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Maïs qui se clone
À une heure de Mexico, le taxi quitte la route principale et le bruit et l'agitation de l'autoroute s'estompent. Passé une porte en acier et un poste de garde blanc, nous entrons dans le parc bien entretenu du Centre international pour l'amélioration du maïs et du blé, connu sous son acronyme espagnol, CIMMYT (prononcé SIM-it). C'est une ferme qui se fait passer pour une petite Organisation des Nations Unies. Un éventail de drapeaux rend hommage aux pays qui financent le travail de l'organisation : créer de meilleures récoltes pour les agriculteurs pauvres du monde en développement.
Plus loin se trouve une rangée de panneaux blancs, chacun devant une petite parcelle carrée où des épis de blé velus se balancent dans la brise. C'est le Walk of Fame de l'agriculture ; sur ces panneaux figurent les noms des variétés de blé qui ont émergé des terres de reproduction du CIMMYT il y a quatre décennies : Sonora, Yaqui, Kauz, Sujata, Sonalika et autres. Ces variétés, qui résistent aux maladies et produisent des rendements sans précédent, ont conquis l'Asie, supplantant les variétés de blé traditionnelles et les anciennes méthodes de culture. Stars de la Révolution verte, les nouvelles variétés ont déclenché une augmentation phénoménale de la production céréalière qui a permis à la Chine et à l'Inde de se nourrir. En effet, l'impact des nouvelles céréales a été si grand qu'elles ont valu à Norman Borlaug, le premier directeur du programme blé du CIMMYT, le prix Nobel de la paix en 1970.
Mais attendez. N'est-ce pas censé être le Centre International pour l'Amélioration du Maïs et du Blé ? Le maïs, comme la plupart du monde appelle le maïs, est la deuxième culture la plus cultivée après le riz ; c'est une usine remarquablement efficace pour convertir la lumière du soleil, le sol et l'eau en nourriture pour les humains et les animaux. Au cours des prochaines années, le maïs devrait dépasser le riz et prendre la première place. Alors, où est le maïs ? Pourquoi est-il absent du Walk of Fame ?
Comme tous ceux qui ont traversé le Midwest peuvent en témoigner, il existe certainement des variétés de maïs supérieures. Mais les plantes robustes et à haut rendement qui couvrent la campagne de l'Iowa sont hors de portée de la majorité des agriculteurs pauvres et de subsistance du monde - les personnes mêmes que CIMMYT a été fondée pour aider. Le problème est que si les agriculteurs veulent planter ces variétés haut de gamme - généralement des hybrides à indice d'octane élevé que les entreprises semencières créent en croisant deux lignées consanguines distinctes - ils doivent acheter de nouvelles semences chaque année. Les agriculteurs pauvres ne peuvent tout simplement pas se permettre de faire cela.
Le besoin annuel de graines fraîches est en partie une conséquence de la contrainte biologique du maïs à s'accoupler librement et sans discernement. Le blé, comme le riz, pratique le sexe sans risque de l'auto-sexe. Chaque fleur se pollinise, produisant des plantes filles qui sont des copies presque exactes de leurs parents - du moins c'est le cas avec les variétés de blé de race pure telles que celles publiées par CIMMYT. En conséquence, les agriculteurs peuvent utiliser une partie de la récolte de chaque année pour les semences, et les variétés peuvent facilement être partagées et transmises d'un champ à l'autre, d'un agriculteur à l'autre.
Le maïs, d'autre part, est la plus promiscuité des plantes. Ses glands - les organes génitaux masculins - distribuent des millions de grains de pollen dans le vent, fertilisant au hasard les épis de maïs à proximité, les organes génitaux féminins. La progéniture d'une plante peut donc varier énormément, selon le pollen qui a erré dans le voisinage. Ainsi, quel que soit le soin avec lequel les sélectionneurs du CIMMYT construisent des variétés améliorées de maïs, l'identité génétique de ces lignées se décompose rapidement lorsqu'elles sont libérées dans le creuset génétique des champs des agriculteurs. Les nouvelles caractéristiques - rendement plus élevé, capacité à résister à la sécheresse, résistance aux maladies - ont tendance à se dissiper et même à disparaître.
Le problème de variabilité est encore plus important avec les variétés hybrides que les semenciers privilégient. Pour le maïs et même pour les plantes autogames, la progéniture d'un hybride ne ressemble en rien à l'original.
Si seulement le maïs pouvait se reproduire en sautant complètement la pollinisation et en se clonant. L'idée n'est pas aussi farfelue qu'on pourrait le penser. Quelques plantes le font naturellement, créant des graines sans sexe dans un processus appelé apomixie. Les pissenlits se reproduisent par apomixie; il en va de même pour environ 400 autres espèces végétales, dont au moins un parent sauvage du maïs. Alors pourquoi pas le maïs ? Si quelqu'un pouvait actionner un interrupteur et rendre le maïs apomictique, CIMMYT pourrait enfin être en mesure de créer des variétés robustes très productives que les pauvres agriculteurs pourraient partager avec leurs voisins et replanter à partir de leur propre récolte année après année.
Richard Jefferson, fondateur du Centre pour l'application de la biologie moléculaire à l'agriculture internationale à Canberra, en Australie, affirme que les implications de l'apomixie vont bien au-delà du maïs. Le potentiel des plantes auto-clonantes, dit-il, est si profond et subversif que les sélectionneurs de plantes, généralement prudents et discrets, n'admettraient jamais d'en rêver à moins que vous ne les saouliez d'abord.
En plus de mettre les variétés hybrides et autres variétés supérieures de maïs à la portée des agriculteurs les plus pauvres, l'apomixie permettrait l'utilisation généralisée du riz hybride à haut rendement, des plantes dont les semences sont actuellement chères et difficiles à produire en grande quantité. Et l'apomixie pourrait aider à éliminer les maladies du manioc, une culture de base africaine qui est cultivée en replantant des morceaux de tubercules de plantes mères, dont certaines sont porteuses de maladies.
Après plus d'une décennie de travail, les chercheurs du CIMMYT et d'une poignée d'autres laboratoires dans le monde se penchent enfin sur l'apomixie. À l'aide de nouvelles informations et de nouveaux outils génomiques, ils peaufinent les gènes qui contrôlent la reproduction des plantes, dans l'espoir de dupliquer le processus d'auto-clonage dans le maïs et d'autres cultures importantes. S'ils réussissent - et ils semblent confiants que finalement, peut-être dans une autre décennie, ils le feront - l'apomixie ouvrira la porte à une révolution dans la production alimentaire mondiale, déclare Wayne Hanna, généticien au département américain de l'Agriculture à Tifton, GA.
Cela peut sembler être un objectif technologique avec lequel peu de gens pourraient contester. Pourtant, on ne sait pas si l'apomixie sera un jour autorisée dans les champs des agriculteurs. Deux forces opposées pourraient se trouver des alliées improbables pour tenter de le bloquer : l'opposition politique au génie génétique et les considérations financières des entreprises agricoles qui sont parmi les principaux sponsors de la recherche sur l'apomixie.
Quelques gars étaient fous d'apomixie pendant de nombreuses années, explique Daniel Grimanelli, un jeune scientifique qui est déjà un vétéran grisonnant du domaine. Installé sur un patio à l'extérieur du Centre de biotechnologie appliquée du CIMMYT, Grimanelli fait une pause en milieu de matinée avec la science. À en juger par son chaume de trois jours, ses lunettes de soleil, sa cigarette et sa veste en lambeaux, Grimanelli aurait tout aussi vraisemblablement émergé d'un grave problème. Grâce à une nomination conjointe au CIMMYT et à l'Institut de recherche pour le développement de Montpellier, en France, le Français a été transplanté au Mexique il y a une décennie, mais il parle anglais avec éloquence et force.
Dans les années 1970 et au début des années 1980, poursuit Grimanelli, il y avait essentiellement quatre gars : Yves Savidan en France, Wayne Hanna en Géorgie, Victor Sokolov en Russie et Gian Nogler en Suisse. L'apomixie, à l'époque, était une curiosité botanique, rien de plus. Hanna se souvient l'avoir rencontrée sous la forme de plants de sorgho d'apparence étrange dans une serre du Texas ; Sokolov, au loin dans la ville sibérienne de Novossibirsk, consacra ses travaux à l'herbe gamma, parente du maïs ; et Savidan, qui travaillait à l'époque en Côte d'Ivoire, s'est vu remettre une sélection d'herbes sauvages d'Afrique de l'Ouest.
Toutes ces plantes se livrent à une étrange forme de reproduction. Leurs ovaires produisent eux-mêmes de nouveaux embryons, en tant que clones de la plante mère. Pourtant, quelques-unes de ces plantes ont également des relations sexuelles. Ainsi, les hommes d'État les plus anciens de l'apomixie ont étudié les modèles par lesquels ce trait génétique particulier est hérité lorsque les plantes apomictiques s'accouplent avec leurs parents non apomictiques. Nous avons fini par découvrir que le trait se comportait comme un seul gène dominant, explique Savidan, qui dirige désormais les partenariats internationaux d'Agropolis, un consortium de recherche financé par l'État à Montpellier. C'était une conclusion étonnante, et Grimanelli dit, cela a conduit à une idée audacieuse : si c'est aussi simple, pourquoi ne pas le mettre dans les cultures ? Pourquoi ne pas croiser du maïs avec un parent apomictique ? Facile!
Facile, fait écho d'un air morose au collègue de Grimanelli Olivier Leblanc.
Grimanelli et Leblanc représentent un lien entre la première génération de chercheurs en apomixie comme Savidan, qui a utilisé la sélection végétale traditionnelle, et une nouvelle vague de chercheurs qui utilisent des marqueurs moléculaires, des données génomiques et le génie génétique. Savidan a déplacé ses recherches sur l'apomixie vers
CIMMYT à la fin des années 1980, et Leblanc et Grimanelli le rejoignent quelques années plus tard. Cela semblait l'endroit parfait. D'une part, le coffre-fort climatisé du CIMMYT rempli d'échantillons de graines contenait un trésor de graines d'herbe gamma, une plante ressemblant à un buisson qui est le plus proche parent apomictique du maïs. Plus important encore, la mission du CIMMYT d'améliorer les cultures pour les agriculteurs des pays en développement correspondait parfaitement aux avantages potentiels de l'apomixie.
Mais une décennie de sélection végétale traditionnelle n'a produit que de la frustration. Les chercheurs ont essayé de croiser l'herbe gamma et le maïs. Ils ont produit 300 000 plantes hybrides, des créations avec d'étranges combinaisons de caractéristiques des deux plantes. Ils ont essayé de rétrocroiser ces plantes hybrides avec du maïs ordinaire, espérant que chaque génération les rapprocherait d'une version apomictique du maïs. Inévitablement, quelque part sur la longue route vers le maïs, l'apomixie a disparu.
Maïs fou : CIMMYT a croisé du maïs avec de l'herbe gamma, générant une multitude de plantes d'apparence étrange. L'herbe gamma est au centre ( voir aussi l'image du haut ).
Mais juste au moment où l'ancienne approche était en train de mourir, une nouvelle est née. En 1999, le CIMMYT a signé un accord avec un semencier français, Limagrain ; une division du géant pharmaceutique suisse Novartis, devenu depuis Syngenta ; et la plus grande entreprise de semences au monde, Pioneer Hi-Bred. L'accord a donné au centre un financement et un accès à des bases de données privées sur le génome du maïs. Les nouveaux outils sont devenus si puissants, dit Grimanelli. Vous pouvez cloner des gènes, modifier des gènes, exprimer des gènes. Lui et Leblanc se sont lancés dans une recherche de gènes d'apomixie, en passant au crible les sections d'ADN présentes dans la forme apomictique de l'herbe gamma mais pas dans la version sexuelle. Ils ont suivi ces gènes jusqu'à un grand bloc d'ADN, environ un tiers d'un chromosome, qui est toujours présent sous la forme apomictique de l'herbe gamma. Pour trouver les gènes spécifiques dans cet immense champ d'ADN, les chercheurs lancent des transposons - de petits morceaux d'ADN qui s'insèrent au hasard dans les chromosomes - sur ce bloc d'ADN. Ils espèrent que les transposons s'inséreront dans des gènes importants pour l'apomixie, perturbant ainsi le processus. Lorsque cela se produira, les chercheurs devraient être en mesure de localiser le transposon et avec lui, le gène crucial qu'ils pourraient ensuite insérer dans le maïs. Mais les chercheurs du CIMMYT ne sont pas les seuls à rechercher les clés génétiques de l'apomixie. Une horde d'autres chercheurs, dont certains parrainés par de petites startups biotechnologiques, se sont joints à la chasse. Des projets concurrents ont vu le jour en Allemagne, en Suisse, en Australie, au Royaume-Uni, en France, au Mexique, en Californie, au Texas et en Utah. La plupart des nouveaux arrivants n'espèrent pas transférer les gènes de l'apomixie d'une espèce à une autre, de l'herbe gamma au maïs, par exemple. Au lieu de cela, ils bricolent avec le calendrier des propres gènes des plantes pour les inciter à se reproduire sans fertilisation. Les chercheurs travaillent sur les détails de cette apomixie synthétique grâce à des expériences avec leur rat de laboratoire préféré, une petite plante de moutarde appelée Arabidopsis thaliana . Les chercheurs du CIMMYT, dont les efforts vont également s'appuyer fortement sur les données génomiques de plantes mieux connues telles que Arabidopsis , dis le saut de Arabidopsis au maïs sera probablement plus difficile que ne le pensent de nombreux chercheurs. Mais encore, disent-ils, cela arrivera. L'incroyable dynamisme de tant de personnes qui y travaillent, dit Grimanelli, ne se démentira pas.
Le passage du laboratoire au terrain semble cependant tout aussi intimidant de nos jours. Un plant de maïs apomictique sera un organisme génétiquement modifié, et dans une grande partie du monde, de tels organismes ne sont pas les bienvenus. Les autorités de l'Union européenne n'ont approuvé la plantation ou l'importation d'aucune nouvelle culture génétiquement modifiée depuis 1998. Malgré la famine généralisée, la Zambie a récemment refusé l'aide alimentaire des États-Unis parce que les expéditions contenaient du maïs génétiquement modifié. Et au cours des quatre dernières années, le Mexique n'a pas autorisé le CIMMYT à tester du maïs génétiquement modifié en dehors d'une serre. En effet, si les opposants au génie génétique réussissent, aucun maïs génétiquement modifié ne poussera jamais sur le sol mexicain.
Le Mexique est la patrie ancestrale du maïs, le lieu où les peuples anciens ont domestiqué cette culture pour la première fois. C'est aussi le singulier réservoir au monde de la diversité génétique du maïs : les agriculteurs mexicains conservent un nombre étonnant de variétés de maïs. Adapté à une vaste gamme de climats, le maïs du Mexique est livré avec des grains en noir, blanc et toutes les couleurs intermédiaires.
Ainsi, lorsque des scientifiques ont signalé avoir trouvé des traces de maïs génétiquement modifié dans des champs de maïs isolés du sud du Mexique il y a un an et demi, cela a été particulièrement troublant pour ceux qui s'inquiétaient de la diversité génétique de cette ressource unique. En effet, bien que les conclusions de l'étude aient été vivement contestées par d'autres chercheurs, certains écologistes pensent qu'elle a révélé une catastrophe aux proportions historiques. Le centre mésoaméricain de la biodiversité agricole est contaminé par du maïs GM [génétiquement modifié], a annoncé le groupe ETC, une organisation militante basée à Winnipeg, au Canada. Greenpeace a déclaré que cette contamination irresponsable met en danger toute la structure génétique des populations de maïs.
L'image de plantes artificielles empoisonnant un puits biologique est puissante mais trompeuse, déclare Mauricio Bellon, un écologiste humain du CIMMYT qui a étudié le maintien par les agriculteurs mexicains de leurs variétés traditionnelles, ou races locales : les gens pensent que les races locales sont comme des vases fragiles dans un musée, mais ce n'est pas le cas. Les landraces ne sont pas pures et elles ne sont pas statiques, dit Bellon. Les agriculteurs mexicains, a-t-il découvert, apportent continuellement de nouvelles semences de leurs voisins et même de villages lointains pour enrichir et, espèrent-ils, revigorer leurs champs. C'est un peu comme mélanger les cartes d'un nouveau jeu pour augmenter les chances d'une main gagnante. Les bonnes cartes - les traits génétiques supérieurs - ont une chance de rester dans la partie. Les agriculteurs essaient de les choisir pour replanter l'année suivante, et ils défaussent les mauvaises cartes.
Il n'y a aucune raison apparente pour laquelle les cultures génétiquement modifiées devraient déplacer ou détruire la diversité génétique du Mexique, dit Bellon. Les nouveaux gènes feraient partie du mélange et ne persisteraient que si les agriculteurs aimaient les résultats. Mais, s'empresse-t-il d'ajouter, le maïs génétiquement modifié au Mexique peut présenter d'autres risques qui nécessitent un examen attentif.
En effet, presque tous ceux qui ont exploré la vague d'opposition aux cultures génétiquement modifiées - au Mexique et ailleurs - ont découvert un mélange de motivations. Les préoccupations concernant l'intégrité de la nature et la sécurité des aliments se mêlent à l'hostilité envers les entreprises qui ont lancé cette technologie sur le marché. Le Mexique a imposé un moratoire sur la plantation de tout le maïs génétiquement modifié, par exemple, non pas lorsque le CIMMYT a mené ses premiers essais sur le terrain, mais lorsque Monsanto, basée à Saint-Louis et d'autres sociétés ont commencé à faire pression pour obtenir l'autorisation de vendre leurs cultures génétiquement modifiées aux agriculteurs mexicains.
On rencontre d'ailleurs de l'antipathie envers la biotechnologie au sein du CIMMYT également. Les sélectionneurs croustillants du CIMMYT considèrent parfois le programme de biotechnologie de leur organisation comme un gâchis, une mode coûteuse qui a gaspillé des millions de dollars sans fournir, jusqu'à présent, un seul produit utile aux agriculteurs. Beaucoup n'apprécient pas les accords - accompagnés de clauses de confidentialité et d'accords pour protéger la propriété intellectuelle - que les biotechnologues du CIMMYT ont conclus avec des entreprises. Le centre ne devrait rendre de comptes qu'aux agriculteurs les plus pauvres du monde, disent ces critiques, et non aux empires multinationaux de la biotechnologie. A ce point où la mission humanitaire du CIMMYT rencontre les objectifs de l'entreprise privée, l'histoire de l'apomixie prend sa dernière tournure ironique. Car selon certains observateurs, les entreprises amies de l'apomixie sont aussi ses pires ennemis.
La raison est simple : les entreprises semencières sont incitées financièrement à empêcher l'auto-clonage du maïs des mains des agriculteurs, car l'apomixie brise une sorte naturelle de protection contre la copie. Les sociétés semencières vendent principalement des hybrides non seulement parce qu'ils produisent plus, mais aussi parce que les différences entre le maïs hybride et sa progéniture sont plus prononcées que dans les lignées consanguines. Ces différences poussent les agriculteurs à revenir chaque année chez le revendeur pour de nouvelles fournitures de semences. Les hybrides apomictiques, en revanche, pourraient se reproduire exactement, ce qui serait mauvais pour les affaires.
Il n'est donc pas surprenant que de nombreux observateurs pensent que les entreprises qui parrainent les recherches du CIMMYT souhaitent utiliser l'apomixie principalement comme un outil interne pour accélérer le processus compliqué de sélection d'hybrides et de production de semences. Avant de vendre des semences aux agriculteurs, les entreprises pourraient désactiver la capacité d'auto-clonage. L'idée dans le secteur des semences est que l'apomixie serait plus utile si vous pouviez la désactiver, explique Anthony Cavalieri, vice-président du développement des caractères et de la technologie chez Pioneer Hi-Bred. En fin de compte, les entreprises sponsors du CIMMYT pourraient considérer les hybrides apomictiques de premier ordre du CIMMYT comme une concurrence. Si le secteur à but lucratif contrôle l'apomixie en tant qu'outil, il ne voudra pas qu'il soit utilisé par le secteur public pour fabriquer des hybrides auto-réplicables, déclare Gary Toenniessen, qui gère les programmes de la Fondation Rockefeller dans l'agriculture mondiale. Et toute entreprise détenant des brevets sur un élément essentiel de la technologie de l'apomixie pourrait bloquer son utilisation, au moins jusqu'à l'expiration du brevet.
En 1998, Jefferson du Centre australien pour l'application de la biologie moléculaire à l'agriculture internationale a aidé à persuader plus de 20 chercheurs de premier plan de l'apomixie du monde entier à déclarer leur opposition au contrôle de la recherche par les entreprises. La soi-disant déclaration d'apomixie a déclaré : Nous sommes profondément préoccupés par le fait que la tendance actuelle à la consolidation de la propriété de la biotechnologie végétale entre quelques mains peut sévèrement restreindre l'accès à la technologie d'apomixie abordable. Malheureusement, dit Jefferson, les scientifiques sont des salopes au-delà des mots. De nombreux chercheurs sur l'apomixie ont depuis signé avec des entreprises privées.
Les scientifiques du CIMMYT insistent sur le fait qu'il n'y a pas de problème. Ils soutiennent que leurs commanditaires ont accepté de permettre au centre de distribuer du maïs apomictique aux agriculteurs pauvres des pays en développement. C'est parfaitement clair, dit Olivier Leblanc. Pour les clients du CIMMYT, la liberté est totale. Mais même Yves Savidan, l'architecte de la collaboration apomixienne du CIMMYT avec l'industrie, est devenu sceptique. Si vous ne contrôlez pas tout, vous ne contrôlez rien, dit-il.
Avant même que les premières graines de maïs autoclonantes apomictiques soient prêtes à être semées, la perspective se profile que les débats politiques et les intérêts des entreprises empoisonneront le sol. Et ce serait un fléau non seulement pour l'avenir des agriculteurs pauvres, mais aussi pour la réputation de la biotechnologie agricole - un domaine déjà harcelé par des accusations selon lesquelles sa science n'a pas fait assez pour le bien de l'homme.
Produire des cultures biotechnologiques qui nourrissent les pauvres et améliorent la vie des agriculteurs des pays en développement réfuterait de manière convaincante de telles accusations. David Hoisington, directeur du programme de biotechnologie du CIMMYT, pense que de telles cultures sont en route. Le premier maïs génétiquement modifié de CIMMYT, une variété non apomictique qui repousse le ver foreur de tige, est prêt pour les tests sur le terrain. Dans une autre décennie, les parcelles de maïs apomictique pourraient marquer une nouvelle entrée dans le Walk of Fame du CIMMYT. La technologie est un outil si puissant pour résoudre les problèmes, dit Hoisington, qu'elle doit être acceptée.