Les végétaux du futur

Ce chapitre constitue la transition entre la génétique végétale, la sélection naturelle et la conception concrète des flores capables de traverser le XXIᵉ siècle.

La question n’est plus seulement :

Quelles espèces seront capables de survivre au climat futur ?

Elle devient :

Comment identifier, conserver, croiser, sélectionner et diffuser les populations végétales possédant les caractères nécessaires pour prospérer dans les climats futurs ?

Il faut donc passer d’une botanique descriptive à une véritable ingénierie de la diversité végétale.

I. De la plante actuelle à la plante du futur

Une plante du futur ne sera pas nécessairement une nouvelle espèce.

Elle pourra être :

une variété ancienne redécouverte ;
une population locale particulièrement résistante ;
une nouvelle sélection variétale ;
un croisement entre plusieurs lignées ;
une population issue de plusieurs provenances ;
un écotype adapté à un climat plus chaud ;
une variété sélectionnée pour sa stabilité ;
une combinaison de plusieurs génotypes cultivés ensemble.

Le futur végétal sera donc probablement beaucoup plus diversifié que ne le laisse penser la simple notion de « nouvelles espèces ».

II. La sélection variétale

La sélection variétale consiste à identifier et multiplier les individus présentant des caractères recherchés.

Historiquement, l’agriculture a sélectionné notamment :

rendement ;
calibre ;
goût ;
précocité ;
conservation ;
résistance aux maladies ;
architecture ;
aptitude à la récolte.

Avec le changement climatique, les critères doivent s’élargir.

III. Les nouveaux critères de sélection

Une variété destinée au XXIᵉ siècle pourra être évaluée selon :

Eau

efficacité d’utilisation de l’eau ;
profondeur racinaire ;
résistance à la sécheresse ;
récupération après sécheresse ;
résistance à l’embolie hydraulique.

Température

tolérance aux fortes températures ;
capacité de récupération après canicule ;
stabilité de la photosynthèse ;
résistance aux nuits chaudes.

Phénologie

date de floraison ;
durée du cycle ;
besoin en froid ;
sensibilité aux faux printemps ;
résistance aux gels tardifs.

Sol

tolérance aux sols pauvres ;
tolérance à la compaction ;
association avec les mycorhizes ;
capacité à exploiter différents horizons.

Événements extrêmes

vent ;
inondation ;
sécheresse ;
feu ;
gel ;
salinité.

IV. Sélectionner la performance… ou la résilience ?

C’est une question fondamentale.

Une variété peut produire :

10 tonnes/ha en année normale

mais seulement :

2 tonnes/ha en année sèche.

Une autre peut produire :

8 tonnes/ha en année normale

et :

6 tonnes/ha en année sèche.

La première possède une performance maximale supérieure.

La seconde possède une stabilité climatique supérieure.

Pour Omakëya™, il faudra donc développer une notion de :

performance climatique intégrée.

V. Sélectionner sur plusieurs années

Une variété ne devrait pas être évaluée sur une seule saison.

Il faut idéalement observer :

années humides ;
années sèches ;
années chaudes ;
années froides ;
épisodes de gel ;
événements extrêmes ;
années à forte pression parasitaire.

L’objectif est d’identifier les plantes dont la performance reste acceptable dans une large gamme de conditions.

VI. Sélection dans plusieurs environnements

Une sélection réalisée dans un seul lieu peut produire une variété très bien adaptée à ce lieu mais moins performante ailleurs.

Il devient donc intéressant de tester une même population dans plusieurs environnements :

Nord ─────────────┐
                  │
Centre ───────────┼──→ même population
                  │
Sud ──────────────┤
                  │
Montagne ─────────┘

On peut alors étudier les interactions :

génotype × environnement (G × E).

VII. Les essais multi-environnements

Ces essais permettent d’identifier :

variétés largement adaptées ;
variétés spécifiquement adaptées ;
variétés stables ;
variétés très performantes mais sensibles ;
variétés résilientes.

Cette approche sera particulièrement importante pour anticiper les conditions de 2050, 2080 et 2100.

VIII. Les croisements

Le croisement permet de réunir dans une descendance des caractères provenant de parents différents.

Par exemple :

Parent A
résistance sécheresse
        +
Parent B
fort rendement
        ↓
    CROISEMENT
        ↓
   descendants
        ↓
    sélection
        ↓
nouvelle population

Le processus peut être répété sur plusieurs générations.

IX. Pourquoi croiser ?

Un parent peut posséder :

excellente résistance hydrique ;

mais :

faible rendement.

Un autre peut posséder :

excellent rendement ;

mais :

forte sensibilité à la sécheresse.

Le croisement permet de rechercher des combinaisons nouvelles.

Mais il ne garantit pas que tous les caractères favorables seront réunis chez un même descendant.

X. La recombinaison génétique

Lors de la reproduction sexuée, les caractères parentaux sont recombinés.

Cela crée une grande diversité de descendants.

La sélection peut ensuite identifier les individus intéressants.

On obtient ainsi :

croisement

→ diversité des descendants

→ évaluation

→ sélection

→ reproduction

→ nouveau cycle.

C’est le principe de nombreuses méthodes classiques d’amélioration variétale.

XI. Les croisements interspécifiques

Dans certains cas, des croisements peuvent être réalisés entre espèces proches.

Ils peuvent permettre d’introduire certains caractères :

résistance ;
tolérance ;
qualité ;
adaptation à un environnement particulier.

Mais les barrières reproductives peuvent être importantes.

L’hybridation interspécifique doit donc être étudiée au cas par cas.

XII. La polyploïdie et les hybrides

Chez les plantes, la polyploïdie et l’hybridation ont joué un rôle considérable dans l’évolution.

Elles peuvent contribuer à :

modifier la vigueur ;
modifier la taille ;
modifier la fertilité ;
créer de nouvelles combinaisons génétiques ;
favoriser la diversification.

Elles constituent donc un élément important de l’histoire évolutive des végétaux et de l’amélioration végétale.

XIII. Les variétés anciennes

Les variétés anciennes ne doivent pas être considérées uniquement comme un patrimoine historique.

Elles peuvent contenir des caractères aujourd’hui moins représentés dans les variétés modernes :

rusticité ;
diversité génétique ;
adaptation locale ;
tolérance à certains stress ;
résistance à certaines maladies ;
phénologie particulière.

Elles constituent donc potentiellement une réserve génétique stratégique.

XIV. Les populations locales

Une population locale peut avoir subi pendant des décennies ou des siècles une sélection naturelle et humaine dans un environnement particulier.

Elle peut ainsi contenir des caractères adaptés à :

climat ;
sol ;
saisonnalité ;
maladies locales ;
sécheresse ;
altitude.

La disparition d’une variété locale représente donc potentiellement une perte irréversible de diversité génétique.

XV. Conservation génétique

La conservation génétique vise à préserver cette diversité.

Elle peut concerner :

variétés cultivées ;
espèces sauvages apparentées ;
populations locales ;
écotypes ;
lignées ;
semences ;
matériel végétatif.

L’objectif n’est pas simplement de conserver une plante.

Il faut conserver la diversité génétique présente au sein de la population.

XVI. Conservation in situ

La conservation in situ consiste à conserver les populations dans leur environnement naturel ou agricole.

Elle permet de maintenir :

interactions écologiques ;
sélection naturelle ;
adaptation continue ;
pollinisation ;
évolution de la population.

C’est une conservation dynamique.

Elle est particulièrement intéressante face au changement climatique puisque les populations continuent à évoluer.

XVII. Conservation ex situ

La conservation ex situ consiste à préserver le matériel génétique hors de son environnement naturel.

Elle peut prendre plusieurs formes :

banques de graines ;
collections végétales ;
vergers conservatoires ;
jardins botaniques ;
collections clonales ;
cultures in vitro.

Elle constitue une assurance contre la disparition des populations naturelles.

XVIII. In situ + ex situ

Les deux stratégies sont complémentaires.

             DIVERSITÉ GÉNÉTIQUE
                     │
          ┌──────────┴──────────┐
          ↓                     ↓
       IN SITU               EX SITU
          │                     │
          ↓                     ↓
     évolution              conservation
     adaptation              patrimoine
          │                     │
          └──────────┬──────────┘
                     ↓
              sécurité génétique

Pour une stratégie à l’horizon 2100, il serait dangereux de dépendre d’une seule méthode.

XIX. Les banques de graines

Les banques de graines constituent une forme particulièrement puissante de conservation.

Elles permettent de conserver :

des variétés ;
des populations ;
des lignées ;
des écotypes.

Une banque peut ainsi préserver une diversité génétique qui aurait autrement disparu du terrain.

XX. Toutes les graines ne se conservent pas de la même manière

Il faut distinguer notamment :

Graines orthodoxes

Elles supportent généralement un séchage important et peuvent être conservées à basse température.

Graines récalcitrantes

Elles supportent mal la dessiccation et sont beaucoup plus difficiles à conserver sous forme de graines sèches.

Cela pose un problème particulier pour certaines espèces forestières et tropicales.

XXI. Les arbres et la conservation génétique

Pour les arbres, la conservation est souvent plus complexe.

On peut utiliser :

graines ;
vergers à graines ;
collections vivantes ;
clones ;
boutures ;
cultures in vitro ;
conservation de populations naturelles.

Pour certaines espèces, une simple banque de graines ne suffit donc pas à conserver toute la diversité génétique.

XXII. La diversité intra-spécifique

C’est un point fondamental pour le Tome 8.

Deux individus de la même espèce peuvent être extrêmement différents dans leur réponse au climat.

Il faut donc éviter :

« cette espèce résiste à la sécheresse ».

Il serait plus rigoureux de demander :

« quelles populations, provenances et génotypes de cette espèce présentent la meilleure réponse à la sécheresse dans quelles conditions ? »

XXIII. Les provenances

Pour une même espèce, différentes provenances peuvent présenter des caractéristiques différentes.

Par exemple :

Provenance	Climat d’origine	Caractéristique potentielle
A	frais et humide	croissance rapide
B	chaud et sec	économie d’eau
C	altitude	tolérance au froid
D	climat continental	forte saisonnalité

Le choix de la provenance peut donc être aussi important que le choix de l’espèce.

XXIV. Le déplacement des provenances

Avec le réchauffement, on peut envisager d’introduire certaines provenances provenant de régions actuellement plus chaudes ou plus sèches.

Mais cette stratégie doit être prudente.

Elle doit prendre en compte :

compatibilité climatique ;
sol ;
photopériode ;
maladies ;
interactions biologiques ;
risque d’hybridation ;
risque invasif ;
évolution future.

XXV. La migration assistée

La migration assistée consiste à déplacer intentionnellement des populations ou espèces vers des zones où les conditions futures pourraient leur être plus favorables.

Elle peut devenir pertinente lorsque :

vitesse du changement climatique

vitesse naturelle de migration.

Mais elle comporte des risques écologiques importants.

Elle doit donc être intégrée dans une stratégie de gestion adaptative, et non appliquée systématiquement.

XXVI. Les banques de graines comme « mémoire biologique »

Une banque de graines peut être considérée comme une véritable mémoire génétique du territoire.

Elle peut conserver :

des caractères disparus des cultures modernes ;
des populations locales ;
des adaptations anciennes ;
des combinaisons génétiques rares.

Elle permet ainsi aux générations futures de retrouver du matériel génétique qui pourrait devenir précieux dans un climat différent.

XXVII. La banque de graines du futur

Pour Omakëya™, on peut aller plus loin.

Une banque de graines locale pourrait documenter chaque lot :

espèce ;
variété ;
provenance ;
année ;
climat d’origine ;
sol ;
exposition ;
performances ;
résistance à la sécheresse ;
date de floraison ;
rendement ;
sensibilité aux maladies ;
comportement après canicule.

On transforme alors une simple collection de graines en base de données évolutive.

XXVIII. Banque de graines + données climatiques

Chaque population peut être associée à son environnement d’origine.

On obtient :

génome / provenance

climat

sol

phénotype

performance

Cela ouvre la voie à une cartographie des ressources génétiques.

XXIX. Banque de graines + intelligence artificielle

À terme, l’IA pourrait aider à rechercher :

Quelles populations possèdent les caractères nécessaires pour tel climat futur ?

On pourrait croiser :

données génétiques ;
données météorologiques ;
données pédologiques ;
données hydrologiques ;
données phénotypiques ;
historiques de rendement ;
données satellitaires.

L’objectif serait d’identifier les combinaisons :

génotype × environnement × performance.

XXX. Une banque génétique Omakëya™

Pour la Vision Omakëya™, on pourrait imaginer une banque génétique territoriale organisée en plusieurs niveaux :

Niveau 1 — Jardin

Semences et boutures locales.

Niveau 2 — Commune

Variétés et populations du territoire.

Niveau 3 — Région

Diversité climatique et pédologique régionale.

Niveau 4 — Réseau national

Collections coordonnées.

Niveau 5 — Réseau international

Échanges de ressources génétiques documentées.

XXXI. Ne pas conserver uniquement les « meilleures »

Une banque génétique ne doit surtout pas conserver uniquement les variétés actuellement les plus performantes.

Elle doit également conserver :

les variétés moyennes ;
les variétés anciennes ;
les populations marginales ;
les écotypes particuliers ;
les caractères rares.

Pourquoi ?

Parce que le climat futur peut modifier complètement la valeur de ces caractères.

Le caractère inutile aujourd’hui peut devenir indispensable demain.

XXXII. Sélection dynamique

Le futur ne doit pas être considéré comme une cible fixe.

Il serait préférable de mettre en place des cycles :

Conserver
   ↓
Tester
   ↓
Observer
   ↓
Sélectionner
   ↓
Croiser
   ↓
Tester dans plusieurs climats
   ↓
Conserver les nouveaux génotypes
   ↓
Recommencer

La sélection devient ainsi un processus continu d’apprentissage biologique.

XXXIII. Sélection participative

Cette approche peut être appliquée directement dans les jardins, vergers et exploitations.

Plusieurs jardiniers ou agriculteurs peuvent conserver des graines provenant des plantes qui ont particulièrement bien résisté à :

sécheresse ;
canicule ;
pluie excessive ;
maladie ;
hiver rigoureux.

Ces graines sont ensuite réévaluées.

Cela crée une forme de sélection participative et décentralisée.

XXXIV. Les jardins comme laboratoires évolutifs

Dans la Vision Omakëya™, un jardin peut devenir plus qu’un espace de production.

Il peut devenir :

un laboratoire vivant d’adaptation climatique.

On observe :

quelles plantes survivent ;
lesquelles produisent ;
lesquelles se régénèrent ;
lesquelles résistent aux extrêmes ;
lesquelles récupèrent ;
lesquelles se reproduisent naturellement.

Puis on conserve les populations intéressantes.

XXXV. Une architecture génétique du jardin

Plutôt que :

1 variété × 1 parcelle

on peut imaginer :

plusieurs provenances × plusieurs variétés × plusieurs microclimats.

Le jardin devient alors un réseau d’expérimentation.

Une haie exposée au sud ne sélectionnera peut-être pas les mêmes individus qu’une haie exposée au nord.

Avec le temps, les populations peuvent diverger.

XXXVI. Les microclimats comme outils de sélection

La Vision Omakëya™ introduit ici une idée particulièrement intéressante :

Nous ne sélectionnons pas uniquement les plantes ; nous pouvons aussi concevoir les environnements dans lesquels la sélection se produit.

Créer :

ombre ;
humidité ;
mares ;
haies ;
bosquets ;
sols profonds ;
sols secs ;
pentes ;
expositions différentes ;

permet de créer plusieurs niches climatiques.

La sélection peut alors se produire à l’intérieur même du système.

XXXVII. Vers des populations végétales évolutives

L’objectif final pourrait être de créer des populations :

diversifiées ;
localement adaptées ;
génétiquement riches ;
capables de se reproduire ;
capables de répondre aux variations climatiques.

On ne cherche plus seulement une variété optimale.

On cherche :

une population capable de continuer à évoluer.

XXXVIII. Les végétaux du futur : quatre piliers

Le chapitre peut finalement être structuré autour de quatre piliers :

                 VÉGÉTAUX DU FUTUR
                        │
       ┌────────────────┼────────────────┐
       ↓                ↓                ↓
   SÉLECTION          CROISEMENTS     CONSERVATION
   VARIÉTALE             │             GÉNÉTIQUE
       │                 │                │
       └─────────────────┼────────────────┘
                         ↓
                 BANQUES DE GÈNES
                         ↓
               DIVERSITÉ PRÉSERVÉE
                         ↓
              ADAPTATION CLIMATIQUE

XXXIX. La vision à 2100

En 2100, la gestion des végétaux pourrait donc être très différente de celle d’aujourd’hui.

On pourrait disposer pour une même espèce de :

centaines de provenances ;
milliers de génotypes documentés ;
données climatiques historiques ;
profils génétiques ;
profils physiologiques ;
données de résilience ;
simulations climatiques ;
modèles de performance.

L’IA pourrait alors aider à identifier les populations les plus prometteuses pour différents scénarios.

XL. Le principe Omakëya™

Le message central du chapitre peut être formulé ainsi :

Nous ne pouvons pas connaître avec certitude la plante parfaite du climat de 2100. En revanche, nous pouvons préserver suffisamment de diversité végétale pour donner aux générations futures les moyens de la trouver.

C’est une différence fondamentale.

La stratégie n’est pas de prédire parfaitement le futur.

Elle consiste à préserver les options biologiques du futur.

XLI. Synthèse

Outil	Fonction principale	Horizon
Sélection variétale	Améliorer certains caractères	Court/moyen terme
Croisements	Créer de nouvelles combinaisons	Générations
Conservation in situ	Maintenir l’évolution naturelle	Long terme
Conservation ex situ	Préserver la diversité existante	Très long terme
Banques de graines	Stocker des ressources génétiques	Décennies/siècles
Collections vivantes	Conserver les espèces difficiles à stocker	Long terme
Provenances	Exploiter la diversité géographique	Climat futur
Migration assistée	Déplacer certaines populations	Adaptation spatiale
Sélection participative	Multiplier les sites de sélection	Territoires
IA + génomique	Identifier les combinaisons prometteuses	2030–2100