Depuis sa fondation en 2014, le Laboratoire Abdul Latif Jameel des systèmes alimentaires et d’approvisionnement en eau (Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Lab, J-WAFS) au Massachusetts Institute of Technology (MIT) a retenu l’attention à travers la planète pour son travail pionnier visant à aider à résoudre les problèmes liés à l’eau et à l’alimentation face au changement climatique, à la croissance démographique, à l’urbanisation galopante et au développement dans le monde entier.

Le futur de l’alimentation : vaincre le réchauffement climatique à l’aide de cultures génétiquement modifiées

Par Robert Sakai-Irvine, journaliste à The Mainichi

The Mainichi, le site d’actualités en anglais du quotidien national japonais Mainichi Shimbun a récemment présenté le travail du J-WAFS dans un article consacré au futur de l’alimentation, incluant un aperçu d’un passionnant projet financé par J-WAFS lié à la résistance des cultures et à la modification génétique. L’article initialement publié le 28 novembre 2018 est reproduit ci-dessous avec l’aimable autorisation du site The Mainichi.

Du blé à l’ADN modifié pour vaincre la chaleur et du riz recréé pour se développer dans des conditions chaudes et arides. Des travaux sont en cours afin de mettre sur les tables de la planète ces types d’aliments génétiquement modifiés ; il est estimé que d’ici à 2039 le nouveau riz sera disponible à la consommation : une évolution requise par notre planète de plus en plus chaude, et dans certaines régions bien plus arides et plus peuplées.

« Le changement climatique constitue une menace immense pour la sécurité alimentaire de nombreuses régions du monde », a déclaré le Professeur John H. Lienhard V, directeur de l’Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Lab (J-WAFS) au Massachusetts Institute of Technology (MIT), aux États-Unis, dans des observations envoyées par e-mail au site The Mainichi. Il a ajouté : « des changements des pratiques de production alimentaire et même des aliments de base de notre alimentation seront nécessaires. »

Le rendement des cultures diminue d’approximativement 5 pour cent pour chaque élévation d’un degré de la température, selon l’Organisation des Nations Unies et le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC).

Parallèlement, un rapport du GIEC publié le 8 octobre a indiqué que la Terre pourrait être en moyenne plus chaude d’1,5 degrés Celsius en comparaison de l’ère pré-industrielle, et cela dès 2030. Et cette planète plus chaude pourrait connaître une diminution significative des précipitations : de 5 à 10 pour cent dans de grandes régions du Mexique, d’Afrique du Sud, du Moyen-Orient et de Chine du Sud, et jusqu’à 20 pour cent dans des régions d’Europe du Sud et d’Afrique du Nord. Dans le même temps, la population mondiale continuera d’augmenter, atteignant 9,73 milliards en 2050, et 11,2 milliards en 2100 selon une estimation de l’ONU.

Au Japon, le plan d’adaptation au changement climatique du Cabinet de 2015 a constaté que le rendement des cultures de riz diminuait déjà. De plus, selon le pire scénario du GIEC, supposant un réchauffement de 3 degrés, « si un passage vers des variétés résistantes à des températures élevées n’est pas opéré, le pourcentage de riz de première qualité diminuera à l’échelle nationale », excepté dans le nord du pays.

Le Pr Lienhard du MIT a fait remarquer que tout le monde peut aider à contrer ces menaces en évitant le gaspillage de nourriture, en utilisant de l’énergie verte et en réfléchissant « à la façon dont vos choix alimentaires personnels peuvent mieux soutenir un développement durable. » Parallèlement, « la science et la technologie chercheront à atteindre des résultats majeurs. »

Entrent en scène les cultures non gourmandes en eau susmentionnées.

« Je pense que les gènes et les voies que nous identifions grâce à notre approche, allant de la biologie cellulaire à la physiologie de la plante entière, pourraient constituer des candidats sérieux à la modification génétique » afin de maintenir des rendements élevés, a déclaré au site The Mainichi, le professeur-assistant au MIT David Des Marais au cours d’un entretien par e-mail.

David Des Marais et son équipe travaillent sur un projet soutenu par le J-WAFS visant à découvrir les bases génétiques des réponses à la chaleur et au stress hydrique chez une espèce de graminée apparentée au blé et au riz. Ils recherchent les réseaux de gènes activés par ces conditions, et la façon dont la plante alloue ensuite les ressources, comme les nutriments, afin de survivre. Il a ajouté qu’une modification génétique fondée sur les recherches de l’équipe pourrait constituer « une bonne opportunité d’améliorer la résistance des cultures et la sécurité alimentaire des régions à risque de la planète. »

Une autre initiative que David Des Marais a qualifié de « très intéressante » est le C4 Rice Project (Projet Riz C4). Initiative conjointe de 10 institutions, basée à l’université britannique d’Oxford, l’objectif de ce projet est de modifier génétiquement le riz : transformer une plante « C3 », désignée ainsi en raison des molécules à trois atomes de carbone qu’elle produit au cours de la photosynthèse, en une plante « C4 ». Les processus chimiques de ce type de plante sont bien plus efficaces que ceux de ses cousines C3 pour la conversion par photosynthèse de l’énergie solaire en des formes utilisables par la plante (et certaines que nous pouvons consommer) : ce type de plante utilise la lumière solaire pour produire du glucose à partir de dioxyde de carbone et d’eau. En bref : les plantes C4 produisent plus de grains à partir de la même quantité de lumière solaire.

Des rizières dans le sud de la Préfecture d’Ibaraki, sur cette photo du 06/07/2015. Crédit photo : © Mainichi/Takuma Nakamura

 

De plus, « les plantes C4 se développent particulièrement bien dans des régions chaudes et arides, avec généralement un rendement jusqu’à 50 pour cent supérieur à celui des plantes C3, tout en utilisant moins d’azote et moins d’eau », éléments essentiels au métabolisme des plantes, a déclaré au site The Mainichi, la professeure d’Oxford et responsable du projet, Jane Langdale, au cours d’un échange par e-mail. Pour un monde connaissant un réchauffement avec bien moins de précipitations dans certaines régions, « les retombées potentielles sont immenses », a-t-elle ajouté.

Pour autant, rien de tout cela n’est facile. Le projet C4 n’est rien de moins que la reconception au niveau des gènes de l’un des processus vitaux de base du riz, en lui donnant de nouvelles propriétés chimiques, et même de nouvelles structures cellulaires au niveau de ses feuilles. De plus, les gènes opèrent « en réseaux », ce qui signifie que l’expression génétique est fondée sur les interactions entre les molécules elles-mêmes et d’autres substances et facteurs, aussi découvrir quelles combinaisons de gènes font quoi n’est pas une tâche aisée.

Il existe également des inquiétudes largement répandues concernant les conséquences futures des organismes génétiquement modifiés (OGM). Le 25 juillet, la Cour de justice européenne a décidé que toute plante génétiquement modifiée, incluant les plantes n’incorporant pas d’ADN étranger, relevait de la Directive relative aux OGM de l’Union européenne, imposant un ensemble de contrôles et d’approbations officielles extrêmement strict avant la mise sur le marché d’un OGM.

D’un autre côté, un rapport d’un groupe d’experts du Ministère de l’Environnement japonais, daté du 20 août, a recommandé de réguler les organismes génétiquement modifiés contenant de l’ADN issu d’autres sources, mais d’assouplir les règles pour les OGM avec des gènes désactivés ou supprimés, considérant que de telles modifications génétiques se sont également produites dans la nature.

« De nombreux phytobiologistes ont été véritablement choqués par les récents développements en UE », a commenté le professeur du MIT, David Des Marais, ajoutant : « J’espère que d’autres régions du monde optent pour une approche plus ouverte et objective concernant les plantes OGM de prochaine génération. » La professeure d’Oxford, Jane Langdale, a prédit qu’il existera « différentes règles de base » lorsque le riz C4 sera prêt pour la commercialisation, « notamment si les pénuries sont aussi extrêmes que prévu. »

Si les craintes concernant les OGM viennent à être surmontées, autant David Des Marais que Jane Langdale se sont dits convaincus que les plantes génétiquement modifiées pourraient subvenir aux besoins alimentaires de la population croissante d’une planète plus chaude, bien qu’il reste encore beaucoup de chemin à parcourir.

« Le projet (riz C4) est en bonne voie, néanmoins il est prévu qu’une phase de conception de 10 ans soit nécessaire après la fin de la phase actuelle l’année prochaine, phase de conception suivie par potentiellement 10 ans de reproduction. Cela nous donne une date de fin en 2039 », a déclaré Langdale.

Toutefois, le professeur Des Marais a souligné le fait que nous devons également nous efforcer de mieux préserver les plantes alimentaires que nous cultivons déjà, de mieux gérer l’eau et les sols afin d’accroître les rendements, et d’aider les petits exploitants agricoles à bénéficier des fonds dont ils ont besoin pour maximiser le potentiel de leurs terres. « Pour nourrir 10 milliards d’êtres humains, nous allons avoir besoin de … meilleures variétés, meilleurs systèmes de culture, d’un meilleur accès aux marchés », a-t-il déclaré. « La modification génétique constitue un élément, mais peut-être pas le plus crucial. »

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