I – L’origine des plantes cultivées et la sélection opérée par l’Homme

1) L’origine sauvage et le syndrome de domestication

On retrouve des espèce proches des espèces cultivées actuelles car les traits phénotypiques sont semblables. Pour le blé actuel, l’ancêtre serait probablement l’amidonnier sauvage. Pour le maïs, c’est la Téosinte.

Les recherches archéologiques ont mis en évidence des foyers de domestication où l’Homme a commencé la domestication de certaines espèces.

Les différences phénotypiques sont maintenant importantes. Voilà l’exemple du maïs vu dans le TP1 :

On a pu mettre en évidence qu’un faible nombre de gènes entraient en jeu dans le phénotype des plantes cultivés. Par exemple, pour le maïs, c’est essentiellement :

Le gène Tga1, le maïs possédant l’allèle Tga1 favorisant des glumes réduites, la téosinte l’allèle tga1 favorisant des glumes épaisses.
Le gène Tb1, le maïs possédant un allèle entraînant un port avec un axe principal très développé possédant peu d’épis mais de grosse taille

On abouti donc, après plusieurs milliers d’années de sélection empirique à un syndrome de domestication. Ces espèces sont donc très peu adaptées au milieu naturel mais très adaptées à un agrosystème :

Difficultés dans la dissémination naturelle mais facilité de récolte (rachis solide + graines restant sur l’épi)
Sensibilité aux parasites, au froid, à l’humidité mais accès facilité aux grains et meilleure digestion (glumes absentes)
Sensibilité à la verse mais forte productivité (taille importante des plantes et des épis)

2) Une sélection « naturelle » dont l’Homme est le facteur

L’Homme a donc sélectionné des espèces naturelles mais par la suite une sélection des individus les plus intéressants en terme d’agriculture s’est fait de manière empirique et involontaire.

Par exemple, les individus présentant un rachis solide ou des grains restant fixés au rachis seront forcément plus récoltés (accès plus facile aux grains, pas besoin de ramasser les grains au sol). De ce fait, la dissémination naturelle des plantes est donc contre-sélectionnée. L’Homme va replanter les graines qu’il a récolté l’année précédente. De fait, ces phénotypes sont avantagés, ils se reproduisent plus que les autres (ceux qui n’ont pas été récoltés) et de génération en génération le nombre d’individus possédant ces allèles (ces caractères) augmente dans la population. C’est une sorte de sélection naturelle dont l’Homme serait le facteur. Les schémas suivants expliquent bien ce phénomène.

De plus, on a vu que les phénotypes des plantes domestiquées mettaient en jeu peu de gènes ce qui rend ce processus relativement rapide d’un point de vue évolutif. En effet, on pense que la domestication du blé a du se faire en moins de 2000ans.

Le document précédent montre qu’il y a eu un déplacement de caractères : les grains sont en moyenne plus gros (il y a toujours des petites graines, des grosses, mais la moyenne a été déplacée). On retrouve le mécanisme vu lors de la sélection naturelle que l’on peut comparer aux becs des pinsons des galapagos.

Certains phénotypes voient leur survie et leur reproduction augmenter alors que d’autres sont négligés.

II – La paysannerie et la sélection variétale

Suite à la domestication, le développement de l’agriculture a permis la sélection plus fine de certains caractères souvent en lien avec la région de culture. Des variétés sont sélectionnées suivant leurs capacités d’adaptation à une zone géographique mais également suivant leurs qualités gustatives et alimentaires. Le processus reste le même : on ne fait se reproduire que les individus possédant les caractères recherchés. Par exemple, pour le choux, dans certaines régions, on a sélectionné que les individus ayant de plus gros bourgeons latéraux. Ce sont ces individus que l’on faisait se reproduire, et au bout de « n » générations, cela donne le choux de Bruxelles.

En conséquence, on remarque une augmentation de la diversité. Chaque variété est reliée à un territoire, c’est la notion de terroir, conséquence de la sélection culturelle (préférences alimentaires) et de la sélection climatique (variétés adaptées à une zone géographique, un type de sol, un type de climat…).

III – L’ère moderne et les techniques d’amélioration

1) La connaissance de la génétique et les croisements orientés

Les croisements permettent d’aboutir à des hybrides comportant les caractères d’intérêt des deux variétés. Cela abouti parfois à un phénomène que l’on nomme la « vigeur hybride » car l’hybride hérite de la moitié du patrimoine génétique de ses parents, cette association pouvant être très bénéfique.

Cependant si l’on veut ajouter un seul caractère d’intérêt d’une variété A dans une variété B, il faut réaliser une série de croisement en retour (ou back-cross), permettant de retrouver l’ensemble des caractères de la variété B en ne gardant que le caractère d’intérêt de la variété A. Ce phénomène est basé sur le mécanisme du crossing-over qui entraîne le brassage des informations génétiques sur un même chromosome.

Ces manipulations ont pour conséquence la création de variétés « élites » qui sont en adéquation avec les critères du marché économique (productivité, résistance aux maladies, aspect…) mais qui perdent les qualités gustatives et nutritionnelles des variétés ancestrales. L’autre conséquence est la perte de diversité des espèces cultivées au profit que quelques variétés « élites » les plus adaptés à la logique marchande.

2) La connaissance de la biologie moléculaire et les organismes génétiquement modifiés

Une étape de plus est franchie avec les connaissances des biotechnologies. En effet, le fait de pouvoir manipuler le génome permet d’isoler uniquement un gène d’intérêt et donc de garder les caractères intéressant d’une espèce.

Les avantages des variétés élites et des variétés issues des biotechnologies (OGM) sont essentiellement liés à l’augmentation des rendements (tolérance à herbicide / résistance à une maladie / production d’insecticides / durée de conservation…)

Cependant, les surfaces d’OGM deviennent très importantes alors même que le nombre de semenciers est faible ce qui entraîne une dépendance forte (monopole, brevets sur le vivant, etc…) et une baisse importante de la biodiversité (ces variétés sont très semblables génétiquement) : on ne recherche plus la diversité des produits mais plutôt de forts rendements. D’autres risques sont présents notamment des risques écologiques avec transfert de transgènes chez les espèces naturelles.

On peut se questionner sur l’intérêt d’utiliser des biotechnologies car ces variétés doivent être produites dans des conditions particulières et coûteuses (mécanisation / énergie fossile / engrais / pesticides…). Certaines variétés anciennes associées à des connaissances en écologie scientifique permettent d’accéder à d’aussi bons rendements avec de meilleures qualités nutritionnelles, une quantité de travail moindre, de meilleurs produits et un maintient de la diversité génétique utile pour pérenniser la sélection variétale.

Le vivant est donc totalement modelé par l’Homme pour ses besoins économiques et les agriculteurs sont donc totalement dépendants des grandes entreprises de semences.