Les plantes reviviscentes, une solution aux problèmes alimentaires des pays arides

Depuis les débuts de l’agriculture, nous avons été confrontés à un ennemi imprévisible : la pluie. Elle va et vient sans prévenir. Un champ de verdure luxuriante aujourd’hui peut craqueler, sécher l'année suivante en absence de pluie. La sécurité alimentaire et la richesse de certains pays dépend de la pluie. Et ce nulle part ailleurs plus qu'en Afrique, où 96 % des terres agricoles dépendent de la pluie au lieu de l'irrigation qui est courante dans les endroits plus développés. Cela a des conséquences. Par exemple, une  sécheresse en Afrique du Sud  lui a couté au moins un quart de sa récolte de maïs.

La biologiste sud-africaine Jill Farrant  de l'Université du Cap en Afrique du Sud, explique dans cette vidéo TEDx, que la nature a des solutions pour ceux qui veulent cultiver dans des endroits arides. Elle s'est spécialisée dans l'étude des plantes capables de survivre sans eau pendant des longues périodes. « Le type d'agriculture que je vise, c'est littéralement de faire en sorte que l’Homme puisse survivre, car le climat va s'assécher de plus en plus », dit Farrant. «  de la même façon que les humains ont croisé des espèces, à travers les siècles, pour créer l'avoine, le maïs et le blé, de la même façon nous pourrons obtenir des plantes tolérantes à la dessiccation, des cultures résistantes à la sécheresse, de la famille des eragrostis, sans devoir recourir à des manipulations transgéniques. »[1]

Des conditions extrêmes produisent des plantes extrêmement résistantes.

Dans les déserts d’Afrique du Sud, des monticules rocheux aux parois abruptes, appelés inselbergs, surgissent des plaines comme les os de la terre. Pourtant, dans ces endroits secs et arides, quelques plantes tenaces se sont adaptées pour survivre dans des conditions toujours changeantes. Farrant les appelle des plantes reviviscentes.

Pendant les mois sans eau sous un soleil rude, ils se ratatinent et se contractent jusqu'à ressembler à un tas de feuillage gris mort. Mais la pluie peut les ranimer en quelques heures.

Quelle est la différence entre les plantes reviviscentes et les plantes résistantes à la sècheresse ?

C’est le métabolisme. De nombreux types de plantes ont développés des stratégies pour faire face aux périodes de sécheresse. Certaines plantes emmagasinent des réserves d'eau pour survivre à une sécheresse ; d'autres envoient des racines en profondeur pour s'approvisionner en eau souterraine.

Mais une fois que ces plantes ont épuisé leur réserve stockée ou puisé dans les réserves souterraines, elles cessent de pousser et commencent à mourir. Elles peuvent être capables de supporter une sécheresse d'une certaine durée, et on les caractérise souvent comme étant « tolérantes à la sécheresse ». Ma puisqu’elles n'arrêtent jamais d'avoir besoin de consommer de l'eau, Farrant, lauréate du prix Herna Hambuger[2], préfère donc les appeler résistantes à la sécheresse.

Les plantes reviviscentes, sont quant à elles capables de se régénérer après avoir contenu moins de 0,1 gramme d'eau. Elles n'ont pas de structures de stockage de l'eau et leur niche sur les parois rocheuses les empêche d'exploiter l'eau souterraine, de sorte qu'ils ont plutôt développé la capacité de modifier leur métabolisme.

Lorsqu'ils détectent une période de sécheresse prolongée, ils modifient leurs métabolismes, produisant des sucres et certaines protéines associées au stress et d'autres substances dans leurs tissus. Au fur et à mesure que la plante sèche, ces ressources prennent d'abord les propriétés du miel, puis du caoutchouc, et enfin, elles entrent dans un état semblable à celui du verre qui est « l'état le plus stable que la plante puisse maintenir », révèle Farrant. Cela ralentit le métabolisme de la plante et protège ses tissus desséchés. Les plantes changent également de forme, se ratatinant pour réduire au minimum la surface d'évaporation de l'eau qui leur reste. Ils peuvent se rétablir après des mois et des années sans eau, selon les espèces.

La plante reviviscente Selaginella lepidophylla «ressuscitant» 3 heures après l'ajout d'eau

Aussi surprenant que cela puisse paraitre, presque toutes les plantes peuvent être capables de réaliser ce prodige de la nature. Jill Farrant[3] et son équipe travaillent à l’identification et à la réplication des gènes qui permettent à ces plantes de défier la mort.

En comparant ces espèces sous les angles biochimique et moléculaire, son équipe vise à créer des plantes génétiquement modifiées tolérantes à la sécheresse. Les professionnels de la revivification se sont réunis pour discuter des meilleures espèces de plantes reviviscentes à utiliser comme modèle de laboratoire. Boea hygrometrica, également connue sous le nom de violette des rochers du Queensland, est l'une des plantes reviviscentes les mieux étudiées à ce jour, avec un projet de génome publié par une équipe chinoise.

Farrant et ses collègues ont également publié une étude moléculaire détaillée du Xerophyta Viscosa, une plante sud-africaine, et elle dit qu'un génome est en cours de développement. L'un ou l'autre de ces modèles, ou les deux, aideront les chercheurs en dessiccation à tester leurs idées sur des parcelles d'essai. Les recherches sur la revivification des plantes vont devenir de plus en plus important, à mesure que le changement climatique continue d’affecter l'agriculture.

De l’espoir pour améliorer la sécurité alimentaire dans les pays en développement.

Ces recherches sur les plantes reviviscentes sont très prometteuses et sources d’espoir surtout pour les pays en développement où la sécheresse est un facteur affectant la sécurité alimentaire. Selon un rapport des Nations Unies, l’accès à l’eau pourrait constituer la principale cause de conflits et de guerres en Afrique au cours des 25 prochaines années. De telles guerres séviront très probablement dans les pays devant se partager des fleuves et des lacs. Au-delà des plantes reviviscentes qui ont une résistance nature plus évoluée à la sècheresse, il serait également important de mentionner les techniques issues de la révolution agricole.

Nous avons par exemple la « sélection massale », une technique agricole très ancienne oubliée depuis l'avènement de l'agriculture intensive. Elle consiste à habituer progressivement ou apprendre aux plantes à pousser sans eau et à résister par elles mêmes aux maladies. Par exemple, le maraicher Pascal Poot[4] fait pousser tomates et aubergines dans une terre aride. Comment fait-il ? Il n'arrose qu'une seule fois au moment de la plantation, au début de l'été et laisse les plantes « se débrouiller ».  

Enfin, évoquons aussi le  « Polyter[5] », des granulés organiques crées par Philippe Ouaki Di Giorno pour permettre aux plantes de retenir 97% de l’eau lors de l’arrosage. Cet  hydro-rétenteur d’eau permet de faire pousser des plantes presque sans eau et de limiter son gaspillage.

Son efficacité est aujourd’hui reconnue dans le monde et dans de multiples domaines de la production végétale : agriculture, arboriculture, horticulture, paysagisme, pépinière, reforestation, végétalisation… et ce, dans des conditions parfois très inadaptées. Au Sénégal, au Burkina Faso ou encore en Égypte, ces cristaux transforment la terre sableuse en terreau fertile pour fruits et agrumes.

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