Climat- Sécheresse : comment les plantes s’adaptent au manque d’eau

Climat- Sécheresse : comment les plantes s’adaptent au manque d’eau

Des sols craquelés, des barques condamnées à l’immobilité, des cultures carbonisées sur pieds et, parfois, plus une goutte au robinet… Les effets des épisodes de sécheresse sévères se font sentir chaque été de plus en plus nettement sous nos latitudes. Une situation que les scientifiques ont clairement identifiée comme l’une des conséquences du réchauffement climatique global.

par Delphine Luquet
Écophysiologiste, Cirad

Benoît Tonson
Chef de rubrique Science + Technologie, The Conversation France

Jennifer Gallé
Cheffe de rubrique Environnement + Énergie, The Conversation France

Dans les années à venir, nos températures vont augmenter en moyenne de 1,5 °C au moins, avec évidemment des variations régionales très marquées. À la fois « victime » et « coupable », le secteur agricole, qui contribue pour une part significative aux émissions de gaz à effet de serre, va devoir s’adapter à cette situation, nouvelle pour certaines parties du globe, déjà bien connue pour d’autres.

Pour continuer à pouvoir cultiver et assurer la sécurité alimentaire des populations, comprendre comment les végétaux peuvent s’adapter au manque d’eau devient une priorité. « Faire pousser des végétaux sans eau, c’est de la science-fiction ! », nous rappelle Delphine Luquet, écophysiologiste au Cirad. Cette scientifique, qui a travaillé sur le sorgho et le riz, est l’invitée de ce nouvel épisode de « L’échappée Sciences ».

Avec Delphine Luquet, on va donc découvrir ce que l’eau fait aux plantes et ce que les plantes font avec l’eau. Comment certaines espèces végétales supportent mieux le stress hydrique que d’autres, à l’image de la famille des mils, céréales présentes au Sahel depuis des siècles. Et comment les scientifiques, les agriculteurs et agricultrices peuvent rendre les végétaux moins vulnérables à la sécheresse, en travaillant notamment à la sélection variétale et au changement des pratiques dans une démarche agroécologique.

Au menu de la chronique de ce nouvel épisode de « L’échappée Sciences », on s’intéresse à une technique prometteuse permettant de mieux comprendre la génétique des plantes : CRISPR-Cas9. Ces « ciseaux moléculaires » rendent possible une édition très fine du génome. Si cette technique n’est pas autorisée dans les champs en Europe, où les plantes éditées sont classées comme OGM, elle existe déjà au Japon où des tomates modifiées ont été récemment commercialisées comme « alicaments »…

Sécheresse : comment les plantes s’adaptent au manque d’eau

Sécheresse : comment les plantes s’adaptent au manque d’eau

Des sols craquelés, des barques condamnées à l’immobilité, des cultures carbonisées sur pieds et, parfois, plus une goutte au robinet… Les effets des épisodes de sécheresse sévères se font sentir chaque été de plus en plus nettement sous nos latitudes. Une situation que les scientifiques ont clairement identifiée comme l’une des conséquences du réchauffement climatique global.

par Delphine Luquet
Écophysiologiste, Cirad

Benoît Tonson
Chef de rubrique Science + Technologie, The Conversation France

Jennifer Gallé
Cheffe de rubrique Environnement + Énergie, The Conversation France

Dans les années à venir, nos températures vont augmenter en moyenne de 1,5 °C au moins, avec évidemment des variations régionales très marquées. À la fois « victime » et « coupable », le secteur agricole, qui contribue pour une part significative aux émissions de gaz à effet de serre, va devoir s’adapter à cette situation, nouvelle pour certaines parties du globe, déjà bien connue pour d’autres.

Pour continuer à pouvoir cultiver et assurer la sécurité alimentaire des populations, comprendre comment les végétaux peuvent s’adapter au manque d’eau devient une priorité. « Faire pousser des végétaux sans eau, c’est de la science-fiction ! », nous rappelle Delphine Luquet, écophysiologiste au Cirad. Cette scientifique, qui a travaillé sur le sorgho et le riz, est l’invitée de ce nouvel épisode de « L’échappée Sciences ».

Avec Delphine Luquet, on va donc découvrir ce que l’eau fait aux plantes et ce que les plantes font avec l’eau. Comment certaines espèces végétales supportent mieux le stress hydrique que d’autres, à l’image de la famille des mils, céréales présentes au Sahel depuis des siècles. Et comment les scientifiques, les agriculteurs et agricultrices peuvent rendre les végétaux moins vulnérables à la sécheresse, en travaillant notamment à la sélection variétale et au changement des pratiques dans une démarche agroécologique.

Au menu de la chronique de ce nouvel épisode de « L’échappée Sciences », on s’intéresse à une technique prometteuse permettant de mieux comprendre la génétique des plantes : CRISPR-Cas9. Ces « ciseaux moléculaires » rendent possible une édition très fine du génome. Si cette technique n’est pas autorisée dans les champs en Europe, où les plantes éditées sont classées comme OGM, elle existe déjà au Japon où des tomates modifiées ont été récemment commercialisées comme « alicaments »…

Plantes et vie: la même substance

Plantes et vie: la même substance

 

 

Les êtres sont composés d’une seule et même substance qui ne cesse de se métamorphoser, explique le philosophe Emanuele Coccia dans un entretien au « Monde ». Et cette reconnaissance permet de fonder une politique planétaire affranchie de toutes les frontières.

Philosophe et maître de conférences à l’Ecole des hautes études en sciences sociales, Emanuele Coccia a récemment publié Métamorphoses (Rivages, 240 p., 18 €). Il explique pourquoi les plantes sont les jardiniers et les paysagistes de notre monde.

Pourquoi les plantes ont-elles, selon vous, modifié à jamais la structure métaphysique du monde ?

Les plantes jouent un rôle majeur car ce sont elles qui font de la matière et de l’espace qui nous entourent un monde : elles sont responsables (avec les océans et les bactéries) de l’oxygénation de l’atmosphère, mais surtout de la capture et de la mise à disposition pour tous les vivants de la lumière solaire, qui est la source principale d’énergie sur cette planète. Et de ce point de vue, elles transfigurent littéralement la planète dans quelque chose dont la chair contient une force extraterrestre. Une pomme, une poire, une pomme de terre : ce sont de petites lumières extraterrestres encapsulées dans la matière minérale de notre planète. C’est cette même lumière que chaque animal recherche dans le corps de l’autre lorsqu’il mange (peu importe qu’il mange d’autres animaux ou des plantes) : tout acte de nutrition n’est rien d’autre qu’un commerce secret et invisible de lumière extraterrestre, qui par ces mouvements circule de corps en corps, d’espèce en espèce, de royaume en royaume.

Le monde est tout d’abord une réalité végétale : c’est seulement parce qu’il est un jardin que nous pouvons y vivre. Au fond, nous ne sommes jamais sortis du paradis, nous n’avons jamais abandonné le jardin originel. Nous ne pourrons jamais le quitter. Etre au monde signifie pour nous, les humains, être condamnés à nous nourrir de ce que la vie végétale a su faire du soleil et du sol, de l’eau et de l’air. Mais si le monde est jardin, ce n’est pas parce que les plantes en constituent le contenu privilégié : c’est au contraire parce que ce monde est fait, fabriqué par les plantes. Elles en sont donc les jardiniers : ce sont elles qui font ce monde, ce sont elles qui maintiennent ce monde en vie. Nous, les hommes, ainsi que tous les autres animaux, nous sommes l’objet de l’action du jardinage cosmique des plantes. Nous sommes seulement l’un des leurs nombreux produits culturels ; nous sommes l’un des innombrables objets de leurs agricultures. Les plantes ne sont pas le paysage, elles sont les premiers paysagistes.

Les limites des puits de carbone par les plantes

Un article de National Geographic met en évidence les limites des puits de carbone par les plantes.

 

« Chaque arbuste, vigne et arbre qui vous entoure joue un rôle essentiel dans l’élimination de l’excès de carbone dans l’atmosphère. Une nouvelle étude suggère que les plantes participent également à l’absorption de l’excédent de carbone émis, pour l’instant.

Cependant, à un certain point les plantes auront atteint leurs limites et le coup de pouce qu’elles apportent face au changement climatique commencera à s’estomper. Les scientifiques s’attachent aujourd’hui à déterminer précisément quand viendra ce moment.

Depuis les prémices de la révolution industrielle au début du 20e siècle, le volume de carbone émis dans l’atmosphère par l’activité humaine a augmenté très rapidement. À l’aide de modèles informatiques, les auteurs de l’étude sont arrivés à la conclusion que la photosynthèse avait augmenté de 30 %.

« C’est un peu comme un rayon de soleil dans un ciel orageux, » illustre Lucas Cernusak, l’un des auteurs de l’étude et écophysiologue à l’université James Cook en Australie.

L’étude a été publiée dans la revue Trends in Plant Science.

 

Cernusak et ses collègues ont utilisé les données d’une étude publiée dans Nature en 2017 qui mesurait les niveaux d’oxysulfure de carbone présents dans des carottes de glace et dans l’air. En plus du dioxyde de carbone, les plantes absorbent de l’oxysulfure de carbone au cours de leur cycle naturel du carbone, ce qui est fréquemment utilisé pour mesurer la photosynthèse à échelle mondiale.

« Les plantes terrestres éliminent environ 29 % de nos émissions qui contribueraient dans le cas contraire à augmenter la concentration atmosphérique de CO2. Ce que notre modèle a montré, c’est que le rôle de la photosynthèse terrestre dans le puits de carbone des terres est plus important que l’ont estimé d’autres modèles, » explique Cernusak.

 

LANCER LE DIAPORAMA

Le puits de carbone fait référence au volume de carbone absorbé par les plantes par rapport à la quantité qu’elles pourraient naturellement émettre par la déforestation ou la respiration.

Certains scientifiques ont des doutes quant à l’utilisation de l’oxysulfure de carbone comme méthode pour mesurer la photosynthèse.

Kerri Sendall est biologiste à l’université de Georgia Southern, elle étudie la croissance des plantes en fonction des différents scénarios de changement climatique.

Puisque le niveau d’absorption d’oxysulfure de carbone d’une plante peut varier en fonction de la lumière qu’elle reçoit, Sendall indique que les prévisions de l’étude « pourraient être surestimées, » mais elle précise que la plupart des méthodes de mesure de la photosynthèse mondiale ont chacune leur part d’incertitude.

 

Sans tenir compte du rythme auquel la photosynthèse a augmenté, les scientifiques s’accordent à dire que l’excédent de carbone agit comme un engrais pour les plantes en favorisant leur croissance.

« Il existe des preuves d’un feuillage des arbres plus abondant et d’une présence de bois plus importante, » explique Cernusak. « Le bois est en fait la partie qui absorbe le plus de carbone dans la masse totale de la plante. »

Les scientifiques du laboratoire national d’Oak Ridge ont remarqué que lorsqu’une plante est exposée à des niveaux en CO2 croissants, la taille des pores de ses feuilles augmente.

Dans le cadre de l’une de ses recherches expérimentales, Sendall a exposé des plantes à une concentration en CO2 égale au double de leur exposition habituelle.

Dans ces conditions, avec une augmentation drastique de leur exposition au CO2, « la composition des tissus de leurs feuilles était légèrement différente, » dit-elle. « Ce qui les rendait plus difficiles à manger pour les herbivores et moins accueillantes pour la croissance des larves. »

 

Les niveaux atmosphériques de CO2 augmentent et on suppose que les plantes finiront par ne plus pouvoir tenir le rythme.

« La réponse du puits de carbone à une augmentation du CO2 atmosphérique reste à ce jour la plus grande inconnue à l’échelle mondiale dans les modélisations du cycle carbone, ce qui contribue grandement à l’incertitude qui règne dans les prévisions du changement climatique, » peut-on lire sur le site Web du laboratoire national d’Oak Ride.

Le défrichement des terres pour l’élevage ou l’agriculture et les émissions des carburants fossiles sont les facteurs les plus influents sur le cycle du carbone. Si ces deux éléments ne sont pas considérablement freinés, les scientifiques affirment que l’on atteindra inévitablement un point de bascule.

« Une plus grande partie du CO2 que nous émettons restera dans l’air, les concentrations en CO2 augmenteront donc rapidement et le changement climatique s’accélérera, » explique Danielle Way, écophysiologue à l’université de Western Ontario, au Canada.

 

QUE POUVONS-NOUS FAIRE ?

 

Les scientifiques de l’université d’Illinois et du ministère de l’Agriculture des États-Unis ont mené des expériences visant à modifier génétiquement les plantes pour qu’elles puissent stocker plus de carbone. Une enzyme appelée rubsico est responsable de la captation du CO2 par photosynthèse et les scientifiques souhaitent accroître son efficacité.

Récemment, des essais de semences modifiées ont montré que le renforcement du rubisco augmentait l’efficacité de la plante d’environ 40 %. L’utilisation à grande échelle commerciale de cette enzyme végétale modifiée pourrait toutefois prendre plus de dix ans à mettre en place. Pour l’instant, les tests n’ont été réalisés qu’avec les cultures les plus communes comme le tabac et on ne connaît pas précisément les effets du rubisco sur les arbres qui occupent un rôle prépondérant dans la captation du carbone.

En septembre 2018, des groupes environnementaux se sont réunis à San Francisco pour élaborer un programme de sauvegarde des forêts, un élément naturel qui, selon eux, est la « solution climatique oubliée. »

« Je pense que les décideurs politiques devraient réagir à nos résultats en prenant conscience que la biosphère terrestre agit pour le moment comme un puits de carbone efficace, » conclut Cernusak. « Il faut prendre des mesures immédiates pour protéger les forêts afin qu’elles puissent continuer à agir de cette façon et, parallèlement, fournir les efforts nécessaires à la décarbonisation de notre production d’énergie. »

 

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.

Hiver trop doux : Alerte pour les plantes

 

 

L’hiver n’a pratiquement pas commencé, juste une journée ou deux journées de gel  par-ci par là. En moyenne la température est presque printanière. Du coup, la végétation est en avance d’ au moins un mois. Déjà les bourgeons  de certaines fleurs ou d’arbres fruitiers  éclatent ou sont  son prêts de le faire. Le risque c’est évidemment comme ces dernières années que des gelées tardives viennent tuer ces floraisons.

Sans périodes de fortes gelées, les parasites et les ravageurs des végétaux sont toujours au jardin. C’est le cas des pucerons notamment qui se développent dès lors que la température est supérieur à 4°C (en moyenne), certaines espèces peuvent donc se maintenir sur leur hôte, voir se développer tant qu’il n’y a pas de gel. Idem en ce qui concerne les maladies cryptogamiques, les hivers doux favorisent le développement de certains champignons nuisibles aux plantes. Il faudra donc s’attendre à un printemps avec de l’oïdium. Ainsi, les hivers doux représentent un risque accru pour les cultures, notamment pour les plantes potagères et florales.

Pour certaines graines, la phase de dormance est stoppée par des températures douces, elles germent dès à présent (les “mauvaises herbes” entre autres). Et pour d’autres, elles ne peuvent germer que si elles ont connu une période de froid intense. Or, si un vrai hiver ne s’annonce pas, ces graines resteront malheureusement en dormance pour l’année entière.

De nombreux végétaux bourgeonnent précocement, avec un certain nombre de risques par la suite. En effet, en cas de gelées tardives ou brutales…les floraisons seront compromises. Au jardin d’ornement, si la douceur des températures est suivi d’un refroidissement subit, le gel peut provoquer un éclatement de l’écorce. Au printemps, lorsque la croissance est rapide, la fente peut alors s’allonger sur toute la longueur du tronc, c’est ce que l’on appelle la gélivure. Généralement, elle n’entraîne pas la mort de l’arbre, mais elles peuvent l’affaiblir et rendre sa structure plus fragile. Elle peut aussi être une porte d’entrée pour les insectes et les maladies fongiques.

Les températures clémentes durant la période hivernale permettent malheureusement aux plantes adventices de se développer rapidement que ce soit pas leurs rhizomes ou par leurs graines. Habituellement, elles germent avec l’arrivée des beaux jours vers le mois de mars… mais cette année la germination intervient dès décembre puisque la phase de dormance des graines est levée par le beau temps et les températures exceptionnellement douces. Il faudra donc prévoir un peu plus de désherbage manuel au printemps et de manière plus précoce encore !

Evolution : »Prendre l’exemple des plantes » (Stefano Mancuso, fondateur de la neurobiologie végétale)

L’Italien Stefano Mancuso, fondateur de la neurobiologie demande qu’on observe voire qu’on suive l’extraordinaire capacité dévolution des  plantes.

 

 

Stefano Mancuso, fondateur du Laboratoire international de neurobiologie végétale, persiste et ­signe dans son dernier ouvrage, « Les études les plus récentes du monde végétal ont démontré que les plantes sont sensibles (et donc sont douées de sens), qu’elles communiquent (entre elles et avec les animaux), dorment, se souviennent et peuvent même manipuler d’autres ­espèces. Elles peuvent être décrites ­comme intelligentes. » Chez les chercheurs interrogés sur le sujet, le malaise est systématique. Déjà en 2008, trente-six biologistes européens et nord-américains avaient signé un manifeste publié dans Trends in Plant Science, menés par l’Italien Amedeo Alpi (université de Pise), pour dénoncer l’emploi du mot « neurobiologie », qui sous-entendrait une ­intelligence des plantes. Il faut dire qu’un traumatisme a longtemps ébranlé les biologistes végétaux. En 1973, ­la sortie du livre The Secret Life of Plants, de Peter Tomkins et Christopher Bird (La Vie secrète des plantes, Robert Laffont, 1975), soutenait la thèse selon laquelle les plantes nous sont semblables. Ce best-seller a suscité pour longtemps un regard suspicieux sur la discipline. Pour le botaniste Francis Hallé, « le terme intelligence n’est pas adapté aux plantes, mais aux animaux et aux êtres humains », même s’il reconnaît que « la plante qui n’a pas de cerveau est capable de manipuler un animal qui en a un ». Daniel Chamovitz (université de Tel-Aviv) préfère décrire la plante comme « consciente de son environnement ».Pourtant Dans La Révolution des plantes (Albin ­Michel), le professeur de l’université de Florence explore les folles capacités d’innovation des végétaux. En imitant ces créatures ultra-résistantes, on pourrait produire de l’énergie durable, explorer l’espace et se soigner autrement. « Les plantes ont développé une gamme de capacités dont nous pourrions nous inspirer, explique-t-il au JDD. Hélas, elles subissent toujours une sorte de mépris, alors qu’elles sont la source d’immenses progrès potentiels. »Selon le scientifique, l’énergie serait le secteur qui pourrait profiter le plus de l’étude des plantes : « Trouver des sources qui ne détruisent pas l’environnement constitue l’un des défis actuels de l’humanité. »"Or la photosynthèse, c’est une sorte de miracle, note-t-il. De la lumière, du CO2, de l’eau, et ça produit du sucre, de l’énergie! Si on pouvait créer une photosynthèse artificielle, tous nos problèmes seraient résolus. »Stefano Mancuso détaille également l’une de ses expériences menées sur la « mémoire » des plantes : « Bien que dénuées de cerveau, les plantes ont une mémoire. Je l’ai prouvé avec une expérience sur la sensitive, qui clôt ses feuilles si on les effleure. » « En étudiant les plantes, on envisagera nos maladies neurodégénératives sous un angle nouveau », assure encore l’auteur de L’Intelligence des plantes. Changement climatique, matériaux innovants, conquête spatiale, agriculture… Selon Stefano Mancuso, les végétaux peuvent nous aider à progresser dans bien des domaines. Et même dans la création de nouveaux modèles de société : « Une organisation sociale inspirée des plantes est horizontale, collaborative, décentralisée, robuste et créative […] Ça fait rêver! »

 

Création à Paris d’un    permis pour faire  pousser des plantes

On apprend ce matin dans le Parisien qu’il est possible d’obtenir un permis pour faire pousser des plantes dans l’espace public. On espère évidemment que les formalités et le coût de ce permis de cultiver seront moins importants que celui du permis de conduire. Il s’agit bien entendu d’un gadget écolo car on se demande bien où il serait possible de cultiver fleurs et légumes à Paris à moins évidemment que l’INRA développe des semences OGM susceptibles de pousser sur le goudron ou dans la terre saturée d’urine de chien autour des arbres. L’article du parisien paraît assez surréaliste et mérite le détour extrait « Au pied des marronniers sur les trottoirs, il y a un rond de terre autour des arbres. Là pourront bientôt pousser des plantes, des marguerites, des tomates, et pourquoi pas un potager. Il suffit demander un permis. Soit vous repérez, près de chez vous, un petit bout de terre qui appartient au domaine public ; soit vous décidez d’installer sur le trottoir, devant la porte de votre immeuble, de grosses jardinières. Vous déposez ensuite un dossier. Il faut s’engager quand même à faire pousser des espèces locales (pas de plantes exotiques) et qui nourrissent les abeilles. La Direction des espaces verts peut vous accorder un permis de cultiver de trois ans »

Les sondeurs britanniques se sont plantés grave

Les sondeurs britanniques se sont plantés grave

 

Les britanniques sosnt sans doute les champions de la finances mais pas des sondages. En effet ils ont pronostiqué une match nul entre conservateurs et travaillistes. Finalement ces conservateurs ont écrasé les travaillistes . Comme pour la finance, les logiciels statistiques britanniques étaient sans doute un peu trop spéculatifs. « Il n’y a qu’un sondage qui compte, c’est celui du scrutin et je pense que ça n’a jamais été plus vrai qu’aujourd’hui », a souligné le Premier ministre David Cameron, après sa propre réélection dans la circonscription de Witney.  La plupart des instituts créditaient les deux grandes formations d’un score équivalent aux alentours de 33%, parfois avec un ou deux points d’écart, or les conservateurs ont recueilli 37% des voix, soit six points de plus que les travaillistes.  Lorsque les résultats beaucoup plus justes du sondage réalisé à la sortie des urnes sont tombés, le scepticisme était tel que Paddy Ashdown, ancien chef de file du parti libéral-démocrate, s’est dit prêt à « manger son chapeau » s’ils s’avéraient exacts.  Beaucoup l’ont depuis mis au défi de mettre sa promesse à exécution, le revers des Lib-Dems ayant été encore plus grave que l’enquête ne l’annonçait.  Le politologue John Curtice, président du Conseil britannique des instituts de sondage, a annoncé l’ouverture d’une enquête, confiée à des statisticiens indépendants, et a évoqué deux pistes : un renversement de dernière minute en faveur des conservateurs et un problème méthodologique.   »Il y a des précédents. Le fait est que, dans presque tous les scrutins récents, les sondages ont eu tendance à sous-estimer les conservateurs et à surestimer le Labour », reconnaît-il.