au sein du collectif, c'est-à-dire les difficultés rencontrées chemin faisant entre parties prenantes et la façon dont ces difficultés ont été à l'origine de pratiques, questions ou configurations nouvelles (Tsing, 2005). L'intention était de sortir d'une vision enchantée de la « coproduction des savoirs » nouvelle injonction dans le champ des rapports « science-société » qui tend à considérer qu'il suffit de mettre des chercheurs et des acteurs de la société civile autour d'une table pour provoquer des déplacements épistémologiques et axiologiques – et de mieux rendre compte de la difficulté de pratiquer la recherche participative, du travail qu'il faut déployer pour trouver des accords au-delà des différences et des différends. Cette proposition a fait débat. Certains ont considéré que le concept était intéressant car il permettait de rendre pleinement compte des altérités impliquées dans le collectif paysans, animateurs, généticiens, ethnologue… D'autres ont au contraire jugé que le terme « friction » avait une connotation trop négative et ont craint que cet angle d'analyse ne dévoile des éléments intimes de la vie du groupe. Il a alors été décidé de réorienter l'analyse vers les épreuves que le collectif rencontre alors que son effectif augmente. Ce préambule méthodologique et réflexif étant fait, nous pouvons exposer plus avant la trajectoire de ce projet de recherche participative, de sa genèse dans les années 2000 à ses transformations récentes, avant d'aborder les enjeux actuels liés à son essor rapide.

Genèse de la « sélection collaborative et décentralisée » : des premiers croisements à la ferme par un paysan-boulanger aux programmes de recherche en partenariat

2003-2008 : une sélection paysanne buissonnière

9 L'émergence d'une sélection paysanne « buissonnière [5][5] En anglais, nous aurions utilisé le terme pratique, bien… » n'est pas séparable de la dynamique impulsée par la création du Réseau Semences Paysannes. L'acte fondateur de ce mouvement est un événement organisé en février 2003 à Auzeville, dans la banlieue de Toulouse. Convoquées par la Confédération paysanne et plusieurs associations de défense de l'agriculture biologique ou biodynamique, ces « premières rencontres Semences paysannes » rassemblent des agriculteurs de toute la France identifiés pour leurs pratiques semencières originales (multiplication des semences à la ferme, mais aussi collections de variétés régionales, mélanges de variétés, essais d'adaptation de variétés anciennes…). Des chercheurs sont également invités, parmi lesquels Isabelle Goldringer de l'Inra du Moulon, connue pour ses expérimentations sur la gestion dynamique des populations de blé. Les ateliers s'y tiennent par types de plantes. Le blé rassemble un panel fourni et hétérogène de personnes paysans-boulangers, paysans-meuniers, collectionneurs de variétés anciennes, généticiens du blé, gestionnaire de la collection de céréales à paille de l'Inra à Clermont… La motivation à échanger sur les blés est suffisamment grande pour que s'ensuivent plusieurs rencontres dans les fermes, autour des collections de variétés anciennes ou de la fabrication du pain la coprésence des blés catalysant les échanges (Demeulenaere et Bonneuil, 2011). En 2005, des contacts sont établis par I. Goldringer et le Réseau Semences Paysannes avec Salvatore Ceccarelli, chercheur à l'Icarda (International Center for Agricultural Research in the Dry Areas [6][6] En français, Centre international de recherche agricole dans…) et pionnier de la sélection participative (Ceccarelli et al., 2001). Ce chercheur développait en effet depuis une dizaine d'années un programme de sélection sur l'orge en partenariat avec 29 villages et plusieurs dizaines d'agriculteurs, sur près de 10 000 parcelles (Ceccarelli et al., 2000). Son objectif était autant d'augmenter l'adoption des variétés sélectionnées par les paysans, de répondre à des besoins agronomiques diversifiés que de réduire le coût de la recherche. Telle qu'il la mettait en avant, la démarche de Ceccarelli ne se contentait pas de prendre les champs comme des parcelles d'essai à moindre coût ; elle associait les paysans à différents stades, de la définition des critères de sélection à la notation des types en essai, voire dans certains cas au choix des croisements. Le projet d'une visite des expérimentations de l'Icarda en Syrie mûrit. En avril 2006, six paysans, deux animatrices et deux chercheurs français sont du voyage (Bonneuil et Demeulenaere, 2007). Cette expérience est marquante pour nombre d'entre eux, notamment Jean-François Berthellot, paysan-boulanger dans le Lot-et-Garonne, qui témoigne : « Dès que je suis rentré, je me suis dit que puisque d'autres l'avaient fait de l'autre côté du monde, on allait essayer de le faire et on verrait comment ça serait accueilli et repris ». De retour de ce voyage, il propose à l'équipe de recherche française de démarrer un programme de sélection participative sur le blé tendre. Ils décident de lancer une campagne de croisements entre des blés choisis par Jean-François, parmi les 200 variétés qu'il collectionne sur sa ferme depuis le début des années 2000 (variétés de pays, variétés anciennes, variétés modernes créées pour l'agriculture biologique). Son objectif est alors d'associer les qualités de plusieurs variétés, en particulier la résistance à la verse et la qualité de la farine en boulange artisanale [7][7] Le blé étant une espèce majoritairement autogame, les….

10 J.-F. Berthellot est accompagné dans ses premiers croisements par I. Goldringer et par Nathalie Galic, technicienne de l'équipe DEAP. Sur sa ferme, elles lui montrent comment réaliser un croisement manuel, un geste technique délicat et fort dépendant des conditions météorologiques [8][8] Il faut enlever à la pince à épiler les étamines du pied…. Mais c'est lui qui choisit les parents à l'origine des nouvelles populations de blé. En 2008, après deux années de multiplication, J.-F. Berthellot sélectionne des bouquets d'épis dans environ 35 populations qui lui semblent les plus prometteuses. Il décide alors avec l'équipe de recherche et l'animateur du groupe blé du Réseau Semences Paysannes de proposer à d'autres agriculteurs du réseau de tester sur leur ferme ces populations issues de croisement. Malgré la réticence de certains vis-à-vis de l'opération de croisement, quatorze se portent volontaires. Solidaires de cette première expérience de sélection paysanne, ils espèrent développer à terme des variétés de blé mieux adaptées à leurs modes de culture (proches de l'agriculture biologique) et à leurs exigences en termes de qualité du pain.

11 La répartition de ces populations issues de croisements dans un réseau de 14 fermes est le point de départ d'un programme de recherche visant à évaluer les caractéristiques et les qualités de ces populations de blé (Dawson et al., 2011). On parlera dès lors de « sélection participative ». Contrairement à un programme de sélection conventionnel, les populations évaluées sont issues des croisements choisis par un paysan ; de plus, elles sont testées dans les conditions réelles des fermes, et non dans les environnements standardisés des stations agronomiques.

À partir de 2008, l'inscription dans des programmes de recherche financés

12 Àl'automne 2008, une post-doctorante (Julie Dawson) est recrutée pour deux ans sur ce projet, ce qui permet de démarrer le suivi systématique des populations sur les fermes et d'accroître l'effort méthodologique sur les dispositifs et les analyses des données. Jusque-là, les activités autour de la sélection étaient financées en marge de contrats de recherche qui affichaient d'autres objectifs [9][9] Projet « Développement de pratiques paysannes de gestion et…. La collaboration prend une autre dimension avec le projet européen Solibam [10][10] Strategies for Organic and Low-Input Integrated Breeding and… dans lequel un volet est dédié spécifiquement à la sélection participative en blé tendre en France. S'y ajoute le financement par le programme Dim Astréa [11][11] Dim : domaine d'intérêt majeur ; Astréa : Agrosciences,… de la région Île-de-France d'une thèse sous la direction de I. Goldringer réalisée par P. Rivière, consacrée au développement, au suivi et à l'analyse d'un projet de sélection participative en blé tendre (2010-2013).

13 L'implication de doctorants et la formulation d'attendus scientifiques sur le thème de la sélection participative changent la donne. En effet, les crédits et les carrières des chercheurs, qu'ils soient jeunes ou seniors, dépendent en grande partie de la production de résultats valorisables dans l'univers académique (publications dans des revues à comité de lecture, communications orales dans des conférences internationales…). De plus, les projets européens sont relativement exigeants en termes de respect des engagements scientifiques pris (sous la forme de « livrables »). Les scientifiques doivent dès lors développer une recherche qui s'inscrit dans les débats de leur discipline la génétique [12][12] Les chercheurs de l'équipe DEAP sont rattachés au département… – et qui répond aux standards académiques. Ce n'est pas une mince affaire quand le programme annoncé propose de bousculer la « science normale » ces routines de la recherche ancrées dans un paradigme établi (Kuhn, 1972). Ici, en l'occurrence, le programme annoncé rompt avec les pratiques de la sélection agronomique classique et adopte les principes de la sélection participative développée de façon pionnière dans l'équipe de S. Ceccarelli (Ceccarelli et Grando, 2007). Un des points critiques réside dans la mise en place d'une évaluation des populations qui respecte les règles de robustesse des tests statistiques malgré les contraintes inédites posées par les essais dans les fermes. Ces contraintes s'expriment notamment par le fait que les paysans souhaitent utiliser leurs parcelles dédiées à l'expérimentation (en nombre limité, entre 10 et 50 selon les cas) pour observer un maximum de variétés, et si possible sans avoir à s'encombrer de celles qui ne les intéressent pas. Cela les conduit à contester le dispositif des « blocs complets répétés » classiquement mis en place en station expérimentale. Mais ce rejet des répétitions (également motivé chez certains par un refus de se conformer à un protocole emblématique de l'agriculture industrielle) menace la robustesse des analyses statistiques menées par les scientifiques, du moins s'ils s'en tiennent aux traitements statistiques habituellement utilisés [13][13] L'objectif de ces répétitions est d'estimer une variance…. Pour contourner cette difficulté, un compromis est trouvé après deux ans de tâtonnements et de discussions. Il repose sur la répétition de seulement quelques variétés témoins et au recours (inédit en agronomie) à des analyses statistiques relevant d'approches bayésiennes [14][14] Modèle de statistique utilisé couramment dans un autre domaine,… (Rivière et al., 2015). Prenant acte de différentiels d'investissement de la part des agriculteurs, une distinction est introduite entre des fermes plus actives dites « régionales », dans lesquelles le protocole impose la répétition de quatre variétés, et d'autres dites « satellites », avec une seule variété répétée. Dans les deux cas, les agriculteurs peuvent choisir librement, parmi la large palette des variétés retenues pour cette évaluation collective, le reste des variétés mises à l'essai sur leur ferme.

Le temps de la formulation/formalisation de la « sélection collaborative et décentralisée »

14 Cette période de mise en place du projet est aussi celle de l'énonciation par ses acteurs des principes d'une « sélection collaborative et décentralisée », ouvertement inspirée du « participatory plant breeding » de Ceccarelli (Ceccarelli et Grando, 2007) tout en revendiquant ses spécificités. Cela passe par l'ouverture de plusieurs espaces de discussion entre chercheurs et agriculteurs (réunions régulières des participants aux programmes, aux champs et en salle ; séminaires extraordinaires…).

15 À l'occasion d'un séminaire de partage et de réflexion autour d'expériences de sélection participative [15][15] Séminaire « Retour sur les expériences de sélection…, le débat se porte sur la dénomination du travail collectif effectué. Est-ce seulement de la « sélection » ? N'est-il pas trop restrictif ? Ne faudrait-il pas parler plus largement de « recherche » ? Ce même séminaire fait émerger les contradictions entre une envie de laisser le protocole toujours ouvert et le besoin de sécuriser le planning de travail des doctorants. On souligne également la difficulté de concilier différentes temporalités : celle de l'établissement de relations de confiance et celle (plus courte) des contrats de recherche. Le tuilage des contrats assure certes une relative pérennité des financements, mais il présente l'inconvénient de multiplier des contrats à durée déterminée, d'où un turn-over important des personnes, peu propice à la continuité des relations personnelles (Brac de la Perrière et al., 2011).

16 Une discussion, toujours pas close à l'heure actuelle, s'ouvre également autour du terme « participatif ». Pour beaucoup d'agriculteurs, le terme est condescendant. Paradoxalement, il induit une vision de la recherche centrée sur le laboratoire puisqu'il suggère que ce sont les scientifiques qui consentent à faire « participer » les agriculteurs. Le qualificatif « collaboratif » jugé plus symétrique – est proposé comme alternative. Le terme « décentralisé » apparaît également puisque « les stratégies reposant sur la décentralisation du processus de sélection sont souvent associées à la mise en œuvre d'une sélection participative » (Goldringer et al., 2012, p. 155). I. Goldringer entend les réserves sur le terme « participatif », mais assume la part stratégique du syntagme « sélection participative » : mot-clé répertorié dans les bases de référencement, son emploi dans un article scientifique garantit une meilleure visibilité des recherches auprès de la communauté scientifique rassemblée autour de ce label. L'expression « sélection paysanne et participative » résulte d'un compromis entre volonté des paysans-boulangers de ne pas être réduits au simple rôle de participants et besoin des chercheurs de voir leurs travaux identifiés à un champ académique déjà constitué [16][16] Cf. le projet « Reconnaissance sociale et réglementaire de…. Plusieurs publications à vocation programmatique voient alors le jour. Elles insistent sur les principes éthiques à l'origine du projet : la dimension horizontale des relations entre acteurs du monde agricole et scientifiques ; le caractère décentralisé de la prise de décision ; l'encapacitation des agriculteurs (Dawson et al., 2011 ; Goldringer et al., 2012).

La sélection collaborative et décentralisée à l'épreuve du changement d'échelle

Réduction de l'expérience, asymétries d'information : résistances et questionnements autour de la centralisation des données…

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Lire la totalité de l'article à la source : https://www.cairn.info/revue-natures-sciences-societes-2017-4-page-336.htm

Nouvelles techniques de sélection végétale ou « new breeding techniques » - 7 avril 2021 - Questions parlementaires au Parlement européen - Dernière mise à jour : 26 avril 2021 – Document ‘europarl.europa.eu'
Question avec demande de réponse écrite E-001880/2021 à la Commission - Article 138 du règlement intérieur - Annika Bruna (ID), Hélène Laporte (ID), Julie Lechanteux (ID), Herve Juvin (ID)

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La culture des organismes génétiquement modifiés (OGM) à des fins commerciales est interdite en France depuis 2008. Toutefois, de nouvelles techniques de sélection végétale, en anglais « new breeding techniques » (NBT), permettent de modifier le génome des plantes, sans insérer de gènes étrangers, en utilisant des techniques comme CRISPR-Cas9.Les modifications obtenues avec ces nouvelles techniques ne se distinguent pas des modifications naturelles, bien qu'elles permettent de gagner plusieurs années par rapport aux méthodes classiques de sélection végétale.Cependant, le comité consultatif commun d'éthique de l'Institut national français de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (INRAE), du Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (CIRAD) et de l'Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer (Ifremer) estime que ces NBT présentent les mêmes risques que les OGM, notamment en matière d'agro-biodiversité (1). Elles peuvent également entraîner des mutations indésirables des gènes, susceptibles d'occasionner à terme des problèmes sanitaires inattendus et non perceptibles immédiatement.C'est pourquoi la Cour de justice de l'Union européenne estime que ces NBT sont soumises à la directive 2001/18/CE et doivent être considérées comme des OGM (2). Mais depuis cet arrêt, le gouvernement français tarde à publier un décret pour définir le statut juridique de ces NBT au niveau national.La Commission dispose-t-elle d'informations sur l'état d'avancement de la réglementation française en matière de NBT ?Soutien (3) -

(2)	http://curia.europa.eu/juris/document/document.jsf ;jsessionid=9ea7d2dc30ddfa7a9c6cfd4146e0ae02b
(3)	Cette question est soutenue par un autre député que ses auteurs : Jean-Paul Garraud (ID)

La culture des organismes génétiquement modifiés (OGM) à des fins commerciales est interdite en France depuis 2008. Toutefois, de nouvelles techniques de sélection végétale, en anglais « new breeding techniques » (NBT), permettent de modifier le génome des plantes, sans insérer de gènes étrangers, en utilisant des techniques comme CRISPR-Cas9.Les modifications obtenues avec ces nouvelles techniques ne se distinguent pas des modifications naturelles, bien qu'elles permettent de gagner plusieurs années par rapport aux méthodes classiques de sélection végétale.Cependant, le comité consultatif commun d'éthique de l'Institut national français de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (INRAE), du Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (CIRAD) et de l'Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer (Ifremer) estime que ces NBT présentent les mêmes risques que les OGM, notamment en matière d'agro-biodiversité (1). Elles peuvent également entraîner des mutations indésirables des gènes, susceptibles d'occasionner à terme des problèmes sanitaires inattendus et non perceptibles immédiatement.C'est pourquoi la Cour de justice de l'Union européenne estime que ces NBT sont soumises à la directive 2001/18/CE et doivent être considérées comme des OGM (2). Mais depuis cet arrêt, le gouvernement français tarde à publier un décret pour définir le statut juridique de ces NBT au niveau national.La Commission dispose-t-elle d'informations sur l'état d'avancement de la réglementation française en matière de NBT ? Travaux parlementaires > Rapports > Rapports d'office parlementaire European Parliament -europarl.europa.eu Marchés et subventionsSource : https://www.europarl.europa.eu/doceo/document/E-9-2021-001880_FR.html Retour au début du sommaire

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Les nouvelles techniques de sélection végétale en 2021 : avantages, limites, acceptabilité - Repères ? - 3 juin 2021 : Les nouvelles techniques de sélection végétale en 2021 : avantages, limites, acceptabilité (rapport de l'opecst) - Par Mme Catherine PROCACCIA, sénateur et M. Loïc PRUD'HOMME, député au nom de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques
Notice du document - Disponible au format PDF (3,2 Moctets) - Tous les documents sur ces thèmes : Environnement Recherche, sciences et techniques

Commander ce document : Rapport n° 671 (2020-2021) de Mme Catherine PROCACCIA, sénateur et M. Loïc PRUD'HOMME, député, fait au nom de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques, déposé le 3 juin 2021- Disponible au format PDF (3,2 Moctets)

Extrait du rapport

Conclusions de l'audition publique « les nouvelles techniques de sélection végétale en 2021 : avantages, limites, acceptabilité » (18 mars 2021)

Le 18 mars 2021, l'Office a réuni des acteurs des secteurs académique, industriel et agricole pour faire le point sur le statut, les avantages, les limites, le traitement légal et l'acceptabilité des plantes issues des « nouvelles techniques de sélection végétale » (NBT - new breeding techniques), répondant ainsi à une demande de la Commission des affaires économiques d'examiner les avantages et les risques associés à ces techniques.

Dans le rapport sur les enjeux économiques, environnementaux, sanitaires et éthiques des biotechnologies à la lumière des nouvelles pistes de recherche, publié en 2017, l'Office avait déjà fait le point sur les avancées permises par la technologie de modification ciblée du génome (genome editing) Crispr-Cas9 en matière d'agriculture. Depuis sa publication, le contexte réglementaire a évolué avec la décision, en 2018, de la Cour de Justice de l'Union européenne (CJUE) de considérer que les plantes issues des nouvelles techniques de modification ciblée du génome ne faisaient pas partie des techniques bénéficiant d'un recul suffisant pour être exemptées de la réglementation 2001/18/CE, applicable à la transgenèse. Conformément à la décision de la CJUE, la Commission a en outre produit une étude1
(*) fin avril 2021 afin de clarifier le statut des nouvelles techniques génomiques dans le droit de l'Union.

Sur ce sujet, le contexte en France est marqué par une division de longue date entre des acteurs favorables à l'utilisation des NBT sans que la réglementation 2001/18/CE leur soit applicable, et des acteurs qui y sont opposés, à l'image de la Confédération paysanne, qui a sollicité le Conseil d'État français pour que celui-ci saisisse la CJUE. Le débat, très vif en France, sur les OGM, se prolonge ainsi par un débat sur les NBT. En janvier 2021, dans la presse, le ministre de l'agriculture et de l'alimentation Julien Denormandie a estimé que « les NBT (...) ne sont pas des OGM », suggérant que la position du gouvernement diffère de celle de la Cour de Justice de l'Union européenne et de celle du Conseil d'État, qui a demandé au gouvernement de se conformer à la décision européenne par décret.

Catherine Procaccia, sénateur Les Républicains du Val-de-Marne et vice-présidente de l'Office, et Loïc Prud'homme, député la France Insoumise de Gironde, ont été désignés rapporteurs de cette audition, divisée en trois tables rondes thématiques, qui a duré près de cinq heures. Un grand soin a été apporté à la distribution, pour que des points de vue variés et parfois opposés soient représentés de façon équitable. La première table ronde a examiné les avancées scientifiques permises par les nouvelles techniques de sélection végétale et les a replacées dans le paysage de l'innovation végétale. La deuxième s'est concentrée sur l'évaluation des risques sanitaires et environnementaux, sur son organisation en France et sur la question de la réglementation. La troisième table ronde s'est attachée à analyser les enjeux du débat selon l'angle des sciences humaines et sociales, en particulier le ressenti des Français vis-à-vis de ces techniques.

La richesse des échanges est retranscrite dans le verbatim de l'audition ; la présente synthèse en tire les principales conclusions de l'Office.

De quoi parle-t-on ?

Comme l'ont rappelé Fabien Nogué, directeur de recherche Inrae (Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement) et membre d'un groupe de travail sur les OGM à l'Efsa (Autorité européenne de sécurité des aliments), ainsi que Valérie Mazza, directrice scientifique de Limagrain, représentant pour l'audition l'Union française des semenciers (UFS) : la sélection végétale, effectuée par l'homme depuis le Néolithique, consiste en une intervention sur la génétique de la plante, pour privilégier certaines caractéristiques de celles-ci - agronomiques, nutritionnelles, etc. En effet, à travers la sélection, l'homme exploite des phénomènes naturels que sont la recombinaison et l'apparition spontanée de mutations ; le contrôle des croisements change donc le patrimoine génétique des espèces cultivées.

Diverses techniques développées depuis les années soixante ont tenté d'accélérer, de mimer ou de contourner ce processus naturel :

– D'abord la mutagenèse aléatoire, qui consiste à générer des mutations non contrôlées et à ensuite observer si des caractéristiques intéressantes apparaissent dans les organismes mutés ;

– Ensuite la transgénèse, qui consiste à insérer un gène d'une autre variété ou d'une autre espèce dans le génome d'une plante, pour lui conférer un caractère particulier ;

– Puis plusieurs générations de techniques relevant de modification ciblée du génome sont apparues, avec une précision grandissante dans la réalisation de mutants pour un gène spécifique : mutagenèse dirigée, insertion d'un transgène à un endroit spécifique du génome, et, pour les dernières générations, grâce à l'outil Crispr-Cas9 et ses dérivés, modification ciblée de quelques bases de l'ADN.

D'après Valérie Mazza, les techniques de modification ciblée du génome « permettent de s'affranchir de la dimension aléatoire des techniques utilisées » précédemment - la sélection classique et la génération de mutations aléatoires. Les dernières évolutions de ces techniques de modification ciblée sont le base-editing et le prime-editing, qualifiée d'« outil ultime » par Fabien Nogué. Ces deux techniques permettent d'envisager le changement de quelques bases de l'ADN sans qu'il soit nécessaire d'opérer une cassure double-brin, processus générant des mutations non contrôlées. Jean-Christophe Pagès, président par intérim du Haut Conseil des Biotechnologies (HCB), a insisté sur la grande précision de ces techniques. Cette précision peut d'ailleurs être vérifiée par le séquençage des plantes, et c'est aussi la raison pour laquelle ces techniques sont utilisées en médecine humaine.

Historiquement, on a désigné par « OGM » les organismes obtenus par mutagenèse aléatoire et (surtout) par transgenèse ; cela est bien sûr contestable puisque tous les organismes sont issus de modifications génétiques, mais l'usage est désormais consacré. Au reste, au vu de l'histoire du sujet et de la connotation de l'acronyme, une évolution de cette terminologie aurait des implications politiques allant bien au-delà des considérations scientifiques. Le vocable « NBT », utilisé pour désigner des techniques plus récentes, consacré internationalement par l'usage, regroupe en réalité de nombreuses techniques et pas seulement la modification ciblée du génome. Dans son étude parue fin avril, la Commission européenne a préféré opter pour l'appellation « New genomic techniques (NGT) », ce qui est plus clair, mais est également contestable car il y aura toujours « plus nouveau ».

Le statut des NBT fait l'objet de discussion, et n'est pas anodin au vu du débat public et de l'état du droit. Comme les NBT reposent sur des manipulations effectuées en laboratoire sur le génome, on peut argumenter qu'elles doivent être intégrées aux techniques OGM. Mais leur vocation est notamment de réaliser dans le génome des opérations qui auraient pu, en théorie, être issues des méthodes de sélection classique, reposant sur la diversité génétique naturelle, les mutations naturelles, la sélection par des conditions locales (climatiques, liées au sol) et par des interventions humaines classiques. On peut ainsi argumenter, de façon alternative, que le procédé de laboratoire vise uniquement à accélérer et faciliter un processus de modification génomique similaire à celui qui est traditionnellement à l'oeuvre : dans un cas, il s'agit de sélection passive de caractéristiques génomiques, dans l'autre, on intervient activement sur l'ADN. Cela explique l'acronyme NBT - ce point de vue est néanmoins contesté par les acteurs qui estiment que le procédé laisse des traces.

Cette classification pose la question de la détectabilité : étant donnée une plante dont on ne connaît pas le mode de production, peut-on déterminer si elle a été obtenue uniquement par des méthodes de sélection classique, ou si des techniques de modification ciblée du génome ont été employées pour la générer ? Les traces d'une modification du génome avec les techniques les plus récentes sont de plus en plus difficiles à déceler, même si certains intervenants estiment que c'est toujours possible.

Quels usages ?

Plusieurs exemples de plantes issues des techniques NBT ont été présentés. L'Inrae a mentionné un travail consistant à modifier deux paires de bases dans un gène de tomate pour copier un allèle2
(*) du poivron, conférant à celui-ci une résistance contre un virus, ainsi qu'un travail sur plusieurs gènes du coton visant à modifier l'architecture racinaire et à améliorer l'absorption des nitrates du sol. D'autres travaux en cours évoqués consistent à augmenter la taille des grains de riz et de blé, ou bien à réduire la quantité d'acrylamide, une molécule cancérigène de la pomme de terre se formant à la cuisson. Les variétés d'ores et déjà commercialisées sont un soja modifié pour que son huile ait une teneur réduite en acides gras trans (Calyxt) et une tomate enrichie en GABA, qui favorise la baisse de la tension artérielle (Sanatech).

L'Inrae, par le biais de sa directrice déléguée adjointe à l'innovation, Carole Caranta, a indiqué travailler sur l'acquisition de résistance contre des maladies, comme le court-noué ou la sharka, qui sont de véritables enjeux pour les cultures fruitières et la vigne, ainsi que sur le décalage de la transition florale chez des espèces qui pourraient être utilisées en couvert végétal, comme la cameline. L'Union française des semenciers (UFS) a également mentionné le besoin de travailler sur des caractères recherchés par les semenciers, tels que la production de grandes quantités de pollens.

Aujourd'hui, ces techniques ne fonctionnent que sur certaines espèces (68 plantes différentes) ; mais la recherche avance et le nombre de variétés concernées ne cesse d'augmenter. La mutation et les effets hors-cible sont mieux contrôlés, et il devient d'ailleurs de plus en plus difficile de repérer les « signatures » des techniques employées.

Comme le mentionne Yves Bertheau, directeur de recherche Inrae honoraire au Muséum national d'histoire naturelle, ces méthodes n'en ont pas moins des limites, liées à la complexité de l'expression génomique. Bien des caractères d'intérêt sont gouvernés par un ensemble de gènes, qu'il est difficile (mais faisable au moins dans certains cas) de toucher tous simultanément. En outre, intervenir sur un gène pourrait entraîner une modification de l'expression d'autres gènes. En effet, l'expression des gènes est gouvernée par des facteurs mal maîtrisés, tels que le repliement tridimensionnel de la molécule d'ADN. C'est d'ailleurs pourquoi certaines parties « non codantes » de l'ADN peuvent en fait jouer un rôle important. D'après Yves Bertheau, penser que la modification ciblée de gènes permettra de contrôler un caractère complexe est une vision « simpliste », qui fait fi des dernières connaissances en biologie. Selon Fabien Nogué, les travaux actuellement réalisés prennent déjà en compte la complexité du lien caractère - gènes.

Il faut noter par ailleurs, comme l'a fait François Desprez, président de Semae (Interprofession des semences et plants), que les techniques de modification ciblée du génome sont complétées par des méthodes de sélection « classiques », telles que les méthodes de rétrocroisement qui visent à éliminer les constructions permettant la modification du génome et à associer les mutations souhaitées dans des contextes génétiques pertinents (variétés dites « élites ») 3
(*).

Impacts sanitaires

La question du risque associé à la consommation d'aliments OGM a longtemps été au coeur de la polémique liée à ces aliments. Si cette préoccupation est toujours présente, elle a été peu abordée pendant cette table ronde.

L'évaluation du risque fait intervenir le danger et l'exposition. Les méthodes de modification ciblée du génome donnant des résultats équivalents ou proches de mutations qui auraient pu survenir, il est naturel que l'évaluation du danger associé ne soit pas vraiment différente de celles des variétés classiques : c'est ce qu'a évoqué Joël Guillemain, toxicologue. Ainsi l'Efsa a conclu que les techniques SDN1 et SDN2 (inactivation d'un gène par coupure ciblée et réparation défectueuse aboutissant à l'apparition d'une mutation, puis modification ciblée de quelques nucléotides) n'étaient pas susceptibles de présenter un danger supplémentaire par rapport aux espèces obtenues par des méthodes classiques.

Par ailleurs, les travaux scientifiques de ces dernières années n'ont pas mis au jour d'indice suggérant un risque spécifique associé à la consommation de plantes issues de techniques de transgenèse ou de mutagenèse aléatoire.

Joël Guillemain a indiqué que le HCB a proposé de réaliser « une évaluation au cas par cas en fonction des produits obtenus et des techniques utilisées en se basant sur la traçabilité et la déclaration documentaire de l'obtenteur ».

L'Opecst constate que, bien que ni la présence ni l'absence de risque associé aux méthodes de modification ciblée du génome n'aient été démontrées, l'éventualité de ce risque sanitaire est passée au second plan des préoccupations — y compris pour les sceptiques, qui mettent davantage en avant les risques liés à l'environnement ou au modèle agricole.

A contrario, les techniques de manipulation génétique peuvent donner lieu à des bénéfices sur la santé, en particulier via des aliments transformés : riz (doré) enrichi en vitamine A, patate douce enrichie en carotène, huile de soja appauvrie en lipides trans, tomate enrichie en GABA... Si de tels produits peuvent être intéressants dans un contexte d'alimentation carencée ou déséquilibrée, ils ne constituent pas à l'heure actuelle un levier de transformation sanitaire majeure dans notre pays.

Le défi de l'agroécologie

Les participants s'accordent sur le défi que représente la transition agroécologique. Il s'agit de protéger la diversité biologique, de réduire la pollution, d'économiser les ressources, de réduire l'impact climatique de l'agriculture, et de préparer son adaptation à des évolutions climatiques. D'après Denis Couvet, président de la Fondation pour la recherche sur la biodiversité, c'est un défi immense, dont les enjeux scientifiques, techniques et économiques ont été sous-estimés.

De grands efforts de recherche vont devoir être consentis par le secteur tout entier, et plus particulièrement par la filière semencière. Par exemple, au-delà de l'adaptation de la composition nutritionnelle de certains aliments, il sera nécessaire de produire de nouvelles variétés mieux adaptées aux stress biotiques (virus), aux stress abiotiques (sécheresse), à des enjeux de culture particuliers (décalage de la floraison). Carole Caranta a indiqué que les objectifs poursuivis par les travaux de recherche menés par Inrae sont de : « réduire l'usage des produits phytosanitaires », obtenir des « caractères d'adaptation au changement climatique ou encore des caractères qui peuvent être mobilisés dans le cadre de la diversification des cultures et des pratiques ».

Tout le monde s'accorde sur l'importance de la diversité. Comme le précise Denis Couvet, « Le maître-mot est sans doute « diversité » : diversité des cultures, diversité génétique au sein des cultures, diversité des filières, diversité des produits alimentaires. » Cette diversité sera cruciale à la fois face aux émergences de maladies et aux aléas climatiques. Au-delà de ce consensus, il y a désaccord sur la place que pourraient avoir les techniques de modification ciblée du génome dans cette nécessaire diversité. Denis Couvet a en effet rappelé que si le même espoir a été formulé pour les espèces OGM, leur mise en oeuvre est aujourd'hui à 90 % associée à une très faible diversité - monocultures de maïs, soja, coton et colza - et des caractères - résistance au glyphosate, production de biotoxiques - qui contribuent à réduire la biodiversité).

Certains des participants considèrent que pour atteindre les objectifs, la modification ciblée du génome doit prendre sa place au côté d'autres techniques. Ainsi, Inrae estime que la transition écologique sera réussie au moyen d'« une combinaison de leviers », impliquant « des génotypes adaptés », qu'ils soient issus de sélection classique ou des nouvelles techniques, mais aussi « la mobilisation des régulations biologiques, du biocontrôle, de la diversification des productions et des systèmes de production ». Jean-Yves Le Déaut, ancien président de l'Office et co-auteur du rapport sur la modification ciblée du génome, a également souligné le besoin d'utiliser toutes les techniques disponibles pour réussir la transition agroécologique, et a déclaré que ce n'est pas la technique en soi, mais le modèle agricole - la pratique d'une agriculture intensive - qui est nuisible à l'environnement et la biodiversité.

D'autres participants considèrent que c'est la diversité naturelle, et sa mobilisation par les techniques de sélection classique, qui peut appuyer la transition agroécologique et doit être mise en avant. Ainsi Bernard Rolland et Jérôme Enjalbert, ingénieur et directeur de recherche Inrae, après avoir rappelé le besoin de diminuer l'utilisation des intrants de synthèse et constaté l'échec du modèle productiviste, ont prôné une agroécologie basée sur la diversification, la réduction de la fertilisation azotée de synthèse, la pratique de rotations plus longues avec plus d'espèces cultivées, comme des techniques prophylactiques qui permettent d'éviter la prolifération de maladies, parasites, ou adventices favorisés par les monocultures. La sélection doit se déployer sur plus d'espèces, et produire plus de variétés adaptées à des systèmes de culture innovants économes en pesticides, comme le semis de mélanges de variétés, ou de plusieurs espèces dans une même parcelle (céréales et légumineuses peuvent se complémenter, par exemple). Des variétés aux caractéristiques intéressantes ont ainsi été développées pour l'agriculture biologique, modèle intéressant pour réussir la transition agroécologique, mais qui nécessite que plus de moyens soient investis. La diversité naturelle peut aussi être mise en valeur par l'agriculteur au travers de la sélection participative ; ce dernier peut utiliser des semences dont le patrimoine génétique est intrinsèquement hétérogène (chaque grain est génétiquement différent des autres). Prochainement disponible, ce matériel conférera « à la fois des avantages de complémentarité en cas de stress, mais aussi cette grande diversité [permettra] une évolution et une adaptation de la population au cours des cycles de récolte de resemis ». Cette utilisation de la diversité naturelle est selon eux la meilleure arme pour une adaptation à des conditions locales de terroir et de culture, car ces caractères sont polygéniques, « cette complexité génétique est donc gérée de façon très efficace par la sélection variétale classique ». Ce constat est partagé par la Confédération paysanne, représentée par Daniel Évain, ingénieur agronome et ancien sélectionneur.

En conclusion, deux points de vue s'opposent : le premier considère que la diversité des semences peut être favorisée par les techniques de modification ciblée du génome, faisant de celles-ci un auxiliaire précieux dans la mise en oeuvre de l'agroécologie, ce qui reste néanmoins à démontrer par des cas d'usage concrets. Le second marque son désaccord, observant que les OGM, avec lesquels des attentes similaires ont été formulées, ont été, à l'inverse, un exemple même de faible diversité. Il est estimé que les mêmes contraintes de nécessaire retour sur investissement conduiront aux mêmes développements avec les NBT.

Le modèle économique

La question du modèle économique est, plus que jamais, au coeur des débats sur les pratiques agricoles contemporaines : en témoignent les débats en Commission des affaires économiques sur l'agriculture intensive ou sur l'accaparement des terres. Ce débat dépasse le cadre de l'Opecst, mais il s'est quand même invité dans les auditions sous l'angle sensible, très débattu, de la propriété intellectuelle. C'est une question clé également pour l'acceptabilité par la société.

Les acteurs présents se sont tous exprimés en faveur du Certificat d'obtention végétale (COV), qui protège la variété, sur la base de critères phénotypiques (aspect, caractères), mais permet aux agriculteurs de ressemer moyennant rémunération équitable à l'obtenteur, et aux chercheurs d'effectuer librement la recherche sur les plantes concernées. En particulier, on peut, à partir de variétés protégées par le COV, produire de nouvelles variétés par croisement.

D'après Bernadette Bensaude-Vincent, philosophe des sciences et membre du comité d'éthique Inrae-Ifremer-Cirad-IRD, le COV est l'outil qui « résout le mieux la tension entre les valeurs de partage des connaissances, de compétitivité et de rentabilité » et « correspond à une valeur humaniste de bien commun » en permettant à l'agriculteur d'utiliser les semences de ferme.

Les plantes ne sont donc, en l'état actuel du droit européen, pas soumises à brevet et cela fait consensus. Cependant, le débat sur la propriété intellectuelle ne s'arrête pas là. Si l'UFS s'est montrée tout à fait favorable au COV, proposé à une époque où les techniques de modification ciblée du génome n'existaient pas, elle a indiqué qu'il ne permet pas de résoudre toutes les questions de propriété intellectuelle liées aux plantes issues des NBT. De fait, les brevets, s'ils ne sont pas applicables aux plantes, restent envisageables pour des processus technologiques (qui ont permis d'obtenir telle variété ou telle mutation) ou pour des gènes (ou traits). Dans les deux cas, un débat subsiste.

En ce qui concerne les processus, d'après Luc Mathis, ancien directeur de Calyxt et président de Meiogenix, le paysage brevetaire est « complexe » : si le processus peut être breveté, il est souvent copié, ce qui permet aux industriels de s'affranchir d'un brevet. Le comité d'éthique Inrae-Ifremer-Cirad-IRD s'est prononcé en faveur d'un partage encore plus grand des connaissances avec une démarche de type open-source. Il a également été rappelé que l'utilisation des outils de modification ciblée du génome pour la recherche n'était pas soumise à des contraintes de propriété intellectuelle, contrairement à la valorisation des produits obtenus avec ces outils.

En ce qui concerne les brevets sur les gènes, certains participants redoutent qu'ils restreignent grandement l'accès aux semences des sélectionneurs pour la création variétale et qu'ils posent des problèmes de diffusion dans les semences paysannes, venant dénaturer le COV.

Un fort soutien au modèle du COV a été constaté lors de cette audition. Les enjeux supposent une instruction scientifique serrée, mais aussi des choix politiques nets qui ne relèvent pas du champ d'action de l'Opecst. Avec les éléments dont il dispose, l'Office souhaite néanmoins réaffirmer la nécessité que la propriété intellectuelle garantisse de bonnes conditions à la recherche et l'innovation, en l'occurrence la création variétale, dans un objectif d'intérêt public.

La traçabilité

La traçabilité joue un rôle clé à plusieurs titres, à commencer par la mise en oeuvre de la propriété intellectuelle et l'information du consommateur. Si une plante obtenue par NBT est a priori indiscernable d'une plante qui aurait été obtenue par des techniques de sélection classique, cela a des implications sur la terminologie, la propriété intellectuelle, l'étiquetage, l'évaluation des risques mais aussi la coexistence des filières NBT et non-NBT. S'agissant de l'évaluation des risques, l'exemple du gène de la tomate muté pour être similaire à celui du poivron soulève bien la question de savoir s'il faut y appliquer des procédures particulières, une telle mutation ayant pu se produire dans la nature.

Le débat sur la traçabilité est plus délicat et un consensus n'a pas été obtenu. Le rapport de l'ENGL4
(*), statuant sur la possibilité de les détecter, a même été interprété différemment selon les acteurs.

En effet, plusieurs invités de l'audition estiment que les variétés obtenues par NBT ne peuvent a priori être distinguées des variétés obtenues par sélection classique, sur la base de leur génome. Selon Yves Bertheau, la technologie laisserait involontairement des traces dans le génome de l'espèce modifiée, à la fois l'outil en lui-même mais aussi les techniques connexes utilisées. La détection reste possible si l'on ne se concentre pas seulement sur le gène d'intérêt, mais que l'on prend en compte d'autres informations, telles que le fond génétique des espèces modifiées (appartenant aux entreprises). Une approche matricielle ou multiparamétrique, qui ne se concentre pas que sur le gène d'intérêt, pourrait permettre de remonter à l'origine de la variété - cela fait encore l'objet de travaux de recherche. D'après Semae en revanche, les rétrocroisements effectués après obtention de la mutation éliminent ces traces ; Yves Bertheau est en désaccord avec ce point.

L'étude de l'ENGL indique elle-même que ses conclusions sont en partie « basées sur des considérations théoriques et manquent encore de confirmation expérimentale. Elles demanderont donc des travaux supplémentaires. » S'il semble incontestable que la détection de la nature des plantes issues des techniques de modification ciblée du génome est plus difficile que celle des organismes obtenus par transgenèse, le débat scientifique n'a pas encore de conclusion nette et devrait pouvoir progresser.

Recherche et savoir faire

Si la recherche en biotechnologies est possible en France, la fuite des cerveaux et des savoir-faire en matière de modification ciblée du génome est un constat. Parfois c'est pour accéder à de meilleures conditions de travail, comme cela a été le cas d'Emmanuelle Charpentier. Parfois c'est lié au contexte : interdiction de culture d'OGM, climat de défiance envers les cultures expérimentales qui a mené à des fauchages spectaculaires. Les dossiers de culture expérimentale ne sont plus déposés, et les investisseurs exigent des projets européens qu'ils se délocalisent, par exemple aux États-Unis : c'est le témoignage de Luc Mathis. La fuite des cerveaux est ainsi renforcée par l'absence de débouchés, en dehors de la recherche académique, pour les étudiants en biotechnologies végétales. Nombreux sont les participants à l'audition qui déplorent cet état de fait.

Mais d'autres acteurs comme Bernard Rolland et la Confédération paysanne rétorquent que l'Europe aurait tout intérêt à ne pas s'engager dans cette voie et à parfaire son excellence dans les techniques de sélection non-NBT, pour envisager au mieux la transition agroécologique. En effet, malgré l'absence de développement des OGM en Europe, les semenciers européens se sont maintenus à un haut niveau de compétence : la France est toujours le 1er exportateur mondial de semences, d'après Valérie Mazza.

Traditionnellement, l'Opecst encourage le développement des recherches, tant qu'elles ne comportent pas de risques, ainsi que l'épanouissement des jeunes chercheurs et chercheuses ; sur la modification ciblée du génome, qui est un thème pleinement d'actualité, à la croisée entre recherche médicale, recherche agricole et potentiellement agroécologie, il semble important de ne pas obérer la recherche. C'est pourquoi les discussions sur les protocoles d'expérimentation doivent pouvoir reprendre, dans l'esprit transpartisan qui était le leur au sein du HCB, impliquant toutes les parties prenantes. Il convient de découpler la recherche en la matière des possibles cultures à visée commerciale.

Le ressenti de la population française vis-à-vis de ces techniques

Daniel Boy, sociologue, a expliqué que la perception des technologies de modification génétique en France est particulière du fait d'une défiance envers les sciences légèrement supérieures à celle que l'on trouve chez nos voisins européens, et surtout d'une grande défiance dans la capacité des autorités nationales à assurer la sécurité sanitaire de l'alimentation.

Les sociologues sont revenus sur le fait que la construction de la balance bénéfice/risque associée à une technologie est propre à chaque individu et liée aux émotions, et qu'aucun bénéfice marquant n'a réellement été démontré pour le consommateur, qu'il s'agisse des OGM ou des quelques variétés issues de NBT commercialisées à ce jour, et ce, même dans les pays où la législation est bien plus souple. Cette absence de bénéfice visible ne permet pas d'établir une balance favorable. Les sociologues s'accordent pour dire que le débat changera de nature le jour où une application bénéfique bien identifiée pour le consommateur sera mise au point.

Ces bénéfices ont déjà été mis en évidence pour la santé humaine, dans le cadre de l'utilisation de la technologie en médecine, comme l'a souligné le sénateur Catherine Procaccia. À ces occasions, la technique a fait preuve de la précision requise pour ces applications. Le député Loïc Prud'homme souligne que cette technique a été utilisée en santé humaine exclusivement pour traiter des pathologies, à aucun moment pour créer de nouvelles lignées d'hominidés, contrairement aux objectifs poursuivis dans le domaine du végétal.

Plusieurs acteurs sont convenus que les OGM, en leur temps, avaient fait l'objet de nombreuses attentes (agriculture plus durable et avantages pour les consommateurs), mais Denis Couvet a observé que ce sont finalement seulement quelques critères qui ont été retenus (tolérance à un herbicide, résistance à un insecte par la production d'une toxine) - n'ayant pas conduit à une baisse de la consommation en herbicides et insecticides - et ce, quasi exclusivement pour quatre espèces de grande culture (soja, blé, maïs, coton), faisant ainsi des OGM l'exemple même d'un manque de diversité, et un modèle d'opportunités ratées. Pour Yves Bertheau, ce constat se résume par le terme « économie de la promesse », dont il prédit qu'il sera aussi valable pour les produits issus des NBT. Cependant, l'UFS et l'Inrae ont vivement contesté s'inscrire dans ce paradigme. Denis Couvet a été d'avis que le risque qu'une nouvelle technique n'ait pas l'effet attendu est toujours présent ; c'est ce qui s'est passé avec la transgénèse, ainsi la question de ce qu'il en sera pour les NBT se pose légitimement. Il serait utile d'expliciter, dans le débat sociétal, les défis que représentent la transition agroécologique et les outils qui sont envisagés pour y répondre et mis en oeuvre pour y parvenir.

En ce qui concerne leur image, les NBT ont l'avantage d'être plus précises que la transgénèse, d'offrir plus de potentialités, et en outre d'être associées au Prix Nobel d'Emmanuelle Charpentier et à des applications bénéfiques en médecine. Mais au vu des interventions qui se sont exprimées, l'opinion publique à leur égard ne changera que s'il émerge dans le domaine végétal une innovation clairement bénéfique pour la santé des citoyens de France ou pour l'environnement.

Débat de société

Le débat sur les NBT est complexe. C'est lui qui a fait voler en éclats le Haut conseil des biotechnologies (HCB). Pourtant, selon Claire Marris, sociologue, il est essentiel de maintenir ce débat, si difficile soit-il.

L'utilisation des techniques de modification ciblée du génome telles que Crispr-Cas9 dans un cadre de recherche, pour l'acquisition de connaissances - mieux comprendre le rôle de gènes, par exemple - n'est pas remise en question. Les acteurs se sont aussi accordés sur le fait que l'évolution du génome est un processus naturel et que les mutations sont le quotidien de tous les organismes, cependant l'intervention directe sur le génome pour améliorer des espèces destinées à être commercialisées divise. Le rejet est illustré par l'utilisation des mêmes techniques de protestation que celles en vigueur au temps des OGM : c'est ainsi que Jean-Yves Le Déaut et Semae ont regretté la perpétuation des fauchages. Inrae a affirmé être dans une logique de preuves de concept de plantes modifiées et non pas de développement pour commercialisation, et ce, dans « un objectif de bien commun » et pour des plantes destinées à « des usages et à des systèmes de production qui s'inscrivent dans une logique de durabilité environnementale, économique et sociale ».

Le débat éthique existe également quant à la nature des techniques génomiques. Ainsi Luc Mathis estime que la perspective de réaliser un changement dans l'ADN qui aurait pu se produire naturellement n'est pas comparable, sur le plan éthique, à l'introduction d'un gène étranger dans le génome de la plante.

De nombreux acteurs, dont Inrae, estiment que les méthodes - sélection classique et NBT - ne doivent pas être opposées mais qu'elles doivent toutes être utilisées en bonne intelligence, dans un même objectif : réussir la transition agroécologique. Pour l'Inrae comme pour l'UFS, il ne serait pas plus acceptable de s'interdire de rechercher des solutions dans ces directions, dans le sens où la société se priverait potentiellement de solutions intéressantes. Pour l'Inrae, cela s'inscrit dans sa mission de recherche publique. Certains ont estimé que le retard pris par la recherche et la R&D européenne était dommageable, la Chine et les États-Unis étant bien plus avancés dans ce domaine.

Néanmoins, d'après Bernadette Bensaude-Vincent, « la technique n'est pas neutre. Elle véhicule toujours des valeurs de la communauté qui la porte ». Ainsi, utiliser cette technique rentre en contradiction avec les valeurs des tenants d'une « version forte » de l'agroécologie, qui suppose d'« agir et faire avec la nature ». Jean-Yves Le Déaut a déploré que le dialogue soit rendu difficile par des positions idéologiques.

Le débat sur l'étiquetage est lié à la conception de l'agroécologie. Pour les uns, des produits identiques doivent être étiquetés à l'identique. Mais selon la Confédération paysanne, le consommateur et l'agriculteur sont en droit de connaître l'origine des variétés qu'ils consomment ou cultivent, et l'usage des techniques qui ont été employées. On peut rapprocher ce débat de celui sur l'affichage des filières « équitables » : ce n'est pas seulement le produit, mais aussi la chaîne socio-économique de production qui est évaluée à travers de tels labels. Semae a signalé que les instances françaises en charge du catalogue des semences font un travail de transparence en décrivant les espèces disponibles, cela pourrait donc être le cas des variétés issues des NBT.

Claire Marris a estimé que la France avait été le moteur dans l'instauration d'un débat sociétal sur les OGM avec la mise en place du HCB. Différents acteurs sont revenus sur les dysfonctionnements au sein de cette instance, mis en lumière par les séries de démissions, notamment au sein de son comité économique, éthique et social. Jean-Christophe Pagès, président par intérim du Haut Conseil, a estimé que c'était la proximité avec les instances gouvernementales et l'enjeu des décisions prises qui ont conduit à ces dysfonctionnements. Il a également constaté que les experts de l'instance n'ont pas toujours les clefs scientifiques pour répondre aux demandes des gouvernants, que leur mandat ne consiste pas à défendre ces techniques à tout prix et qu'il leur est impossible, en tant que scientifiques, de conclure à l'absence totale de risque.

Bruno Ferreira, directeur général de l'alimentation, représentant le ministère de l'agriculture et de l'alimentation, a précisé que c'est cet empêchement de fonctionner qui a conduit le gouvernement à proposer au Parlement de l'autoriser à légiférer par ordonnance pour scinder les fonctions du HCB entre plusieurs instances. L'évaluation des risques sanitaires et environnementaux sera confiée à l'Anses, avec la mission de « consolider l'indépendance et la qualité de l'expertise scientifique mobilisée ». L'Agence assurera également une partie du débat sociétal à travers son comité de dialogue. Le débat sociétal devrait également avoir lieu « dans un espace de débat public permanent qui pourrait être le CESE » ; le ministère espère ainsi « améliorer les conditions du débat public ».

Le gouvernement a fait le choix de l'efficacité en faisant le deuil d'une organisation qui était face à une situation de blocage et en réaffectant ses missions. Pourtant, la disparition du HCB est regrettable, organisme unique en son genre, regroupant toutes les parties prenantes. Le blocage dont il souffrait n'était pas forcément lié à sa composition, mais peut-être à la difficulté intrinsèque d'un débat qui est à la fois scientifique, philosophique, économique, social et doit donc être abordé selon une variété de regards.

Les incertitudes scientifiques qui demeurent conduisent à une méfiance de l'opinion publique. Certains estiment que les NBT devraient être soumises à la même réglementation que la transgenèse, même si ces techniques sont plus récentes. L'Opecst soutient la nécessité d'un débat public évoquant aussi bien la nature des différentes techniques, que leurs usages avérés, pour permettre aux citoyens de prendre position. Comme on l'a vu, ce débat ne sera pas seulement scientifique, mais inclura aussi des aspects économiques, politiques et sociétaux.

La réglementation européenne

La définition d'un OGM dans la directive 2001/18/CE est la suivante : « organisme (...) dont le matériel génétique a été modifié d'une manière qui ne s'effectue pas naturellement ». À cette réglementation s'attache une liste de techniques exemptées de cette réglementation, au motif qu'elles « ont été traditionnellement utilisées pour diverses applications et dont la sécurité est avérée depuis longtemps » 5
(*).

On peut noter dès le début l'ambiguïté de cette définition : veut-elle dire que la technique utilisée pour modifier le génome est une technique artificielle, ou que la modification en elle-même n'aurait pu être obtenue par voies naturelles ? Et dans ce deuxième cas, comment démontrer qu'une modification aurait pu survenir de façon naturelle ? La notion de NBT vient se nicher précisément dans cette ambiguïté.

Rédigée bien avant l'émergence des NBT, précisée dès le départ de façon peu satisfaisante à travers une liste d'exceptions, basée uniquement sur des notions de risques qui ne représentent qu'une facette du débat, cette directive nécessite d'être réévaluée. La réécrire complètement serait la solution la plus ambitieuse. À tout le moins, il est souhaitable que la réglementation puisse évoluer en fonction des techniques, comme l'a recommandé le Science Advice Mechanism 6
(*), ce qui pourrait se traduire par une réévaluation régulière de tout ou partie de la réglementation, comme l'a aussi proposé l'Académie d'agriculture.

À défaut d'une telle révision de la réglementation, des critères pourraient être définis pour orienter les produits issus des NBT dans le cadre de la directive sur les OGM : ce pourrait être soit une exemption à la réglementation, soit une exemption avec des conditions d'évaluations des risques particuliers, soit un assujettissement total de ces produits à la réglementation. En ce sens, l'Association française pour les biotechnologies végétales, par la voix de son président Georges Freyssinet, a proposé de constituer des catégories, selon la proximité du résultat de l'opération avec ce qu'aurait permis un processus de sélection naturel. De façon similaire, Jean-Christophe Pagès a proposé que la réglementation prévoie une évaluation des risques différente, proportionnée, selon la technique envisagée. Une solution de ce type n'apporterait pas forcément de clarté dans le statut juridique.

Jean-Yves Le Déaut et François Desprez ont regretté que la décision d'astreindre les produits issus des NBT à la réglementation 2001/18/CE soit fondée sur des bases juridiques établies avant que ces techniques n'émergent et qu'elle ait été prise par des magistrats ; pour eux, des scientifiques auraient fait une meilleure distinction entre produits issus des techniques NBT et de la transgénèse. Les techniques de modification ciblée du génome étant bien plus précises dans leurs effets que les techniques qui bénéficient d'un recul jugé suffisant pour être exemptées de la directive, ces acteurs ont estimé que le risque qui serait pris aujourd'hui en les exemptant elles aussi serait bien moindre que celui qui a été pris lorsqu'il a été décidé que la mutagenèse aléatoire n'y serait pas soumise.

De façon similaire, il y a une incompréhension des scientifiques sur la décision du Conseil d'État de ne pas exempter la mutagenèse aléatoire in vitro de la réglementation 2001/18/CE, car celle-ci n'est, dans son résultat, pas distinguable de la mutagenèse réalisée in vivo. La Commission européenne a d'ailleurs signalé à la France l'incompatibilité juridique de cette décision avec la réglementation européenne.

Luc Mathis, familier de la réglementation en vigueur aux États-Unis, a fait part de l'intérêt porté par ce pays pour les variétés issues des NBT ne consistant pas en l'import d'un gène. Il a été signalé que de nombreux autres pays adoptent une législation favorable au développement des NBT, notamment sur le continent américain, mais aussi en Afrique.

Jean-Yves Le Déaut a constaté que la réglementation consiste en une interdiction de fait et est responsable du retard européen en matière de NBT et de la fuite des cerveaux ; il a parlé d'« enlisement réglementaire » et d'« immobilisme », dont il faut sortir. Il fait porter la responsabilité de cette interdiction de fait sur les contraintes assorties à la réglementation, et la nécessité de mener un grand nombre d'études, comme Bruno Ferreira l'a rappelé. Jean-Yves Le Déaut et l'UFS ont indiqué que ces contraintes favorisent en effet les grands semenciers et les semences de grande culture (soja, maïs, blé, coton), les seuls à pouvoir supporter le coût de telles demandes. Mais Yves Bertheau s'est inscrit en faux : selon lui, ces coûts sont surestimés par les semenciers.

Pour Semae, la décision de la CJUE va à rebours du progrès scientifique et la réglementation de 2001 « ne permet aucune flexibilité pour tenir compte de l'évolution des techniques ». Les semenciers attendaient avec la plus grande attention l'étude de la Commission européenne sur les NBT, dont les conclusions ont été rendues fin avril. Pour Semae, la réglementation 2001/18/CE n'est pas adaptée aux produits issus de ces techniques, ce avec quoi le ministère s'est montré en accord. Ce dernier a indiqué vouloir « s'assurer que la réglementation continue à garantir un haut niveau de protection de la santé de l'environnement, tout en évitant des contraintes disproportionnées qui pénaliseraient inutilement les entreprises européennes » et permettre l'innovation en sélection végétale en poursuivant un « objectif de sécurité sanitaire et environnementale, et au service d'une agriculture plus durable ».

En l'absence de visibilité sur le devenir de la réglementation, et parce que celle-ci orientera le développement effectif de ces variétés et donc le modèle économique, Jean-Christophe Pagès a fait part de la difficulté rencontrée au sein du HCB pour conclure sur les aspects socio-économiques.

Plusieurs acteurs ont estimé que l'évaluation du risque ne devait pas être liée à la technique, mais bien au produit, puisqu'une même technique permet de faire des choses très différentes. Cette nécessité peut être comprise à la lumière de l'exemple des variétés résistantes aux herbicides, qui peuvent être obtenues à partir de techniques de sélection non soumises à la directive 2001/18/CE, de transgénèse ou de NBT. Si ces variétés font l'objet de critiques (justifiées), c'est bien parce qu'elles sont couplées à un usage important d'herbicides et conduisent à l'appauvrissement des sols et l'apparition de résistances ; et cela est indépendant de la technique qui les a engendrés.

Jérôme Enjalbert a estimé que l'évaluation des risques devrait être renforcée pour ces techniques, sur la base d'une évaluation systémique. Cette conclusion pourrait être étendue aux variétés issues de NBT : puisque ce sont plutôt les caractéristiques de la variété, ainsi que l'usage qui en est fait, qui représentent éventuellement un risque.

Bruno Ferreira a indiqué que le gouvernement entend légiférer par ordonnance pour encadrer l'utilisation des espèces rendues tolérantes aux herbicides. Néanmoins, cette prise en compte dans la législation intervient une nouvelle fois après coup, ces variétés étant déjà commercialisées en France. En accord avec les recommandations du précédent rapport de l'Opecst sur la modification ciblée du génome, la réglementation, si elle était entièrement refondée, devrait permettre d'appliquer un nouveau cadre d'évaluation dès que les propriétés d'une nouvelle variété le nécessitent, que cette variété soit issue de sélection classique, de techniques OGM actuellement exemptées de la réglementation ou de techniques NBT.

Quel que soit le cadre légal et réglementaire à venir, il faudra se souvenir que l'évaluation des risques doit comprendre les effets sanitaires mais aussi les effets environnementaux liés aux pratiques : comme l'illustre l'exemple des variétés tolérantes aux herbicides, c'est une évaluation systémique, basée sur le produit, ses caractéristiques et son utilisation dans le paysage agricole qui importe. Il faudra également se souvenir que le débat sur l'étiquetage peut porter sur le produit ou sur le processus de transformation qui a abouti à lui, et cela est un choix éminemment politique lié à des questions de société.

L'étude publiée par la Commission européenne le 29 avril 2021, un peu plus d'un mois après les débats organisés par l'Office, conclut que la réglementation actuelle n'est pas adaptée aux nouvelles techniques génomiques et leurs produits, et qu'elle doit être actualisée au regard des progrès scientifiques et technologiques. La Commission ouvre notamment la possibilité d'une réglementation allégée pour les produits issus de NBT dont le profil de risque est similaire à celui de variétés qui auraient pu être obtenues par des techniques de sélection classique.

Synthèse des recommandations

1. L'Opecst soutient la nécessité de ne pas obérer la recherche et de garantir la possibilité de continuer à étudier les NBT, dans un objectif d'intérêt public. Les connaissances scientifiques devraient progresser sur la question de la détectabilité ainsi que sur la possibilité d'une coexistence entre cultures NBT et non-NBT.

L'Opecst réaffirme son attachement à l'existence d'un débat public transpartisan examinant les nombreux aspects du sujet - scientifique, économique, politique, sociétal - en considérant les usages avérés des produits issus de ces techniques. L'Opecst constate que les applications aux bénéfices concrets pour les consommateurs ou aux avantages agronomiques utiles pour la transition agroécologique manquent encore, et que leur apparition permettra aux consommateurs de mieux apprécier l'intérêt de cette technique.

2. L'Opecst souhaite que les conditions d'expérimentation en plein champ soient révisées de manière transpartisane afin qu'elles garantissent à la fois la non-dissémination de plantes issues des NBT et la possibilité d'expérimenter dans des conditions semblables aux conditions réelles de culture, sans craindre une destruction des cultures.

3. L'Opecst insiste sur la nécessité de réévaluer la directive 2001/18/CE, et souhaite qu'elle soit repensée de manière à ce que l'évaluation du risque nécessaire à l'autorisation d'un produit issu de modification du génome soit fondée sur le produit de cette modification et non sur la technique utilisée, comme il le préconisait déjà dans son rapport de 2017. À tout le moins, la directive doit pouvoir évoluer en fonction des techniques. L'Opecst propose de réaliser une réévaluation régulière de la traduction nationale de la directive, tous les cinq ans, cette réévaluation devant avoir un volet de débat public.

4. L'Opecst rappelle que l'évaluation des risques doit comprendre les effets sanitaires mais aussi les effets environnementaux liés aux pratiques. Une évaluation systémique, basée sur le produit, ses caractéristiques et son utilisation dans le paysage agricole est nécessaire et ce, que le produit soit issu d'une technique de modification du génome ou non.

5. Le rapporteur Loïc Prud'homme souhaite que soit imposé le principe d'un étiquetage transparent prenant en compte la nature des procédés utilisés et pas seulement la nature des produits, dont les modalités seront à définir. Le rapporteur Catherine Procaccia souhaite que l'étiquetage reflète les qualités du produit et non son processus d'obtention ; elle estime, en tout état de cause, que la question de l'étiquetage est prématurée.

6. L'Opecst estime nécessaire de préserver le modèle du Certificat d'obtention végétale pour donner la priorité à la recherche et l'intérêt public.

7. L'Opecst souhaite que le gouvernement prenne rapidement position sur la question de l'application de la décision de la CJUE, puisqu'il y a désaccord entre son interprétation par la Commission et le Conseil d'État français.

Les travaux complets de l'office sur ce sujet sont à lire à la source ci-dessous

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22 janvier 2022

Nouveau rapport du Sénat français sur la francophonie | Le monde en français

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"Les plantes ont évolué vers la complexité en deux temps au cours de l'évolution, avec une interruption de 250 millions d'années" par Sciencedaily

Science Daily — 2021-09-24T06:25:52Z

ISIAS Biologie Evolution

Les plantes ont évolué vers la complexité en deux temps au cours de l'évolution, avec une interruption de 250 millions d'années

Compléments sur l'Histoire évolutive des végétaux terrestres

Traduction du 22 septembre 2021- avec ajout de compléments sur l'Histoire évolutive des végétaux terrestres - par Jacques Hallard, d'un article diffusé le 16 septembre 2021 par ‘sciencedaily.com' sous le titre « Plants evolved complexity in two bursts » et qui est disponible sur ce site : https://www.sciencedaily.com/releases/2021/09/210916142851.htm

Source de l'information : ‘Stanford University' – [D'après Wikipédia, « Université Stanford - La Leland Stanford Junior University, plus connue sous le nom d'université Stanford, est une université américaine privée, située au cœur de la Silicon Valley au sud de San Francisco, séparée de Palo Alto par l'avenue El Camino Real. Elle a notamment participé à l'élaboration d'Internet. Elle tire son nom du fils de ses fondateurs, Leland et Jane Stanford : Leland Stanford Junior. Leland Stanford était un homme d'affaires et homme politique américain du XIXe siècle. Sa devise est « Die Luft der Freiheit weht », qui peut être traduite de l'allemand par « Le vent de la liberté souffle »2. Parmi ses professeurs et chercheurs, on compte 20 prix Nobel en 20151. Dans le domaine sportif, le Cardinal de Stanford défend les couleurs de l'université Stanford. Comme professeurs francophones célèbres, on compte notamment Michel Serres (1930-2019), membre de l'Académie française, qui a pris la suite de René Girard (professeur émérite) à son décès en 2015. Elle est classée parmi les meilleures universités au monde. Pour 2019, le classement mondial des universités QS (QS World University Rankings) place Stanford à la 2e place, pour la troisième année consécutive derrière le MIT et devant Harvard. En 2015, Stanford est devenue l'université la plus sélective des États-Unis, devant Harvard, avec 5 % seulement d'admis…. » - Source ].

Résumé - Une nouvelle méthode de quantification de l'évolution des plantes révèle qu'après l'apparition des premières plantes à graines, la complexité s'est arrêtée pendant 250 millions d'années, jusqu'à la diversification de la biologie florale des plantes, il y a environ 100 millions d'années.

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African lily (stock image). Credit : © ananaline / stock.adobe.com

Une étude menée par ‘Stanford University' révèle qu'au lieu d'évoluer progressivement sur des centaines de millions d'années, les plantes terrestres ont connu une diversification majeure en deux vagues spectaculaires, à 250 millions d'années d'intervalle. La première s'est produite au début de l'histoire des plantes, donnant lieu au développement des graines pour la propagation des végétaux, et la seconde a eu lieu dans une phase ultérieure, menant à la diversification des plantes à fleurs.

La recherche utilise une métrique nouvelle mais simple, pour classer la complexité des plantes en fonction de la disposition et du nombre de pièces de base dans leurs structures reproductives. Alors que les scientifiques supposent depuis longtemps que les plantes sont devenues plus complexes avec l'apparition des graines et des fleurs, les nouveaux résultats, publiés le 17 septembre 2021 dans la revue ‘Science', permettent de mieux comprendre le moment et l'ampleur de ces changements.

'Le plus surprenant est cette sorte de stase, ce plateau de complexité après l'évolution initiale des graines, puis le changement total qui s'est produit lorsque les plantes à fleurs ont commencé à se diversifier', a déclaré l'auteur principal de l'étude, Andrew Leslie, professeur adjoint de sciences géologiques à l'école des sciences de la terre, de l'énergie et de l'environnement de Stanford (‘Stanford Earth'). 'Les structures reproductives semblent différentes dans toutes ces plantes, mais elles ont toutes à peu près le même nombre de pièces pendant cette stase'.

Une comparaison inhabituelle

Les plantes à fleurs sont plus diverses que tous les autres groupes de végétaux, produisant des couleurs, des odeurs et des formes qui nourrissent les animaux et ravissent les sens chez les êtres vivants. Elles sont également complexes : les pétales, les anthères et les pistils s'entrelacent selon des arrangements précis, pour attirer les insectes pollinisateurs et les inciter à répandre le pollen d'une fleur à l'autre.

En raison de cette complexité, il est difficile pour les scientifiques de comparer les plantes à fleurs à des végétaux dont le système reproductif est plus simple, comme les fougères ou certains conifères. Par conséquent, les botanistes se sont longtemps concentrés sur les caractéristiques des groupes familiaux et étudient généralement l'évolution des plantes dépourvues de fleurs, séparément de celle de leurs parents à fleurs qui sont plus complexes.

Leslie et ses co-auteurs ont surmonté ces différences en concevant un système qui classe le nombre de différents types de parties dans les structures reproductives, sur la base de la seule observation. Chaque espèce a été notée en fonction du nombre de types de parties qu'elle possède et de la mesure dans laquelle elle présente un regroupement de ces parties. Les chercheurs ont classé environ 1.300 espèces de plantes terrestres, depuis environ 420 millions d'années jusqu'à aujourd'hui.

'Cela nous donne une idée assez simple de l'évolution de la reproduction des plantes en termes de forme et de fonction : 'Plus les plantes ont de fonctions distinctes et plus elles sont spécifiques, plus elles ont de pièces florales', a déclaré Leslie. 'C'est un moyen utile de penser aux changements à grande échelle qui englobent l'ensemble de l'histoire de toutes les plantes'.

[[Pour revoir une échelle simplifiée des temps géologiques simplifiée, > voir ce site ].->https://www.miguasha.ca/mig-fr/la_notion_de_temps_en_geologie.php]

Les tableau des temps géologiques

Des arbustes aux fleurs

Lorsque les plantes terrestres ont commencé à se diversifier au début du Dévonien, il y a environ 420 à 360 millions d'années, la Terre était un monde plus chaud, dépourvu d'arbres ou d'animaux vertébrés terrestres. Des arachnides, comme les scorpions, et les acariens parcouraient la terre parmi des plantes courtes et éparses, et l'organisme terrestre le plus haut était un champignon de 6 mètres qui ressemblait à un tronc d'arbre. Après le Dévonien, d'énormes changements se sont produits dans le règne animal : les animaux terrestres ont évolué vers des corps de grande taille et des régimes alimentaires plus variés, les insectes se sont diversifiés, les dinosaures sont apparus - mais les plantes n'ont pas connu de changement majeur dans la complexité de leur reproduction avant de développer des systèmes floraux particuliers.

'La pollinisation par les insectes et la dispersion des graines par les animaux sont peut-être apparues il y a 300 millions d'années déjà, mais ce n'est qu'au cours des 100 derniers millions d'années que ces interactions, vraiment complexes avec les pollinisateurs, sont à l'origine de la très grande complexité des plantes à fleurs', explique Leslie. 'Il y a eu une si longue période pendant laquelle les plantes auraient pu interagir avec les insectes de la manière dont les plantes à fleurs le font maintenant, mais elles ne l'ont pas fait avec le même degré de complexité'.

[Voir également cette note : Les fleurs seraient bien plus anciennes qu'on le pensait ! - Jusqu'à il y a peu, les paléontologues estimaient l'apparition des premières fleurs il y a 130 millions d'années. La Nanjinganthus dendrostyla, une plante dont l'âge est estimée à 174 millions d'années, change la donne !... » – L'article complet à lire ici ].

Au Crétacé supérieur, il y a environ 100 à 66 millions d'années, la Terre ressemblait davantage à la planète que nous connaissons aujourd'hui - un peu comme le parc national de Yosémite aux Etats-Unis [(en anglais : Yosemite National Park ; prononcé en API : /j o ʊ .ˈ s ɛ .m ə .t i/) est un parc national américain, situé dans les montagnes de Sierra Nevada, dans l'est de l'État de Californie. Avec une superficie totale de 3.081 km2, il est le troisième plus grand parc national de Californie après ceux de la vallée de la Mort et de Joshua Tree 2. Classé parc national le 1er octobre 18903, Yosemite est le deuxième plus ancien de l'histoire des États-Unis, après celui de Yellowstone….], mais sans les arbres et les buissons à fleurs. La deuxième vague de complexité a été plus spectaculaire que la première, soulignant la nature unique des plantes à fleurs, selon M. Leslie. Cette période a donné naissance à des plantes comme la passiflore, qui peut avoir 20 types de parties florales différentes, soit plus du double de ce que l'on trouve chez les plantes de disposant pas de fleurs.

Les chercheurs ont classé 472 espèces vivantes, dont une partie a été réalisée par Leslie sur le campus de l'université de Stanford et dans ses environs, en démontant simplement des plantes locales et en comptant leurs organes reproducteurs. L'analyse porte sur les plantes terrestres vasculaires - tout sauf les mousses et quelques plantes primitives dépourvues de tissu de soutien pour conduire l'eau et les sels minéraux.

'L'une des choses que nous avançons dans cet article est que cette classification reflète simplement leur diversité fonctionnelle', a déclaré Leslie. 'Ils ont essentiellement divisé leur travail afin d'être plus efficaces pour faire ce qu'ils avaient à faire'.

Parmi les co-auteurs de l'étude figurent Carl Simpson, du Musée d'histoire naturelle de l'Université du Colorado, et Luke Mander, de l'Open University.

Source du matériel d'information : documents par l'Université de Stanford. L'original a été écrit par Danielle Torrent Tucker. Note : Le contenu peut être modifié pour des raisons de style et de longueur.

Référence e la revue : Andrew B. Leslie, Carl Simpson, Luke Mander. Reproductive innovations and pulsed rise in plant complexity. Science, 2021 ; 373 (6561) : 1368 DOI : 10.1126/science.abi6984

Citer cette page : MLA APA Chicago - Stanford University. 'Plants evolved complexity in two bursts — with a 250-million-year hiatus.' ScienceDaily. ScienceDaily, 16 September 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/...> .

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Narcissists Don' ;t Hunt for Partners Who Are Already Taken—But It Doesn' ;t Stop Them — Relationships & ; Technology Lab

Source : https://www.sciencedaily.com/releases/2021/09/210916142851.htm

Arbre phylogénétique des plantes terrestres indiquant la taille du génome dans les principales familles1.

Annexe

Introduction à l'Histoire évolutive des végétaux selon Wikipédia

L'histoire évolutive des végétaux est un processus de complexification croissante, depuis les premières algues, en passant par les bryophytes, les lycopodes et les fougères, jusqu'aux complexes gymnospermes et angiospermes actuels. Bien que les végétaux plus primitifs continuent de prospérer, particulièrement dans leur milieu d'origine, chaque nouveau degré d'organisation évolue et développe de nouvelles capacités qui lui permettent de mieux s'adapter à de nouveaux milieux.

Tout porte à penser que les algues (d'abord monocellulaires, puis pluricellulaires) sont apparues en milieu aquatique il y a au moins 1,2 milliard d'années. La symbiose entre des bactéries photosynthétiques (cyanobactéries) et des eucaryotes (biflagellés) semble être à l'origine des algues vertes, apparues pendant l'Ordovicien, il y a près de 500 millions d'années, et produisant de la chlorophylle a et b. C'est à l'Ordovicien supérieur que les végétaux partent à la conquête des terres, donnant naissance aux premières plantes terrestres. Celles-ci ont commencé à se diversifier à la fin du Silurien, il y a environ 420 millions d'années, et les résultats de cette diversification sont visibles en détail dans un fossile du début du Dévonien connu sous le nom de flore de Rhynie.

Vers le milieu du Dévonien, la plupart des caractéristiques connues des plantes actuelles sont déjà présentes, y compris les racines, les feuilles et certains tissus secondaires tels que le bois. Les premières graines apparaissent à la fin du Dévonien. À cette époque, les plantes avaient déjà atteint un degré de complexité qui leur permettait de former des forêts de grands arbres.

L'innovation par évolution continue après le Dévonien. La plupart des groupes de végétaux ont été relativement épargnés par les extinctions Permo-Triassique, bien que les structures des communautés aient changé. Ceci a peut-être contribué à l'évolution des plantes à fleurs au Trias (il y a environ 200 millions d'années), ce groupe s'étant fortement diversifié au Crétacé et au Tertiaire. L'évolution la plus récente est celle des graminées, groupe qui est devenu important au milieu du Tertiaire, il y a environ 40 millions d'années. Les graminées, comme de nombreux autres groupes, ont créé de nouveaux mécanismes métaboliques pour survivre au taux relativement faible de CO 2 ainsi qu'aux conditions sèches et chaudes des régions tropicales au cours des 10 derniers millions d'années.

Arbre de parenté des végétaux :

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8a/Phylog%C3%A9nie_v%C3%A9g%C3%A9tale.png/220px-Phylog%C3%A9nie_v%C3%A9g%C3%A9tale.png

Source de l'article complet : https://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_%C3%A9volutive_des_v%C3%A9g%C3%A9taux

La longue histoire des végétaux terrestres – Voir aussi sur ce site : http://www.evolution-biologique.org/histoire-de-la-vie/conquete-des-continents/histoire-des-v%C3%A9g%C3%A9taux-terrestres.html

L'histoire de l'évolution des plantes en 6 étapes ... et petit guide de l'histoire de l'évolution - Voir également le document très illustré sur ce site : https://www.ville-ge.ch/cjb/accueil_jeux/pdf_jeux/evolution.pdf

Traduction, [compléments] et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 23/09/2021

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Fichier : ISIAS Biologie Evolution Histoire évolutive des végétaux terrestres.3.docx

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"La photosynthèse pourrait être aussi vieille que la vie elle-même" par ScienceDaily

Science Daily — 2021-04-16T16:22:12Z

ISIAS Biologie

La photosynthèse pourrait être aussi vieille que la vie elle-même

Traduction du 14 avril 2021, avec ajouts de compléments sur la photosynthèse ,
l'horloge biologique et l'é volution dirigée (ED) par Jacques Hallard d'un article publié le 24 mars 2021 par ScienceDaily sous le titre « Photosynthesis could be as old as life itself » et accessible sur ce site : https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210324142839.htm

Source de l'information : Imperial College London

Cyanobactéries [ou algues bleues] (image d'archive). Crédit : © RomanenkoAlexey / stock.adobe.com

Résumé :

Des chercheurs ont découvert que les premières bactéries possédaient les outils nécessaires pour effectuer une étape cruciale de la photosynthèse, ce qui modifie la façon dont nous pensons que la vie a évolué sur Terre.

Texte complet

Cette découverte remet également en question les attentes concernant l'évolution de la vie sur d'autres planètes. L'évolution de la photosynthèse, qui produit de l'oxygène, est considérée comme le facteur clé de l'émergence éventuelle d'une vie complexe. On pensait que cette évolution aurait pris plusieurs milliards d'années, mais si en fait la vie la plus ancienne pouvait le faire, alors d'autres planètes pourraient avoir développé une vie complexe bien plus tôt que prévu.

L'équipe de recherche, dirigée par des scientifiques de l'Imperial College de Londres, a retracé l'évolution des protéines clés nécessaires à la photosynthèse jusqu'à l'origine possible de la vie bactérienne sur Terre. Leurs résultats sont publiés et librement accessibles dans ‘BBA – Bioenergetics'.

Le chercheur principal, le Dr Tanai Cardona, du département des sciences de la vie de l'Impérial Collège a déclaré : 'Nous avions déjà montré que l'évolution biologique des protéines de la photosynthèse n'était pas un problème : nous avions déjà montré que le système biologique de production d'oxygène, connu sous le nom de Photosystème II, était extrêmement ancien, mais jusqu'à présent, nous n'avions pas été en mesure de le placer sur la ligne du temps de l'histoire du vivant en général. Nous savons maintenant que le Photosystème II présente des schémas d'évolution qui ne sont généralement attribués qu'aux plus anciennes enzymes connues, qui ont été cruciales pour l'évolution de la vie elle-même'.

[D'après Wikipédia, « Le photosystème II (PSII) est une oxydoréductase qui catalyse la réaction :

2 H 2 O + 2 plastoquinone + 4 hν

⇌ \displaystyle \rightleftharpoons ⇌ \displaystyle \rightleftharpoons O 2 + 2 plastoquinol.

Ce complexe enzymatique est le premier à intervenir dans les réactions de la photosynthèse dépendantes de la lumière. On le trouve dans la membrane des thylakoïdes chez les cyanobactéries et dans les chloroplastes des plantes et des algues. Il absorbe des photons dont l'énergie excite des électrons qui sont ensuite transférés à travers tout un ensemble de coenzymes et de cofacteurs jusqu'à une plastoquinone réduite en plastoquinol :

Dans la photophosphorylation non cyclique, ces électrons sont remplacés par oxydation de molécules d'eau du lumen des thylakoïdes, ce qui a pour effet de libérer de l'oxygène O2 et des protons H+. Le photosystème II fournit ainsi les électrons pour toutes les réactions de photosynthèse et contribue à former un gradient de concentration de protons autour de la membrane des thylakoïdes en favorisant l'acidification du lumen de ces sous-organites. Les électrons à haut potentiel transférés à la plastoquinone sont utilisés en dernier ressort par le photosystème I pour réduire le NADP + en NADPH.

Dans la photophosphorylation cyclique, ces électrons sont excités dans le photosystème I puis circulent à travers la ferrédoxine, le complexe cytochrome b 6 f et la plastocyanine avant de retourner dans le photosystème I…. » Article complet à lire sur ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/Photosyst%C3%A8me_II ].
Suite de l'article traduit

La photosynthèse, qui convertit la lumière du soleil en énergie, peut se présenter sous deux formes : l'une qui produit de l'oxygène, l'autre non. On suppose généralement que la forme produisant de l'oxygène a évolué plus tard, notamment avec l'apparition des cyanobactéries, ou algues bleues, il y a environ 2,5 milliards d'années.

Bien que certaines recherches aient suggéré que des poches de photosynthèse productrice d'oxygène aient pu exister avant cela, elle était toujours considérée comme une innovation qui a pris au moins deux milliards d'années pour évoluer sur la Terre au cours de son évolution.

La nouvelle étude révèle que des enzymes capables d'effectuer le processus clé de la photosynthèse oxygénique - la division de l'eau en hydrogène et en oxygène - auraient pu être présentes dans certaines des premières bactéries. Les premières traces de vie sur Terre datent de plus de 3,4 milliards d'années et certaines études ont suggéré que la vie la plus ancienne pourrait bien avoir plus de 4 milliards d'années.

Tout comme l'évolution de l'œil, la première version de la photosynthèse oxygénique a pu être très simple et inefficace ; comme les premiers yeux ne détectaient que la lumière, la première photosynthèse a pu être très inefficace et lente.

Sur Terre, il a fallu plus d'un milliard d'années aux bactéries pour perfectionner le processus conduisant à l'évolution des cyanobactéries, et deux milliards d'années supplémentaires pour que les animaux et les plantes conquièrent la terre. Cependant, le fait que la production d'oxygène ait été présente si tôt signifie que dans d'autres environnements, comme sur d'autres planètes, la transition vers une vie complexe aurait pu prendre beaucoup moins de temps.

L'équipe a fait sa découverte en suivant l''horloge moléculaire' des protéines clés de la photosynthèse qui sont responsables de la division moléculaire de l'eau. Cette méthode permet d'estimer le taux d'évolution des protéines en examinant le temps écoulé entre des moments évolutifs connus, tels que l'émergence de différents groupes de cyanobactéries ou de plantes terrestres, qui portent aujourd'hui une version de ces protéines. Le taux d'évolution calculé est ensuite repoussé dans le temps, pour voir quand les protéines ont évolué pour la première fois.

Les chercheurs ont comparé le taux d'évolution de ces protéines de la photosynthèse à celui d'autres protéines clés dans l'évolution de la vie, notamment celles qui forment les molécules de stockage de l'énergie dans le corps et celles qui traduisent les séquences d'ADN en ARN, dont on pense qu'elles sont apparues avant l'ancêtre de toute vie cellulaire sur la Terre. Ils ont également comparé ce taux aux événements connus pour s'être produits plus récemment, lorsque la vie était déjà variée et que les cyanobactéries étaient apparues.

Les protéines de photosynthèse présentaient des schémas d'évolution presque identiques à ceux des enzymes les plus anciennes, remontant très loin dans le temps, ce qui suggère qu'elles ont évolué de manière similaire.

Le premier auteur de l'étude, Thomas Oliver, du département des sciences de la vie de l'Imperial College, a déclaré : 'Nous avons utilisé une technique qui permet d'obtenir des informations sur l'évolution de la photosynthèse : 'Nous avons utilisé une technique appelée 'Ancestral Sequence Reconstruction' pour prédire les séquences protéiques des protéines photosynthétiques ancestrales. Ces séquences nous donnent des informations sur la façon dont le photosystème II ancestral aurait fonctionné et nous avons pu montrer que bon nombre des composants clés nécessaires à l'évolution de l'oxygène dans le photosystème II peuvent être retracés jusqu'aux premières étapes de l'évolution de l'enzyme.'

Savoir comment ces protéines clés de la photosynthèse évoluent n'est pas seulement pertinent pour la recherche de la vie sur d'autres planètes, mais pourrait aussi aider les chercheurs à trouver des stratégies pour utiliser la photosynthèse de manière nouvelle par le biais de la biologie synthétique.

[D'après Wikipédia, « Biologie de synthèse - La biologie de synthèse, ou biologie synthétique, est un domaine scientifique et biotechnologique émergeant qui combine biologie et principes d'ingénierie, dans le but de concevoir et construire (« synthétiser ») de nouveaux systèmes et fonctions biologiques, avec des applications notamment développées par les secteurs agro-pharmaceutique, chimique, agricole et énergétique….- Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Biologie_de_synth%C3%A8se

Un point de vue : L'ABC de la biologie de synthèse 17.06.2015, par François Képès – « La biologie de synthèse passionne et intrigue, tant pour les avancées qu'elle atteste dans la connaissance du vivant que pour les applications industrielles qu'elle promet. Le biologiste François Képès nous présente cette discipline en plein essor…. Objet de curiosité – et de controverse – médiatique depuis le milieu des années 2000, la biologie de synthèse est un domaine émergent dont l'ambition est d'élaborer de nouveaux systèmes inspirés des circuits métaboliques naturels. Elle combine ainsi la biologie avec les principes de l'ingénierie, cela afin de concevoir rationnellement et de construire, à l'instar de l'électronique, des circuits biochimiques à partir de composants standardisés et interchangeables… - Suite > – A découvrir sur ce site : https://lejournal.cnrs.fr/billets/labc-de-la-biologie-de-synthese >

Voir aussi deux articles postés sur le site ISIAS :

'Pourquoi faudrait-il avoir peur de la biologie synthétique ?' par le Dr Mae-Wan Ho ; mardi 26 février 2013 par Ho Dr Mae-Wan - français

'Vie synthétique ? Danger d'une percée technologique sans limitations' par le Dr. Mae-Wan Ho ; mercredi 27 juillet 2011 par Ho Dr Mae-Wan - français

Biologie de synthèse - Louis Ujeda. Etude philosophique de la biologie de synthèse : pour une analyse de la complexité des biotechnologies en société. Philosophie. Université Paris-Est, 2016. Français. NNT : 2016PESC0040 tel-01738544

RÉSUMÉ - La biologie de synthèse (BS) est une discipline scientifique qui se propose d'être à la biologie ce que la chimie synthétique est à la chimie analytique. La BS adopte des approches de l'ingénierie et vise à élaborer des systèmes biologiques fonctionnels réalisant des tâches techniques. Elle peut donc être qualifiée de technoscience, au sens où la technique est pour elle un débouché de ses recherches mais également une condition de ses découvertes. La BS ne se laisse cependant pas réduire à sa dimension intentionnelle. Elle est une discipline complexe, tant quant à son épistémologie qu'à son ontologie. Son inscription dans la société n'est pas moins complexe : les technosciences mettent toujours en jeu un grand nombre de dimensions de notre existence collective. Les enjeux éthiques de la BS sont donc majeurs, mais les crispations autour des nouvelles technologies rendent les débats difficiles, les positions se radicalisant entre utopies technophiles et dystopies technophobes. L'objectif de cette étude est de clarifier le contexte éthique, sans le simplifier, et d'apporter des éléments d'analyse des problèmes éthiques de la BS par-delà le simplisme rhétorique et le futurisme, qui minent les débats autour de cette technoscience. Il s'agit donc de se confronter à la complexité de la BS, de sa définition à son épistémologie et son ontologie, en passant par ses dimensions sociales et parle statut des êtres qu'elle produit. Les théories de W.V.O. Quine permettent d'éclairer les aspects épistémologiques et leurs conséquences ontologiques ; la philosophie des processus et des relations de Gilbert Simondon permet quant à elle de décrire la complexité des modes d'existence des êtres biosynthétiques entre contraintes techniques et devenir biologique.

Source : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01738544/document

Biologie de synthèse - Comité consultatif commun d'éthique pour la recherche agronomique – INRA CIRAD

Avis 5 sur la biologie de synthèse - La biologie de synthèse est une nouvelle façon d'étudier le vivant, à un moment où le réductionnisme de la biologie moléculaire rencontre ses limites pour en appréhender la nature. Elle désigne un champ de recherches en biologie que l'on peut définir comme la conception rationnelle et la construction de nouveaux composants, dispositifs et systèmes biologiques pourvus de fonctionnalités prédictibles et fiables qui n'existent pas dans la nature, et la réingénierie de systèmes biologiques existant naturellement, à des fins de recherche fondamentale et d'applications. La biologie de synthèse fait ainsi passer la biologie d'une science descriptive à une ingénierie et fait resurgir la question du naturel et de l'artificiel, de leur distinction ou de leur confusion. Les questions éthiques portent non seulement sur le rapport aux objets naturels et artificiels et sur la validité même de cette distinction, mais aussi sur le projet d'une simplification du vivant et de sa sujétion totale à des finalités pratiques, sur les responsabilités des chercheurs, sur la propriété intellectuelle des innovations, sur les risques et les incertitudes, sur la question du rythme et du sens de l'innovation, lorsque toute connaissance acquise se transforme instantanément en capacité d'action sur le monde.

Dossier - À quoi rêve la biologie de synthèse ? - Légitimations et critiques de l'« amélioration du vivant » What is synthetic biology dreaming ? Legitimations and criticisms of the “improvement of life” - Gaëtan Flocco et Mélanie Guyonvarch – Document ‘Socio' 12 Pages 49-72 - https://doi.org/10.4000/socio.4477

Résumés

Français English

La biologie de synthèse est une ingénierie du vivant, qu'il ne s'agit plus seulement de comprendre, mais de concevoir en le « redesignant » grâce à l'association de la génétique et de l'informatique. D'innombrables vertus sont soulignées par ses promoteurs : médecine personnalisée, solutions à la crise écologique, amélioration des capacités des êtres vivants. Or, ces innovations technoscientifiques sont socialement controversées car elles comportent en même temps des risques et des dangers potentiels qui pèsent sur la société présente et future : diffusion d'organismes génétiquement modifiés ; questions éthiques ; brevetabilité et conception réductionniste du vivant ; « bioterrorisme ». Face à ces problèmes cruciaux, de quelles manières les acteurs impliqués dans ce domaine légitiment-ils ces avancées ? À travers une variété de positionnements, ils sont informés des critiques adressées à la biologie de synthèse. En même temps, ils sont convaincus que rien ne peut entraver la « marche du progrès » et, de ce fait, ces critiques sont désamorcées, atténuées ou intégrées, via de multiples registres de justification, procédés rhétoriques contribuant à alimenter l'idéologie techniciste de notre temps.

Source : https://journals.openedition.org/socio/4477

Fin de l'article traduit :

Le Dr Tanai Cardona, qui dirige un tel projet dans le cadre de sa bourse ‘UKRI Future Leaders', voir [Future Leaders Fellowships – UKRI],a déclaré : 'Maintenant que nous avons une bonne idée de la façon dont les protéines de photosynthèse évoluent, en s'adaptant à un monde changeant, nous pouvons utiliser 'l'évolution dirigée' pour apprendre à les modifier afin de produire de nouveaux types de chimie. Nous pourrions développer des photosystèmes capables d'effectuer de nouvelles réactions chimiques complexes, vertes et durables, entièrement alimentées par la lumière.'

[Selon Wikipédia, introduction de l'article sur l' Évolution dirigée (ED)

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/84/DE_cycle.png/500px-DE_cycle.png

Exemple d'évolution dirigée en comparaison à l'évolution naturelle. Le cycle interne indique 3 étapes du cycle d'évolution dirigée avec le processus naturel correspondant imité indiqué entre parenthèses. Le cycle externe montre les étapes d'une expérience typique. Les symboles en rouge vif correspondent aux variants fonctionnels, les symboles en rouge pâle correspondent aux variants avec une fonction réduite.

L'évolution dirigée (ED) est une méthode utilisée en ingénierie des protéines qui imite le processus de sélection naturelle pour 'diriger' l'évolution des protéines ou des acides nucléiques vers un certain objectif défini par l'utilisateur1. Cette méthode consiste à soumettre un gène à des cycles itératifs de mutagénèse (ce qui crée une banque de variants), de sélection (qui permet d'exprimer des variants et d'isoler des membres possédant la fonction que l'on recherche) et d'amplification (ce qui génère un modèle pour le cycle suivant). Elle peut être mise en place in vivo (dans des cellules vivantes), ou in vitro (cellules libres en solution ou dans des microgouttes). L'évolution dirigée est utilisée à la fois en ingénierie des protéines comme alternative à la conception rationnelle des protéines modifiées, ainsi que dans les études des principes évolutifs fondamentaux en environnement contrôlé en laboratoire… » - Source de l'article complet : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89volution_dirig%C3%A9e

Autres lectures sur l'évolution dirigée (ED) :

L'évolution dirigée des protéines https://www.medecinesciences.org › 2019/02 › msc190001 -de P Minard · 2019 · Cité 1 fois — L'évolution dirigée des protéines. Directed evolution of proteins. Philippe Minard*. Institute for Integrative Biology of the Cell (I2BC), CEA, CNRS, Univ. Paris‑Sud ...

Création par évolution dirigée de protéines artificielles en ...https://tel.archives-ouvertes.fr › document –PDF de A Guellouz · 2012 — La toute première protéine qui a été sujette à l'évolution dirigée est une forme de β-galactosidase. A côté de la β-galactosidase classiquement ...

L'évolution dirigée des protéines - Archive ouverte HAL https://hal.archives-ouvertes.fr › document –PDF de P Minard · 2019 · Cité 1 fois — Frances Arnold : l'évolution dirigée des enzymes. L'un des premiers défis que les travaux de Frances Arnold ont relevé a été d'améliorer la ...

L'évolution dirigée des protéines - iPubli-Inserm https://www.ipubli.inserm.fr › bitstream › handle –PDF de P Minard · 2019 · Cité 1 fois — Frances Arnold : l'évolution dirigée des enzymes. L'un des premiers défis que ... Mais l'essentiel de son activité a été consacré à l'évolution dirigée de nouvelles].

Source de l'information pour rédiger cet article traduit : Materials provided by Imperial College London. Original written by Hayley Dunning. Note : Content may be edited for style and length.

Référence de la revue : Thomas Oliver, Patricia Sánchez-Baracaldo, Anthony W. Larkum, A. William Rutherford, Tanai Cardona. Time-resolved comparative molecular evolution of oxygenic photosynthesis. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, 2021 ; 1862 (6) : 148400 DOI : 10.1016/j.bbabio.2021.148400

Pour citer cette page : MLA APA Chicago - Imperial College London. 'Photosynthesis could be as old as life itself.' ScienceDaily. ScienceDaily, 24 March 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/...> .

Articles apparentés :

Experiments Show the Record of Early Life Could Be Full of 'False Positives' Jan. 29, 2021 — For most of Earth's history, life was limited to the microscopic realm, with bacteria occupying nearly every possible niche. Life is generally thought to have evolved in some of the most extreme ...

Making the Oxygen We Breathe, a Photosynthesis Mechanism Exposed - June 11, 2018 — Oxygen photosynthesis has to be the greatest giver of life on Earth, and researchers have cracked yet another part of its complex and efficient chemistry. The more we know about it, the better we may ...

Photosynthesis Originated a Billion Years Earlier Than We Thought, Study Shows - Mar. 6, 2018 — The earliest oxygen-producing microbes may not have been cyanobacteria. Ancient microbes may have been producing oxygen through photosynthesis a billion years earlier than we thought, which means ...

Operation of Ancient Biological Clock Uncovered - Mar. 16, 2017 — The operation of one of the oldest biological clocks in the world has, which is crucial for life on earth as we know it, has now been discovered by scientists. The researchers applied a new ...

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Research News | Epilepsy Action AustraliaEpilepsy Action Australia : :

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Compléments sur la photosynthèse

Résumé de La photosynthèse ( Mécanisme ) - YouTube

Résumé de La photosynthèse (Mécanisme) Vidéo 13:58 - 30 janvier 2020 - world of biology

La photosynthèse est un mécanisme spécifique des plantes vertes. Elle a pour but de créer de l'énergie (sous forme de glucide) à partir de l'énergie lumineuse provenant du soleil. Les organismes qui utilisent le mécanisme de photosynthèse sont autotrophes car ils fabriquent des matières organiques à partir de matières inorganiques. Physiologie des grandes fonctions https://bit.ly/2XmP8jp 1/ #PHYSIOLOGIE_CARDIOVASCULAIRE https://bit.ly/2ZtNAab

Qu'est-ce que la photosynthèse ? Vidéo 2:58 - 04 juillet 2019 - Nat Geo France

Qu'est-ce que la photosynthèse ? La série Cosmos, diffusée tous les dimanches à partir de 17h sur National Geographic. Plus d'informations : http://www.nationalgeographic.fr/ Facebook : https://www.facebook.com/NatGeoFrance/ Instagram : https://www.instagram.com/natgeo_france/ Abonnez-vous à la chaine : https://www.youtube.com/c/NatGeoFrance

Source : https://www.youtube.com/watch?v=ZphvuC3yxck

Photosynthèse et puissance solaire reçue par les feuilles - Enseignement scientifique - 1ère – Vidéo 8:26 - 05 novembre 2020 - Mon cours de SVT

Les organismes chlorophylliens produisent de la matière organique à partir d'énergie lumineuse, d'eau, d'ions minéraux et de dioxyde de carbone, c'est la photosynthèse. Les pigments chlorophylliens des végétaux absorbent une fraction du rayonnement solaire reçue. Le reste est réfléchi ou transmis. La feuille absorbe le rouge et le bleu. Une faible partie de ce rayonnement absorbé est utilisée par la photosynthèse. La majeure partie est perdue sous forme de chaleur et par l'évapotranspiration. Seulement 1 % de l'énergie solaire reçue par la feuille est disponible pour la photosynthèse, c'est-à-dire la production de matière organique contenant de l'énergie chimique, le reste est perdu.

Licence Licence de paternité Creative Commons (réutilisation autorisée)

Source : https://www.youtube.com/watch?v=n3g9qgDWnEE

La Photosynthèse selon l'article de Wikipédia

La photosynthèse végétale consiste à réduire le dioxyde de carbone de l'atmosphère par l'eau absorbée par les racines à l'aide de l'énergie solaire captée par les feuilles avec libération d'oxygène afin de produire des glucides.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e0/Photosynthesis_equation_fr.svg/220px-Photosynthesis_equation_fr.svg.png

Équation de la photosynthèse.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f4/Leaf_1_web.jpg/220px-Leaf_1_web.jpg

La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les spermatophytes.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/44/Seawifs_global_biosphere.jpg/220px-Seawifs_global_biosphere.jpg

Vue composite montrant la distribution de l'activité photosynthétique à la surface de la Terre, le rouge foncé indiquant les zones les plus actives du phytoplancton des milieux aquatiques et le bleu-vert celles de la végétation sur la terre ferme.

La photosynthèse (du grec φῶς phōs « lumière » et σύνθεσις sýnthesis « combinaison ») est le processus bioénergétique qui permet à des organismes (comme les bactéries photoautotrophes) de synthétiser de la matière organique en utilisant l'énergie lumineuse, l'eau et le dioxyde de carbone.

Elle désigne en particulier la photosynthèse oxygénique apparue chez les cyanobactéries il y a 2,45 milliards d'années, qui a produit un bouleversement écologique majeur en faisant évoluer l'atmosphère alors riche en méthane, en l'actuelle, composée essentiellement d'azote (78,08 %) et de dioxygène (20,95 %)1. Cette aptitude a été ensuite transmise aux eucaryotes photosynthétiques (algues, plantes, etc.) par endosymbioses successives2. Des glucides, par exemple des oses tels que le glucose, sont synthétisés à partir du dioxyde de carbone CO2 et de l'eau H2O avec libération d'oxygène O2 comme sous-produit de l'oxydation de l'eau. C'est la photosynthèse oxygénique qui maintient constant le taux d'oxygène dans l'atmosphère terrestre et fournit toute la matière organique ainsi que l'essentiel de l'énergie utilisées par la vie sur Terre 3.

Tous les organismes photosynthétiques ne réalisent pas la photosynthèse de la même façon, mais ce processus commence toujours par l'absorption de l'énergie lumineuse par des protéines appelées centres réactionnels qui contiennent des pigments photosynthétiques appelés chlorophylles. Chez les plantes, ces protéines se trouvent dans la membrane des thylakoïdes, des structures incluses dans les chloroplastes, présents essentiellement dans les feuilles, tandis que chez les bactéries elles sont incluses dans la membrane plasmique. Au cours de ces réactions dépendantes de la lumière, une partie de l'énergie lumineuse sert à exciter des électrons d'une substance donneuse, le plus souvent de l'eau, électrons qui servent à leur tour à produire du nicotinamide adénine dinucléotide phosphate réduit (NADPH) ainsi que de l'adénosine triphosphate (ATP).

Schéma simplifié de la photosynthèse > voir l'animation à la source

Chez les plantes, les algues et les cyanobactéries, les glucides sont produits par une série de réactions indépendantes de la lumière appelées cycle de Calvin, mais certaines bactéries utilisent d'autres voies métaboliques pour réaliser la fixation du carbone, comme le cycle de Krebs inverse. Dans le cycle de Calvin, le CO 2 atmosphérique est fixé sur des composés organiques tels que le ribulose-1,5-bisphosphate. Les composés formés sont ensuite réduits et convertis par exemple en glucose à l'aide du NADPH et de l'ATP formés à la suite des réactions dépendantes de la lumière. La photosynthèse est ainsi la principale voie de transformation du carbone minéral en carbone organique. En tout, les organismes photosynthétiques assimilent chaque année entre 100 et 115 milliards de tonnes de carbone en biomasse 4,5.

Les premiers organismes photosynthétiques sont probablement apparus très tôt au cours de l'évolution et devaient sans doute utiliser des réducteurs tels que l'hydrogène H2 et le sulfure d'hydrogène H2S au lieu de l'eau6. Les cyanobactéries sont apparues plus tard, et l'excès d'oxygène alors libéré dans l'environnement aurait contribué à la « Grande Oxydation » il y a environ 2,4 milliards d'années7, rendant possible l'évolution des êtres vivants vers des formes de vie plus complexes. Aujourd'hui, la puissance moyenne captée par la photosynthèse à l'échelle du globe avoisine 130 térawatts 8,9,10, ce qui équivaut à environ six fois la consommation énergétique de l'humanité 11.

Sommaire

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Compléments sur l'horloge moléculaire

L'Horloge moléculaire selon Wikipédia

En génétique, l'hypothèse de l'horloge moléculaire est une hypothèse selon laquelle les mutations génétiques s'accumulent dans un génome à une vitesse constante. Elle permet ainsi théoriquement, en reliant le taux de mutation des gènes à la différence génétique entre espèces proches, d'établir une échelle chronologique approximative de la divergence de ces espèces.

Sommaire

1 Histoire de cette théorie
2 Hominidés
3 Notes et références
4 Voir aussi
- 4.1 Articles connexes
- 4.2 Liens externes
  Histoire de cette théorie

En 1962, Emile Zuckerkandl et Linus Pauling observent ce phénomène dans la partie du génome codant l'hémoglobine entre deux espèces données. L'observation d'une telle constance du taux de mutation génétique fut surprenante, compte tenu des théories antérieures mettant en avant la variation des rythmes d'évolution selon les lignées d'êtres vivants.

La réconciliation de l'hypothèse de l'horloge moléculaire et de la théorie Darwinienne fut amorcée vers la fin des années 1960 par les travaux de Motoo Kimura, Allan Wilson et Vincent Sarich, et l'élaboration de la théorie neutraliste de l'évolution. Celle-ci montre que la plupart des mutations génétiques sont silencieuses, c'est-à-dire qu'elles concernent une partie non codante du génome et n'ont donc aucun impact sur l'organisme. De plus, une grande partie des mutations touchant la partie codante du génome sont neutres au regard de la sélection naturelle, c'est-à-dire qu'elles ne confèrent à l'individu subissant la mutation ni avantage ni désavantage sélectif.

L'horloge moléculaire permit alors à de nombreux chercheurs de dater des évènements de spéciation à l'aide de méthodes phylogénétiques.

Toutefois, alors que la quantité de données génétiques augmentait et que les méthodes statistiques se raffinaient, il devint de plus en plus clair que le principe de l'horloge moléculaire était en réalité plus complexe que supposé à l'origine. Un des éléments importants à prendre en compte est la durée moyenne des générations, qui varie considérablement d'une espèce à l'autre. L'unité de temps à retenir est en effet le nombre de générations estimé entre deux dates et non le temps brut écoulé1.

Depuis, plusieurs modèles ont été proposés afin d'affiner la théorie par des modèles statistiques plus sophistiqués (maximum de vraisemblance, méthodes bayésiennes), dits d'horloge moléculaire relaxée. Ces modèles ont pour avantage de donner des temps de divergence entre espèces plus vraisemblables et plus en accord avec les données paléontologiques.

Hominidés

Une étude publiée en 2016 par Priya Moorjani et al., basée sur l'analyse génétique de 10 espèces de singes, dont plusieurs espèces d'hominidés, indique que le taux de mutation génétique est non seulement variable selon les espèces mais aussi selon les portions de génome considérées1.

Dans le cas de la lignée humaine, cette étude propose des dates de divergence nettement plus élevées qu'estimé auparavant :

Gorille / Hominini : 9,4 à 12,2 Ma (moyenne : 10,8 Ma)
Chimpanzé / Lignée humaine : 6,5 à 9,3 Ma (moyenne : 7,9 Ma)
Note de Wikipédia - Pour les articles homonymes, voir Horloge (homonymie). Cet article ne cite pas suffisamment ses sources (août 2018). Si vous disposez d'ouvrages ou d'articles de référence ou si vous connaissez des sites web de qualité traitant du thème abordé ici, merci de compléter l'article en donnant les références utiles à sa vérifiabilité et en les liant à la section « Notes et références » - En pratique : Quelles sources sont attendues ? Comment ajouter mes sources ?

Article complet avec notes et références : https://fr.wikipedia.org/wiki/Horloge_mol%C3%A9culaire

L'Horloge moléculaire d'après ‘Futura Santé' Illustration

L'horloge moléculaire est une hypothèse qui suggère qu'on peut lire la distance temporelle qui sépare deux espèces à l'aide du taux de mutation, en considérant que celui-ci est stable au cours du temps et en fonction du type de gène concerné. © Spooky Pooka, Wellcome Images, cc by nc nd 2.0

L'horloge moléculaire est, en génétique, une hypothèse qui permet de dater la distance temporelle qui sépare deux espèces de leur ancêtre commun. Des recherches ont permis de constater que le taux d'accumulation des mutations dans le génome d'organismes différents est du même ordre de grandeur dans des régions homologues (régions soumises à la même pression de sélection). L'accumulation sera maximale pour des régions qui ne sont pas soumises à la pression de sélection naturelle (ne codant pas pour des gènes) et minimale dans les parties du génome soumises à une forte pression (c'est-à-dire les régions codant pour des fonctions essentielles à la survie de l'organisme).

L'horloge moléculaire : des secondes, des minutes et des heures

Chaque séquence accumule les mutations à un rythme qui lui est propre et qui est dicté par l'intensité de la pression de sélection à laquelle elle est soumise. Pour reconstituer des phylogénies (dater la divergence entre deux espèces), on peut utiliser différentes molécules comme on utilise les aiguilles d'une montre pour calibrer l'horloge :

la trotteuse des secondes (taux de mutation important, par exemple un pseudogène) pour des événements récents (études des sous-populations au sein d'une espèce) ;
l'aiguille des minutes (taux de mutation moyen, par exemple le cytochrome C) pour l'analyse d'un passé proche ;
l'aiguille des heures (taux de mutations faible : les histones) pour l'étude d'un passé lointain.
La vitesse d'évolution de la séquence est du même ordre de grandeur au sein d'une même classe fonctionnelle de protéines et elle est différente pour des protéines qui ont des fonctions différentes : la vitesse d'évolution de la sérum-albumine est toujours plus importante que celle du cytochrome C. Ces différences de vitesse dépendent à la fois de la probabilité qu'une substitution apparaisse et de sa compatibilité avec la survie de l'organisme.

Si l'on admet cette théorie, et que l'on connaît le taux d'accumulation des mutations, il est possible d'estimer le temps de divergences d'espèces en comparant leur diversité moléculaire.

Arguments contre l'horloge moléculaire

La théorie de l'horloge moléculaire est remise en cause et plusieurs arguments ont été développés :

l'horloge moléculaire ne serait pas constante (Goodman). Ainsi, les mutations avantageuses se fixeraient plus rapidement lors de la formation de nouvelles espèces ;
l'horloge moléculaire serait épisodique (Gillespie) et les mutations ne se produiraient pas de façon indépendante au cours de l'évolution. Il y aurait des épisodes d'accumulation suivis d'arrêts évolutifs.
Bien que le débat persiste, il semble que l'horloge moléculaire fonctionne assez bien sur de longues périodes évolutives, pour des gènes ayant un taux de mutation relativement faible où même si l'horloge ne bat pas très régulièrement, les ralentissements et les accélérations se compensent. Il faut également se méfier des estimations de temps de divergence basées sur un petit nombre de gènes.

Référence : https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/genetique-horloge-moleculaire-4374/

Comment les horloges moléculaires donnent l'heure de l'espèce humaine – 17 janvier 2018, 22:35 CET • Mis à jour le 26 mai 2019, 12:51 CEST - Document ‘theconversation.com' – Illustration > Il y avait une fois la naissance de l'Homo sapiens… Milan Nykodym/Flickr, CC BY

Cet article est publié dans le cadre de la Nuit Sciences et Lettres : « Les Origines », qui se tiendra le 7 juin 2019 à l'ENS, et dont The Conversation France est partenaire. Retrouvez le programme complet sur le site de l'événement.

L'ADN est le support de notre histoire familiale et plus largement de l'histoire de l'évolution de notre espèce : comment sommes-nous liés à nos parents non-humains chimpanzés ; comment Homo sapiens a rencontré les Néandertaliens ; et comment les gens ont migré hors d'Afrique, s'adaptant à de nouveaux environnements et modes de vie au long de la route. Notre ADN contient également des indices sur le calendrier de ces événements clés dans l'évolution humaine.

Quand les scientifiques disent que les humains modernes ont émergé en Afrique il y a environ 200 000 ans et ont commencé leur expansion mondiale il y a environ 60 000 ans : comment estiment-ils ces dates ?

Traditionnellement, les chercheurs construisaient des chronologies de la préhistoire humaine en se basant sur des fossiles et des artefacts, qui peuvent être directement datés avec des méthodes telles que [ la datation par le Carbone 14 et la datation au potassium-argon. Cependant, ces méthodes nécessitent des vestiges antiques dans certaines conditions de conservation, ce qui n'est pas toujours le cas. De plus, des fossiles ou des artefacts pertinents n'ont pas été découverts pour décrire tous les jalons de l'évolution humaine.

L'analyse de l'ADN des génomes actuels et anciens fournit une approche complémentaire pour la datation des événements de l'évolution. Certains changements génétiques se produisent à un rythme constant par génération, ils fournissent ainsi une estimation du temps qui passe : une horloge moléculaire en somme. En comparant les séquences d'ADN, les généticiens peuvent non seulement reconstituer les relations entre différentes populations ou espèces, mais également déduire l'histoire de l'évolution sur des échelles très grandes.

Grâce à des techniques de séquençage d'ADN plus sophistiqués et à une meilleure compréhension des processus biologiques à l'origine des changements génétiques, les horloges moléculaires deviennent de plus en plus précises. En appliquant ces méthodes à des bases de données ADN toujours plus riches de diverses populations (d'aujourd'hui et du passé), les généticiens aident à construire une chronologie plus précise de l'évolution humaine.

ADN et mutations

Les horloges moléculaires sont basées sur deux processus biologiques clés qui sont la source de toute variation héréditaire : la mutation et la recombinaison.

Les mutations sont des changements dans le code de l'ADN, comme quand une base (nucléotide) : A, T, C ou G sont remplacés par une autre par erreur. Shutterstock

Les mutations sont des changements dans les lettres du code génétique de l'ADN – par exemple, un nucléotide guanine (G) devient une thymine (T). Ces changements seront hérités par les générations futures s'ils se produisent dans les cellules œufs issues de la fusion d'un spermatozoïde et d'un ovule. La plupart résultent d'erreurs commises lorsque l'ADN se copie au cours de la division cellulaire, bien que d'autres types de mutations surviennent spontanément ou à la suite de facteurs de risques tels que les radiations et les produits chimiques : des agents mutagènes.

Dans un génome humain, il y a environ 70 changements de nucléotides par génération – une paille quand l'on sait que notre génome est composé de six milliards de lettres. Mais globalement, sur plusieurs générations, ces changements entraînent une variation évolutive substantielle.

Les scientifiques peuvent utiliser les mutations pour estimer le moment où se créent des branches dans notre arbre évolutif, soit la différenciation entre deux espèces. D'abord, ils comparent les séquences d'ADN de deux individus ou espèces, en comptant les différences neutres qui ne modifient pas les chances de survie et de reproduction d'une personne. Puis, connaissant le taux de ces changements, ils peuvent calculer le temps nécessaire pour accumuler autant de différences.

La comparaison de l'ADN entre vous et votre fratrie montrerait relativement peu de différences mutations parce que vous partagiez des ancêtres – maman et papa – il y a seulement une génération. Cependant, il existe des millions de différences entre les humains et les chimpanzés : notre dernier ancêtre commun aurait vécu il y a plus de six millions d'années.

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Des fragments des chromosomes de votre mère et de votre père se recombinent avant de vous être transmis. Chromosomes image via Shutterstock.

La recombinaison, également connue sous le nom de crossing-over, est l'autre principale façon avec laquelle l'ADN accumule les changements dans le temps. Il conduit à un brassage des deux copies du génome (une de chaque parent), qui sont regroupées en chromosomes. Au cours de la recombinaison, les chromosomes correspondants (homologues) s'alignent et échangent des segments, de sorte que le génome que vous transmettez à vos enfants est une mosaïque de l'ADN de vos parents.

Chez les humains, environ 36 événements de recombinaison se produisent chaque génération, un ou deux par chromosome. Comme cela se produit à chaque génération, les segments hérités d'un individu particulier se brisent en morceaux de plus en plus petits. Les généticiens peuvent donc se baser sur la taille de ces morceaux et la fréquence des croisements pour estimer à quel moment de l'histoire deux individus ont partagé un ancêtre commun.

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Le flux de gènes entre des populations divergentes conduit à des chromosomes avec une ascendance en mosaïque. Comme la recombinaison se produit à chaque génération, les morceaux d'ascendance néandertalienne dans les génomes humains modernes deviennent de plus en plus petits au fil du temps. Bridget Alex, CC BY-ND

Construire une frise chronologique avec des mutations

Les changements génétiques issus de la mutation et de la recombinaison fournissent deux horloges distinctes, chacune adaptée à la datation de différents événements évolutifs et échelles de temps.

Les mutations s'accumulent très lentement donc cette horloge fonctionne mieux pour les événements très anciens, comme pour les différenciations entre espèces. D'autre part, l'horloge de recombinaison est utile pour dater des évènements ayant eu lieu ces 100 000 dernières années. Ces événements « récents » (en temps évolutif) incluent le flux de gènes entre des populations humaines distinctes, la montée d'adaptations bénéfiques ou l'émergence de maladies génétiques.

Le cas des Néandertaliens illustre bien comment les horloges de mutation et de recombinaison peuvent être utilisées ensemble pour nous aider à démêler des relations ancestrales complexes. Les généticiens estiment qu'il existe entre 1,5 et 2 millions de différences de mutation entre les Néandertaliens et les humains modernes. L'application de l'horloge de mutation à ce compte suggère que les groupes se sont séparés initialement il y a 750 000 à 550 000 ans.

À cette époque, une population – les ancêtres communs des deux groupes humains – s'est séparée géographiquement et génétiquement. Quelques individus du groupe ont migré vers l'Eurasie et au fil du temps ont évolué en Néandertaliens. Ceux qui sont restés en Afrique sont devenus des humains anatomiquement modernes.

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Un arbre phylogénétique affiche les dates de divergence et de croisement que les chercheurs ont estimées avec des méthodes d'horloge moléculaire pour ces groupes. Bridget Alex, CC BY-ND

Cependant, leurs interactions n'étaient pas terminées : les humains modernes ont finalement colonisé l'Eurasie et se sont accouplés avec des Néandertaliens. En appliquant l'horloge de recombinaison à l'ADN néandertalien conservé chez les humains actuels, les chercheurs estiment que les groupes se sont croisés entre 54 000 et 40 000 ans. Lorsque les scientifiques ont analysé un fossile d'Homo sapiens, connu sous le nom d'Oase 1, ayant vécu il y a environ 40 000 ans, ils ont trouvé de grandes régions d'ascendance néandertalienne dans le génome d'Oase 1, suggérant que Oase 1 avait un ancêtre néandertalien il y a seulement quatre ou six générations. En d'autres termes, l'arrière-arrière-grand-parent d'Oase 1 était un néandertalien.

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Comparaison du chromosome 6 du fossile Oase vieux de 40 000 ans à un humain d'aujourd'hui. Les bandes bleues représentent des segments d'ADN de Néandertal issus de croisements antérieurs. Les segments d'Oase sont plus longs parce qu'il a eu un ancêtre néandertalien juste 4-6 générations avant qu'il ait vécu, basé sur des estimations utilisant l'horloge de recombinaison. Bridget Alex, CC BY-ND

Des horloges instables

Les horloges moléculaires sont un pilier des calculs évolutifs, non seulement pour les humains mais pour toutes les formes d'organismes vivants. Mais il existe des facteurs rendant complexes les estimations.

Le principal défi provient du fait que les taux de mutation et de recombinaison ne sont pas restés constants au fil de l'évolution humaine. Les taux eux-mêmes évoluent, ils varient donc avec le temps et peuvent différer entre les espèces et même entre les populations humaines. C'est comme si l'on essayait de mesurer le temps avec une horloge qui tourne à différentes vitesses dans différentes conditions.

Un problème concerne un gène appelé Prdm9, qui détermine l'emplacement des cross-overs de l'ADN. Il a été montré que la modification des endroits de l'ADN où ont lieu les recombinaisons est due à la variation de ce gène, et cela chez les humains, les chimpanzés et les souris. En raison de l'évolution de Prdm9, les taux de recombinaison diffèrent entre les humains et les chimpanzés, et peut-être aussi entre les Africains et les Européens. Cela implique que sur des échelles de temps et des populations différentes, l'horloge de recombinaison varie légèrement à mesure que les zones de recombinaisons évoluent.

L'autre problème est que les taux de mutation varient selon le sexe et l'âge. À mesure que les pères vieillissent, ils transmettent quelques mutations supplémentaires à leur progéniture. Le sperme des pères plus âgés a subi plus de cycles de division cellulaire, donc plus de possibilités de mutations. Les mères transmettent moins de mutations (environ 0,25 par an), car les ovules d'une femelle sont formés globalement en même temps, avant sa propre naissance.

Les taux de mutation dépendent également de facteurs tels que le début de la puberté, l'âge à la reproduction et le taux de production de spermatozoïdes. Ces facteurs de vie varient chez les primates vivants et ont probablement aussi différé entre les espèces éteintes des ancêtres humains.

Par conséquent, au cours de l'évolution humaine, le taux de mutation moyen semble avoir considérablement ralenti. Le taux moyen sur des millions d'années depuis la séparation des humains et des chimpanzés a été estimé à environ 1 x10 ⁻⁹ mutations par site et par an – soit environ six lettres d'ADN modifiées par an.

Ce taux est déterminé en divisant le nombre de différences de nucléotides entre les humains et les autres singes par la date de leurs divisions évolutives, déduite à partir de fossiles. Mais lorsque les généticiens mesurent directement les différences nucléotidiques entre parents vivants et enfants, le taux de mutation est moitié moins important : environ 0,5x10 ⁻⁹ par site et par an, soit seulement environ trois mutations par an.

Pour la divergence entre les Néandertaliens et les humains modernes, le taux le plus lent fournit une estimation entre 765 000 à 550 000 ans. Le taux le plus rapide, cependant, suggérerait la moitié de cet âge : 380 000 à 275 000 ans.

Pour savoir quel taux utiliser, les chercheurs ont développé de nouvelles méthodes d'horloges moléculaires, qui répondent aux défis de l'évolution des taux de mutation et de recombinaison.

Une meilleure horloge

Une approche consiste à se concentrer sur les mutations qui surviennent à un rythme constant, indépendamment du sexe, de l'âge et de l'espèce. Cela peut être le cas pour un type particulier de mutation que les généticiens appellent les transitions CpG par lesquelles les nucléotides C deviennent spontanément des T. Les transitions CpG ne résultent généralement pas d'erreurs de copie d'ADN pendant la division cellulaire, leurs taux devraient ainsi être plus uniformes dans le temps.

En se concentrant sur les transitions CpG, les généticiens ont récemment estimé que la fracture entre les humains et les chimpanzés s'était produite entre 9,3 et 6,5 millions d'années, ce qui concorde avec l'âge attendu des fossiles. Même si ces mutations semblent se comporter plus comme une horloge, elles ne sont toujours pas complètement stables.

Une autre approche consiste à développer des modèles qui ajustent les rythmes d'horloge moléculaire en fonction du sexe et d'autres facteurs de la vie. En utilisant cette méthode, les chercheurs ont calculé une divergence chimpanzé-humain compatible avec l'estimation CpG et les dates des fossiles. L'inconvénient ici est que, en ce qui concerne les espèces ancestrales, nous ne pouvons pas être sûrs de certaines caractéristiques, comme l'âge à la puberté ou la durée de vie d'une génération, conduisant à une certaine incertitude dans les estimations.

La solution la plus directe provient des analyses de l'ADN ancien récupéré des fossiles. Les spécimens fossiles sont indépendamment datés par des méthodes géologiques, les généticiens peuvent alors les utiliser pour calibrer les horloges moléculaires pour une période donnée ou une population.

Cette stratégie a récemment résolu le débat sur le moment de notre divergence avec les Néandertaliens. En 2016, des généticiens ont extrait de l'ADN ancien de fossiles de 430 000 ans, ancêtres de Néandertal, après que leur lignée a été séparée de l'Homo sapiens. Sachant où ces fossiles se situent sur l'arbre de l'évolution, les généticiens pourraient confirmer que pour cette période de l'évolution humaine, le taux d'horloge moléculaire plus lent de 0,5 x 10⁻⁹ fournit des dates précises. Cela place la fracture entre 765 000 et 550 000 ans.

À mesure que les généticiens comprennent les subtilités des horloges moléculaires et séquencent toujours plus de génomes, ils sont prêts à comprendre l'évolution humaine, directement à partir de notre ADN.

La version originale de cet article a été publiée en anglais. Mots clefs : génétique évolution Homo sapiens ADN préhistoire

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Traduction, [compléments] et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 16/04/2021

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"Un gène végétal pourrait avoir aidé les aleurodes (mouches blanches) à devenir un ravageur important : ce gène permet aux insectes de neutraliser les toxines que les plantes utilisent pour se défendre" par Jonathan Lambert

Lambert Jonathan — 2021-03-29T07:01:32Z

ISIAS Biologie

Un gène végétal pourrait avoir aidé les aleurodes (mouches blanches) à devenir un ravageur important : ce gène permet aux insectes de neutraliser les toxines que les plantes utilisent pour se défendre

Traduction du 27 mars 2021 par Jacques Hallard – et ajout d'un mini-dossier sur le Transfert de gènes horizontal - d'un article de Jonathan Lambert en date du 25 mars 2021 publié par ‘sciencenews.org' sous le titre « A plant gene may have helped whiteflies become a major pest » ; accessible sur ce site : https://www.sciencenews.org/article/whitefly-plant-gene-transfer-pest-biology-chemical-toxin

whitefly

Photo d'aleurode- Les aleurodes sont des insectes ressemblant à des pucerons qui se nourrissent des feuilles de centaines de plantes. Un gène acquis d'une plante il y a au moins 35 millions d'années permet aux ravageurs de neutraliser une défense chimique commune employée par de nombreuses plantes. Jixing Xia et Zhaojiang Guo

Il y a 35 à 80 millions d'années, un aleurode s'est posé sur une feuille et a commencé à sucer sa sève sucrée. Ce repas fatidique a fourni plus que du sucre. D'une manière ou d'une autre, un gène de la plante s'est glissé dans le génome de l'aleurode, selon une nouvelle étude, et pourrait avoir aidé ses ancêtres à devenir l'un des ravageurs agricoles les plus connus aujourd'hui.

Ce gène aide les plantes à neutraliser et à stocker en toute sécurité certaines molécules toxiques qu'elles utilisent pour dissuader les herbivores. Chez les aleurodes (Bemisia tabaci), il permet aux insectes de se nourrir de la flore, sans être découragés par l'une des meilleures armes chimiques du monde végétal, rapportent les chercheurs le 25 mars 2021 dans la revue scientifique ‘Cell'. Cet échange de gènes entre plantes et insectes est le deuxième jamais documenté, et l'exemple le plus clair d'un insecte qui réquisitionne efficacement la boîte à outils génétique de sa 'proie' pour l'utiliser contre elle.

Il y a dix ou vingt ans, personne ne pensait que ce type de transfert de gènes était possible', déclare Roy Kirsch, écologiste chimiste à l'Institut Max Planck d'écologie chimique d'Iéna, en Allemagne, qui n'a pas participé à l'étude. 'Il y a tellement d'obstacles qu'un gène doit surmonter pour passer d'une plante à un insecte, mais cette étude montre clairement que cela s'est produit, et que le gène apporte un avantage aux mouches blanches.'

L'échange de gènes est courant parmi les bactéries (SN : 31/10/11), et il se produit occasionnellement entre les microbes intestinaux et leurs hôtes animaux. Connu sous le nom de transfert horizontal de gènes, ce processus permet aux organismes de contourner la nature laborieuse de l'hérédité des parents à la descendance et d'acquérir instantanément des gènes façonnés par des générations de sélection naturelle. Mais un saut génétique des plantes aux insectes, des lignées séparées par au moins un milliard d'années d'évolution, n'a été documenté qu'une seule fois auparavant, chez les mouches blanches.

Les aleurodes sont des insectes ressemblant à des pucerons qui se nourrissent de plus de 600 plantes différentes dans le monde. Le régime alimentaire très varié de ces ravageurs pernicieux s'explique en partie par leur capacité à échapper à de nombreuses défenses courantes des plantes (SN : 4/4/19). En recherchant les gènes qui sous-tendent cette capacité, des chercheurs chinois sont tombés sur quelque chose d'étrange chez trois espèces d'aleurodes étroitement apparentées - un gène, appelé BtPMaT1, dont on ne connaît pas l'existence en dehors des plantes.

Deux scénarios pourraient expliquer ce phénomène. Soit le gène est apparu chez l'ancêtre commun des plantes et des insectes et a ensuite été éliminé sur toutes les branches intermédiaires de l'arbre de vie, soit les aleurodes ont acquis le gène à partir des plantes. Les plantes et les insectes étant si éloignés les uns des autres, ce dernier scénario est 'beaucoup, beaucoup plus probable', déclare Kirsch. Ces trois espèces d'aleurodes se sont séparées il y a environ 35 millions d'années, ce qui suggère qu'elles ont acquis le gène avant. Mais les espèces proches qui ont divergé il y a 80 millions d'années n'ont pas le gène, ce qui suggère que le transfert a eu lieu pendant cette période.

Le gène permet aux plantes de stocker une classe commune de produits chimiques défensifs appelés glycosides phénoliques en neutralisant les toxines jusqu'à ce que les herbivores commencent à les dévorer. 'Les glycosides phénoliques sont très toxiques pour les insectes', explique Ted Turlings, coauteur de l'étude, écologiste chimiste et entomologiste à l'université de Neuchâtel, en Suisse. La possibilité que les aleurodes puissent utiliser un gène de détoxification des plantes pour tolérer les toxines végétales a intrigué les collègues de Turlings en Chine.

Les chercheurs ont inséré un peu d'ARN dans des plants de tomates en laboratoire. Une fois ingéré par les aleurodes, l'ARN était conçu pour désactiver leur gène BtPMaT1. L'équipe a ensuite lâché les aleurodes. Après une semaine d'alimentation sur cinq plantes génétiquement modifiées, les quelque 2.500 aleurodes étaient tous morts, contre seulement 20 % environ de celles qui s'étaient nourries de plantes non modifiées. Selon M. Turlings, un effet aussi radical suggère que ce gène joue un rôle important en aidant les aleurodes à contourner les défenses des plantes.

La façon dont le BtPMaT1 d'une plante s'est retrouvé dans les aleurodes reste un mystère. Les virus peuvent accidentellement transférer des morceaux d'ADN d'un hôte à l'autre, et Turlings pense que c'est probablement ce qui s'est passé ici. 'Il s'agit d'un événement extrêmement rare, mais lorsque vous parlez de milliards d'insectes et de plantes qui interagissent sur des millions d'années, cela devient plus possible', dit-il. Le transfert horizontal de gènes pourrait être 'un mécanisme important permettant aux parasites d'acquérir des capacités pour faire face aux défenses des plantes'.

Le premier échange de gènes plante-insecte documenté, rapporté le 23 septembre 2020 dans ‘Scientific Reports', s'est également produit chez les mouches blanches, bien que la fonction du gène dans cet échange soit moins claire. Ce n'est peut-être pas une coïncidence, cependant, que les deux exemples connus d'un tel événement se soient produits chez le même insecte herbivore.

[Référence : 1 Vol. :(0123456789) Scientific RepoRtS | (2020) 10:15503 | https://doi.org/10.1038/s41598-020-72267-1www.nature.com/scientificreports - Whitefly genomes contain ribotoxin coding genes acquired from plants - Walter J. Lapadula*, María L. Mascotti & Maximiliano Juri Ayub – Source : https://www.nature.com/articles/s41598-020-72267-1.pdf ].

'Les vies des aleurodes et de leurs plantes hôtes sont étroitement liées', explique Shannon Soucy, microbiologiste spécialiste de l'évolution au ‘Dartmouth College', qui n'a pas participé aux recherches. Selon elle, cette exposition constante prépare le système à ce type d'événement, ce qui a finalement permis aux aleurodes d'utiliser ce gène de défense des plantes contre leur créateur.

Citations

J. Xia et al. Whitefly hijacks a plant detoxification gene that neutralizes plant toxins. Cell. Published online March 25. doi : 10.1016/j.cell.2021.02.014.

W.J. Lapadula, M.L. Mascotti and M.J. Ayub. Whitefly genomes contain ribotoxin coding genes acquired from plants. Scientific Reports. Vol. 10, September 23, 2020. doi : 0.1038/s41598-020-72267-1.

G. Taguchi et al. Malonylation is a key reaction in the metabolism of xenobiotic phenolic glucosides in Arabidopsis and tobacco. The Plant Journal. Vol. 63, September 2010, p. 1031. doi : 10.1111/j.1365-313X.2010.04298.x.

About Jonathan Lambert (photo) E-mail Twitter- Jonathan Lambert is the staff writer for biological sciences, covering everything from the origin of species to microbial ecology. He has a master's degree in evolutionary biology from Cornell University.

À propos de Jonathan Lambert (photo) : il est le rédacteur en chef des sciences biologiques, couvrant tout, de l'origine des espèces à l'écologie microbienne. Il est titulaire d'une maîtrise en biologie de l'évolution de l'université Cornell aux Etats-Unis.

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Source : https://www.sciencenews.org/article/whitefly-plant-gene-transfer-pest-biology-chemical-toxin

Source : https://www.futura-sciences.com/sante/actualites/genome-certains-nos-genes-nous-viennent-bacteries-transfert-horizontal-57534/

Compléments sur le Transfert horizontal de gènes

Il s'agit d'une image représentant l'arbre de la vie à 3 domaines. Des croisements entre branches de cet arbre (qui est donc en fait un réseau) indique que la transmission de matériel génétique n'est pas seulement verticale, au long de la descendance, mais que certains évènements horizontaux, entre individus, existent.

Arbre phylogénétique à trois domaines montrant les possibles transferts horizontaux, notamment ceux postulés par la théorie endosymbiotique.

Le transfert horizontal de gènes, ou transfert latéral de gènes, est un processus dans lequel un organisme intègre du matériel génétique provenant d'un autre organisme sans en être le descendant. Par opposition, le transfert vertical se produit lorsque l'organisme reçoit du matériel génétique à partir de son ancêtre. La plupart des recherches en matière de génétique ont mis l'accent sur le transfert vertical, mais les recherches récentes montrent que le transfert horizontal de gènes est un phénomène significatif. Une grande partie du génie génétique consiste à effectuer un transfert horizontal artificiel de gènes.

Sommaire

Certains de nos gènes nous viennent de bactéries par transfert horizontal

Lire la bio -Marie-Céline Ray Journaliste - Publié le 18/03/2015

De nombreux animaux ont acquis des gènes provenant de micro-organismes de leur environnement. Ce transfert horizontal de gènes a été démontré dans une étude portant sur 12 espèces de drosophiles, 4 de nématodes et 10 de primates, dont l'Homme.

En génétique, le transfert vertical de gènes décrit la transmission des gènes parentaux à la descendance, alors que le transfert horizontal désigne un mouvement de gènes entre espèces différentes. Ce transfert horizontal, ou latéral, de gènes est bien connu dans le monde des unicellulaires chez qui il peut expliquer la rapidité à laquelle une bactérie évolue, par exemple en devenant résistante à des antibiotiques.

Chez les organismes pluricellulaires, il existe aussi des exemples de transfert horizontal de gènes. Ainsi, le puceron vert du pois aurait récupéré chez un champignon le matériel génétique permettant la biosynthèse de caroténoïdes. Autre exemple : le transfert du génome de la bactérie Wolbachia à Drosophila ananassae. Si le transfert horizontal de gènes joue un rôle important dans l'évolution de certains animaux, l'idée qu'il ait lieu chez des animaux complexes comme des humains est encore débattu. Le transfert horizontal de gènes apparaît encore comme très peu fréquent chez les animaux, et notamment les vertébrés.

Dans cet article paru dans Genome Biology, des chercheurs ont examiné en détail les transferts horizontaux de gènes qui auraient eu lieu chez 26 espèces : 12 de drosophiles, 4 de nématodes et 10 de primates, dont l'Homme. Ils ont étudié les alignements de gènes pour estimer s'ils étaient susceptibles d'être « étrangers », mais aussi pour dater leur acquisition.

Photo - Le puceron vert du pois a pris des gènes à un champignon par transfert horizontal. © Shipher Wu, flickr, cc by nc sa 2.0

Le transfert horizontal de gènes participe à l'évolution des espèces

Les analyses suggèrent que les drosophiles et les nématodes ont continué à acquérir des gènes étrangers lors de leur évolution, tandis que les primates en ont relativement peu gagné depuis leur ancêtre commun. Parmi les gènes acquis par transfert horizontal, certains pouvaient être impliqués dans le métabolisme, d'autres étaient liés aux réponses immunitaires et d'autres intervenaient dans la modification des protéines et les activités anti-oxydantes. Les organismes susceptibles d'avoir transféré les gènes étaient des bactéries, des protistes, des virus et des champignons.

Chez les humains, les chercheurs ont trouvé au moins 33 nouveaux exemples de gènes acquis horizontalement. La majorité des transferts horizontaux de gènes des primates étaient anciens et auraient eu lieu entre l'ancêtre commun des Cordés et l'ancêtre commun des primates. Une des conséquences de cette étude concerne l'analyse des génomes : en effet, dans leurs résultats de séquençage, les scientifiques retirent souvent les séquences bactériennes, en supposant qu'il s'agit de contaminations... Mais est-ce si sûr désormais ?

Les chercheurs en concluent que le transfert horizontal de gènes a eu lieu et continue à se produire chez les métazoaires. Pour Alastair Crisp, de l'université de Cambridge, principal auteur de ces travaux, « c'est la première étude à montrer l'étendue à laquelle le transfert horizontal de gènes a lieu chez les animaux, donnant naissance à des dizaines ou des centaines de gènes 'étrangers' actifs. De manière surprenante, loin d'être un événement rare, le transfert horizontal de gènes semble avoir contribué à l'évolution de nombreux animaux, et peut-être tous. Le processus est toujours en cours, ce qui signifie que nous pourrions avoir besoin de ré-évaluer ce que nous pensons de l'évolution ».

Les transferts horizontaux de gènes et l'arbre de la vie - Healing the tree of life with lateral gene transfers Vincent Daubin1* et Sophie Abby2

1 UMR CNRS 5558-LBBE Biométrie et biologie évolutive, équipe bioinformatique et génomique évolutive, UCB Lyon 1, bâtiment Grégor Mendel, 43 boulevard du 11 novembre 1918, 69622 Villeurbanne Cedex, France
2 Microbial evolutionary genomics, Institut Pasteur, 25, rue du Docteur Roux, 75724 Paris Cedex 15, France - * vincent.daubin@univ-lyon1.fr

Réféfrence : Med Sci (Paris) 2012 ; 28 : 695–698

Photo : le grand arbre de la vie, réalisée par Samuel Laganier (plasticien designer), Lenke Sifko (graphiste), Sylvain Charlat et Vincent Daubin (expertise scientifique), exposée à l'université Lyon 1.

Dans les années 1960, la phylogénie, discipline qui cherche à reconstruire l'histoire évolutive du vivant et les liens généalogiques entre espèces en les comparant, entra dans une nouvelle ère, celle du « moléculaire ». Basée sur la recherche de caractères dérivés partagés entre organismes, elle trouva en l'ADN une matière abondante dont l'évolution se prêtait bien à la modélisation. Particulièrement chez les micro-organismes, où les critères de comparaisons manquaient cruellement pour comprendre leur histoire, la phylogénie moléculaire fut une révolution qui permit notamment la découverte des archées, le troisième grand domaine du vivant après les eucaryotes et les bactéries [
1].

Pour reconstruire l'histoire des espèces, il suffisait ainsi de choisir une (ou plusieurs) famille(s) de gènes, considérée comme « marqueur moléculaire » de l'histoire des espèces, et de reconstruire l'arbre qui expliquait au mieux les différences observées entre organismes. Enfin, idéalement… Car si les gènes conservent les traces des évènements qui ont marqué l'histoire des organismes qui les portent, ils enregistrent surtout leur propre histoire qui est bien plus complexe (Figure 1).

Outre les événements de spéciations, les gènes subissent bien d'autres événements. Le mieux documenté d'entre eux est sans doute la duplication : au gré des remaniements des chromosomes qui les portent, certains gènes peuvent se retrouver en plusieurs copies au sein d'un génome. L'histoire du gène reconstruite est alors un mélange intriqué de deux types d'évènements, duplication et spéciation, dont l'identification n'est pas toujours aisée, ce qui complique significativement leur interprétation. Mais déduire les liens de parenté entre espèces semble encore possible dans ce cas. C'est la découverte du transfert horizontal de gènes, et surtout de son ampleur, qui vint ébranler la confiance des phylogénéticiens en leurs méthodes….

Lire l'article complet sur ce site : https://www.medecinesciences.org/en/articles/medsci/full_html/2012/09/medsci2012288-9p695/medsci2012288-9p695.html

Voir aussi : Le transfert horizontal de gènes Vidéo 14:04 - 23 janvier 2016 - Prof SVT 71 - Diaporama commenté pour connaitre quelques exemples de transferts horizontaux de gènes : entre bactérie, entre bactéries et plantes.....

Source pour l'écoute : https://www.youtube.com/watch?v=LMA7hUB-yvQ

Et encore ceci : Diversification et Transfert de Gènes # 5 - SVT Terminale S – Mathrix Vidéo 14:12 - 15 avril 2017 - Mathrix

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Source : https://www.youtube.com/watch?v=NgZ_qJSejcs

Tous les articles étiquetés ‘TRANSFERT DE GENES HORIZONTAL' et postés sur ISIAS sont accessibles à partir de ce site : https://isias.lautre.net/spip.php?page=recherche&recherche=transfert+de+g%C3%A8nes+horizontal

Traduction, compléments et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 27/03/2020

Site ISIAS = Introduire les Sciences et les Intégrer dans des Alternatives Sociétales

Adresse : 585 Chemin du Malpas 13940 Mollégès France

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Fichier : ISIAS Biologie A plant gene may have helped whiteflies become a major pest.2

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"Une plante parasite puante du Sud-Est asiatique a perdu sa constitution physique et une grande partie de son code génétique au cours de son évolution" par Jake Buehler

Buehler Jake — 2021-02-21T05:50:08Z

ISIAS Biologie végétale

Une plante parasite puante du Sud-Est asiatique a perdu sa constitution physique et une grande partie de son code génétique au cours de son évolution

Ajouts en annexe sur le génome des organites (mitochondries et chloroplastes)

Traduction du 19 février 2021 et ajout de [compléments] par Jacques Hallard d'un article de Jake Buehler publié le 10 février 2021 par Science News sous le titre « A reeking, parasitic plant lost its body and much of its genetic code » ; il est accessible sur ce site : https://www.sciencenews.org/article/reeking-parasitic-sapria-plant-lost-body-much-genetic-code

Sapria himalayana flower

Sapria himalayana, une plante originaire d'Asie du Sud-Est, est un endoparasite qui vit à l'intérieur de son hôte (la vigne) pendant des années, avant d'émerger sous la forme d'une fleur tachetée pouvant mesurer 20 centimètres de diamètre. C. Davis/Université de Harvard

Pendant la majeure partie de leur vie, les plantes du genre Sapria ne sont presque rien : de minces rubans de cellules parasitaires s'enroulant à l'intérieur des vignes dans les forêts tropicales d'Asie du Sud-Est. Elles ne deviennent visibles que lorsqu'elles se reproduisent, éclatant et sortant de leur hôte, comme une fleur de la taille d'une assiette à dîner et qui sent la chair en décomposition.

Aujourd'hui, de nouvelles recherches sur le code génétique de cette plante rare révèlent jusqu'où elle est allée pour devenir un parasite spécialisé. Les résultats, publiés le 22 janvier 2021 dans la revue scientifique ‘Current Biology', suggèrent qu'au moins une espèce de Sapria a perdu près de la moitié des gènes que l'on trouve couramment dans d'autres plantes à fleurs et elle en a volé beaucoup d'autres directement à ses hôtes.

La génétique restructurée de la plante fait écho à sa biologie bizarre. Sapria et ses espèces apparentées de la famille des Rafflesiaceae ont rejeté différents organe au cours de leur évolution : leurs tiges, leurs racines et tout tissu photosynthétique à chlorophylle.

'Si vous êtes dans une forêt de Bornéo et que ces [plantes] ne produisent pas de fleurs, vous ne saurez même pas qu'elles sont là', explique Charles Davis, biologiste évolutionniste à l'université de Harvard aux Etats-Unis.

Depuis des années, Davis étudie l'évolution de ce groupe de parasites de l'autre monde, dont la plus grande fleur du monde, Rafflesia arnoldii (SN : 1/10/07). Lorsque certaines données génétiques ont montré une relation étroite entre ces parasites et leurs hôtes, la vigne, Charles Davis a soupçonné un transfert horizontal de gènes. C'est là que les gènes passent directement d'une espèce à l'autre - dans ce cas, de l'hôte au parasite. Mais personne n'avait encore déchiffré le génome - le manuel d'instructions génétiques complet - de ces plantes.

[Selon Wikipédia, « Le transfert horizontal de gènes, ou transfert latéral de gènes, est un processus dans lequel un organisme intègre du matériel génétique provenant d'un autre organisme sans en être le descendant. Par opposition, le transfert vertical se produit lorsque l'organisme reçoit du matériel génétique à partir de son ancêtre. La plupart des recherches en matière de génétique ont mis l'accent sur le transfert vertical, mais les recherches récentes montrent que le transfert horizontal de gènes est un phénomène significatif. Une grande partie du génie génétique consiste à effectuer un transfert horizontal artificiel de gènes.

Arbre phylogénétique à trois domaines montrant les possibles transferts horizontaux, notamment ceux postulés par la théorie endosymbiotique…. » - Article complet à voir sur ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/Transfert_horizontal_de_g%C3%A8nes

Par ailleurs, nos articles étiquetés ‘transfert horizontal de gènes', et postés sur ISIAS sont à retrouver sur ce site : http://isias.lautre.net/spip.php?page=recherche&recherche=transfert+horizontal+de+g%C3%A8nes ].

Suite du texte traduit

Charles Davis et son équipe ont donc séquencé plusieurs millions de morceaux du code génétique de Sapria himalayana, les assemblant en une image cohérente du génome de cette espèce. Lorsque l'équipe a analysé le génome, elle a trouvé une abondance de bizarreries. Environ 44 % des gènes trouvés dans la plupart des plantes à fleurs étaient absents de S. himalayana. Pourtant, dans le même temps, le génome est long d'environ 55.000 gènes, plus que celui de certaines autres plantes non parasitaires. L'équipe a découvert que le nombre de gènes est gonflé par de nombreux segments répétitifs d'ADN. La perte des pigments de chlorophylle responsables de la photosynthèse est fréquente chez les plantes parasites qui dépendent de leurs hôtes pour leur subsistance. Mais S. himalayana semble même avoir éliminé tous les restes génétiques de ses chloroplastes, les structures cellulaires où se produit la photosynthèse. Les chloroplastes ont leur propre génome, distinct du génome nucléaire qui fait fonctionner les cellules d'une plante et des mitochondries qui produisent de l'énergie pour les cellules. S. himalayana semble avoir complètement perdu ce génome, ce qui suggère que la plante a purgé les derniers vestiges de sa vie ancestrale qui lui permettait de fabriquer sa propre nourriture.

'Il n'y a pas d'autre cas' de génome de chloroplaste [voir en annexe Le génome des organites - Les mitochondries et les chloroplastes sont des Procaryotes], abandonné parmi les plantes, dit Charles Davis. Les travaux antérieurs d'autres chercheurs avaient suggéré que le génome pouvait être manquant. 'Nos travaux vérifient clairement qu'il a en effet totalement disparu', dit-il, notant que même les gènes du génome nucléaire de S. himalayana qui réguleraient les composants du génome du chloroplaste ont disparu.

Il est peut-être trop tôt pour déclarer que le génome du chloroplaste a complètement disparu, met en garde Alex Twyford, un biologiste évolutionniste de l'université d'Edimbourg qui n'a pas participé à ces recherches. Il peut être difficile de prouver définitivement la disparition du génome, dit-il, surtout si le chloroplaste est 'inhabituel dans sa structure ou son abondance' et donc difficile à identifier.

Parmi les parties restantes du génome nucléaire, l'équipe a également découvert que plus de 1 % du génome de S. himalayana provient de gènes volés à d'autres plantes, probablement ses hôtes actuels et ancestraux.

L'échelle potentielle du génome disparu et le volume de répétition des morceaux d'ADN sont 'insensés', déclare Arjan Banerjee, un biologiste de l'Université de Toronto, Mississauga, dans l'état de l'Ontario au Canada, qui n'a pas non plus participé à cette étude. « L''échelle industrielle' du ‘vol de gènes de la plante' est également impressionnante », dit-il.

Il reste encore beaucoup d'éléments étranges à explorer dans le génome de S. himalayan, selon le coauteur de l'étude, Tim Sackton, un biologiste évolutionniste travaillant également à Harvard. Par exemple, la plante a gonflé son génome avec de l'ADN étranger, alors que la plupart des parasites rationalisent leur génome. 'Il se passe quelque chose de bizarre et de différent chez cette espèce', dit-il, ajoutant que de nombreux fragments d'ADN que la plante parasite a volé à son hôte, ne semblent coder aucun gène et ne font probablement rien d'important.

La nouvelle découverte illustre le niveau d'engagement de S. himalayana et de ses parents dans l'évolution d'un mode de vie parasitaire, et fournit une comparaison avec d'autres parasites végétaux extrêmes (SN : 7/31/20). Et pour Charles Davis, des plantes comme S. himalayana peuvent aider les chercheurs à déterminer certaines limites de la biologie. Ces plantes ont perdu la moitié de leurs gènes, et pourtant elles survivent encore, note-t-il. « Peut-être que ces organismes qui repoussent les limites de l'existence nous disent jusqu'où les règles peuvent être contournées avant d'être enfreintes ».

Citations

L. Cai et al. Deeply altered genome architecture in the endoparasitic flowering plant Sapria himalayana Griff. (Rafflesiaceae). Current Biology. Published online January 22, 2021. doi : 10.1016/j.cub.2020.12.045.

J. Molina et al. Possible loss of the chloroplast genome in the parasitic flowering plant Rafflesia lagascae(Rafflesiaceae). Molecular Biology and Evolution. Vol. 31, April 2014, p. 793. doi : 10.1093/molbev/msu051.

About Jake Buehler Jake Buehler is a freelance science writer, covering natural history, wildlife conservation and Earth's splendid biodiversity, from salamanders to sequoias. He has a master's degree in zoology from the University of Hawaii at Manoa.

À propos de Jake Buehler - Jake Buehler est un rédacteur scientifique indépendant qui couvre l'histoire naturelle, la conservation de la faune et de la flore et la splendide biodiversité de la Terre, des salamandres jusqu'aux aux séquoias. Il est titulaire d'une maîtrise en zoologie de l'université d'Hawaï à Manoa.