Adopter la plasticité ou la robustesse des plantes pour garantir la sécurité alimentaire

Pourquoi des plantes flexibles comptent pour nos assiettes

Alors que la population mondiale augmente et que le climat devient moins prévisible, l’une des questions majeures pour l’humanité est simple : pouvons-nous continuer à produire suffisamment de nourriture ? Cet article explore comment les plantes font face à des conditions changeantes comme la chaleur, la sécheresse et les sols pauvres, et comment les sélectionneurs peuvent exploiter deux caractéristiques contrastées — flexibilité et stabilité — pour protéger les récoltes. Comprendre ces notions aide à expliquer pourquoi certaines cultures prospèrent par mauvais temps tandis que d’autres échouent, et comment l’agriculture de demain pourrait s’adapter à un monde qui se réchauffe et devient moins stable.

Des herbes sauvages aux cultures mondiales

La plupart des principales cultures actuelles proviennent d’ancêtres sauvages domesticés au cours des 10 000 dernières années. Les premiers agriculteurs ont inconsciemment sélectionné des plantes avec des caractères répondant à leurs besoins : des grains plus gros chez le maïs, plus de semences chez le riz et le blé, ou des fruits plus volumineux chez la tomate et l’aubergine. Souvent, une poignée de gènes a entraîné des changements spectaculaires, transformant des plantes sauvages chétives en cultures à haut rendement. Aujourd’hui, seulement 15 espèces fournissent environ 70 % des calories consommées par l’humanité, quelques-unes — riz, blé, maïs, canne à sucre et orge — tenant la plus grande part. Pourtant, ces cultures sont désormais cultivées loin de leurs foyers d’origine et exposées à des climats, saisons et sols très variés, les obligeant à répondre à des pressions environnementales qu’elles n’avaient pas connues lors de la domestication initiale.

Flexibilité : des plantes qui changent selon le temps

Les auteurs utilisent le terme « plasticité phénotypique » pour décrire la capacité d’une plante à modifier son apparence ou son comportement lorsque les conditions changent. Un même génotype peut pousser en hauteur dans des champs frais et humides mais rester petit et fleurir tôt dans des environnements chauds et secs. La plasticité peut concerner tout, de l’architecture des racines à la date de floraison en passant par la chimie des feuilles et des fruits. Les outils modernes — études à l’échelle du génome, grands essais sur le terrain et surveillance environnementale détaillée — permettent aujourd’hui aux scientifiques de suivre comment des milliers de variétés réagissent aux différences de température, d’eau, de nutriments et de durée du jour. Ces travaux montrent que la plasticité est souvent contrôlée par des gènes spécifiques, qu’elle est héritable et qu’elle peut aider les cultures à s’ajuster aux climats locaux, parfois au prix d’un rendement moindre ailleurs.

Stabilité : des plantes qui tiennent la route

À l’autre extrémité du spectre se trouve la « canalisation » ou la robustesse : la tendance d’une plante à produire à peu près le même résultat — même sous des conditions différentes ou face à de petites variations génétiques. Les plantes robustes fonctionnent comme des machines bien conçues qui continuent de tourner malgré les aléas. Les chercheurs ont identifié des gènes qui aident à tamponner des caractères clés, comme l’horloge interne quotidienne, les défenses chimiques ou le rendement, de sorte qu’ils restent stables à travers les parcelles et les années. Chez des cultures comme la tomate et le soja, certaines régions génétiques sont associées à la stabilité du rendement plutôt qu’à un rendement moyen élevé. Ces gènes de « tamponnement » n’améliorent pas forcément la performance durant les bonnes années, mais ils réduisent le risque d’échecs catastrophiques durant les mauvaises années — une caractéristique précieuse là où le climat est rude ou imprévisible.

Choisir entre fort gain et filet de sécurité

Pour les sélectionneurs, les cultures plastiques et robustes ressemblent à des stratégies d’investissement différentes. Les variétés très plastiques peuvent offrir des rendements exceptionnels quand les conditions sont favorables, mais leurs performances peuvent beaucoup fluctuer quand le temps devient extrême, un peu comme une action risquée. Les variétés robustes se comportent davantage comme des placements conservateurs : elles atteignent rarement des records de rendement mais fournissent des récoltes plus fiables en situation de stress. La synthèse soutient qu’il est risqué de s’appuyer uniquement sur l’une ou l’autre stratégie. Le changement climatique entraîne à la fois des évolutions progressives et des extrêmes soudains, et aucune approche unique ne peut couvrir tous les scénarios futurs. Les sélectionneurs combinent donc des données génétiques détaillées, des mesures environnementales et des modèles d’apprentissage automatique pour prédire comment différentes variétés se comporteront dans de nombreux futurs possibles.

Équilibrer flexibilité et stabilité pour l’alimentation de demain

Pour un non-spécialiste, la conclusion principale de l’article est qu’il n’existe pas de type de culture « meilleur » pour le siècle à venir. Dans les régions bien gérées et relativement prévisibles, il peut être rentable de cultiver des variétés flexibles capables d’exploiter les bonnes années et d’augmenter les rendements. Dans les zones soumises à des sécheresses fréquentes, des vagues de chaleur ou des tempêtes, des lignées solides et robustes qui maintiennent leurs rendements peuvent être plus précieuses. Les auteurs recommandent une stratégie de « couverture des risques » : développer et conserver à la fois des cultures flexibles et robustes, élargir la gamme d’espèces sur lesquelles nous comptons et tester les plantes dans des conditions qui imitent les climats futurs. En combinant ces approches, l’agriculture peut à la fois protéger un approvisionnement alimentaire fiable et conserver la capacité d’adaptation à mesure que la planète continue d’évoluer.

Citation: Alseekh, S., Klemmer, A., Yan, J. et al. Embracing plant plasticity or robustness as a means of ensuring food security. Nat Commun 16, 461 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-55872-4

Mots-clés: sécurité alimentaire, amélioration des cultures, plasticité phénotypique, changement climatique, résilience des plantes