Adaptation des plantes cultivées aux conditions extrêmes : enseignements tirés d'espèces de l'Atacama

Dans un article publié dans la revue New Phytologist, des chercheurs ont étudié les métabolites de 24 espèces de plantes du désert de l'Atacama, en Amérique du Sud. Ce milieu se caractérise par un fort stress abiotique, lié à d'intenses radiations solaires, des oscillations de température extrêmes, une forte salinité et une faible teneur en azote des sols. Leurs recherches montrent que ces plantes, indifféremment de l'espèce à laquelle elles appartiennent, utilisent un ensemble commun de molécules qui leur permet de résister aux conditions dans lesquelles elles évoluent. Ces 39 métabolites, que les chercheurs ont reliés à différents facteurs de stress environnemental, existent aussi dans les espèces cultivées. Ils pourraient constituer des pistes intéressantes pour l'adaptation de ces dernières à l'évolution des conditions climatiques.

Source : New Phytologist

Rôle des assurances agricoles dans l’adaptation et l’atténuation face au changement climatique

L’assurance agricole est un instrument majeur, à l'échelle mondiale, du financement des risques et de l’adaptation au changement climatique. Elle représente un marché de 30 milliards de dollars et génère de multiples mais épars travaux de recherche. Analysant 796 articles publiés entre 2000 et 2019, cette méta-analyse diffusée dans Environmental Research Letters en propose une synthèse, pour mieux définir des priorités pour la recherche. Selon l'étude, les travaux se concentrent sur les pays à revenus élevés, les États-Unis et la Chine en tête, sur la production de céréales (24,7 % des articles) et le bétail (5,7 %). Ils se penchent sur le financement (24,9 %) et l’estimation de la demande d'assurance (22,5 %), mais n'abordent que rarement le changement climatique (4,5 %). Il existe ainsi peu d'études évaluant le rôle des assurances dans l'adaptation et l'atténuation en agriculture. Les auteurs recommandent d’orienter les recherches vers les régions les plus affectées par le changement climatique et pour des cultures favorisant la sécurité nutritionnelle mondiale.

Source : Environmental Research Letters

Marc-Williams Debono, L'intelligence des plantes en question, Éditions Hermann, 2020, 240 pages

Depuis une vingtaine d'années, une partie de la botanique est en pleine révolution : recherches scientifiques et livres « grand public » ont multiplié les annonces sur la « mémoire des plantes », la « communication des arbres » ou la « neurobiologie végétale ». Certains parlent de découvertes fondamentales, de révolution conceptuelle, de changement de paradigme, pendant que d'autres n'y voient qu'abus de langage, anthropocentrisme, approximations et généralisations abusives, voire imposture intellectuelle. Cet ouvrage entend dépassionner le débat, grâce à une approche pluridisciplinaire, et en distinguant les faits des hypothèses, les savoirs avérés des discours plus superficiels. Tous les articles ne se valent pas mais plusieurs sont d'un réel intérêt.

Par exemple, Jacques Tassin (écologue) montre que les capacités d'échanges entre plantes ne sont que le résultat mécanique des longs processus évolutionnistes de sélection naturelle. Aucune conscience spécifique n'est en jeu, mais seulement des phénomènes adaptatifs, inlassablement répétés, qui ont doté chaque spécimen de réponses à son milieu et à ses congénères. Pas de mémoire donc, ni d'opérations mnésiques, mais des chaînes de réactions biochimiques, mécaniques ou électriques, et un nombre limité de formes d'ajustement sensitif.

De son côté, Luciano Boi (mathématicien et philosophe) rappelle que la pousse et la structure des végétaux suivent des modèles logiques, mathématisables, mais que ces géométries morphologiques ne sont pas la preuve d'une raison ou d'une cognition. Elles résultent essentiellement de codes génétiques qui déterminent croissance et régénération, matrices physiologiques, symétrie et brisures de symétrie.

Marc-Williams Debono (neurobiologiste) réfute lui aussi l'idée d'une « intelligence des plantes ». Elles n'ont ni réflexions ni émotions mais, comme tous les êtres vivants, une activité bioélectrique interne (« électrome »), faite de réponses de leurs récepteurs membranaires aux variations de potentiel des stimuli électrogènes. Point de système nerveux donc, ni de cerveau, mais des capteurs largement répartis et synchronisés.

Au total, les auteurs refusent de prêter au végétal des « dispositions mentales subtiles ». Ils réfutent la « pseudoscience séduisante » en train de s'emparer de telles questions. S'il existe bel et bien une sensibilité des plantes, elles n'ont pas de système cérébrocentré et encore moins de sentiments, de volontés et de souhaits de communiquer. Elles sont le résultat de millions d'années de plasticicité adaptative et aucune nouvelle énigme ne se cache dans ou derrière la nature. La salade et le ficus ne pensent pas : ce sont principalement nos représentations du monde qui évoluent.

Bruno Hérault, Centre d'études et de prospective

Lien : Éditions Hermann

Vulnérabilité de l'agriculture et des pêcheries marines face au changement climatique

La revue Sciences advances a présenté, fin novembre, une étude consacrée à la vulnérabilité des systèmes de production alimentaire de différents pays du monde face aux effets du changement climatique. Le travail se focalise sur l'agriculture (hors élevage) et les pêcheries marines, dans respectivement 240 et 194 pays ou régions. Deux scénarios à horizon 2100 sont étudiés : un scénario « business as usual » ne supposant pas de réduction particulière des émissions de gaz à effet de serre ; un scénario de limitation forte conforme aux objectifs de l'Accord de Paris.

L'étude révèle que le changement climatique peut avoir des effets « gagnant-gagnant », « gagnant-perdant » et « perdant-perdant » pour l'agriculture et la pêche. Les régions tropicales seraient les plus exposées aux situations « perdant-perdant », sachant qu'elles sont également les plus vulnérables vis-à-vis de l'emploi, de la sécurité alimentaire et du revenu, et avec une moindre capacité d'adaptation. Les pays situés à une plus haute latitude, quant à eux, feraient face à des impacts plus faibles, voire à des situations gagnant-gagnant (Canada, Russie). Ainsi, le scénario business as usual exposerait 90 % de la population mondiale à des situations perdant-perdant et moins de 3 % à des situations gagnant-gagnant. Le scénario « Accord de Paris », en revanche, se traduirait par une exposition plus réduite de la population (60 %) à des situations perdant-perdant et plus de personnes (jusqu'à 5 %) se trouveraient dans des situations gagnant-gagnant. De plus, les effets « perdant » seraient de moindre amplitude que dans le scénario business as usual.

Écart de productivité de l'agriculture (A) et des pêcheries marines (B) à horizon 2100 sous le scénario « business as usual »

Source : Science advances

Les auteurs en concluent que les stratégies pour diminuer les émissions de gaz à effet de serre – à supposer qu'elles soient d'ampleur mondiale et maintenues dans le temps –, réduiraient massivement la vulnérabilité humaine aux impacts sur l'agriculture et les pêcheries marines. Et cela y compris dans les pays les plus émetteurs de gaz à effet de serre. Les auteurs invitent à envisager des stratégies d'adaptation intersectorielles dans les pays faisant face à des situations gagnant-perdant, par exemple pour réduire la production agricole au bénéfice de la pêcherie marine, ou inversement. Des pistes de recherche complémentaires sont évoquées, notamment le développement de l'aquaculture, pour les États qui disposent d'infrastructures adaptées.

Amplitude des changements de la productivité agricole et des pêcheries marines (intérieur des anneaux A et B), et proportion de la population mondiale affectée (extérieur des anneaux A et B), selon deux scénarios d'émissions de CO2 (RCP8.5 et RCP2.5)

Source : Science advances

Vincent Hébrail-Muet, Centre d'études et de prospective

Source : Science advances

Un rapport de la délégation à la prospective du Sénat sur l'adaptation aux dérèglements climatiques à l'horizon 2050

En mai 2019, la délégation à la prospective du Sénat a publié un rapport consacré à l'adaptation de la France aux changements climatiques à l'horizon 2050. Prenant acte d'une « réalité présente » et d'une « inexorable aggravation à moyen terme », les auteurs soulignent l'importance cruciale de l'adaptation, moins traitée et mise en avant que l'atténuation. S'ils s'intéressent aux prochaines décennies, l'horizon plus lointain (fin du siècle) est également considéré (projections climatiques à long terme, temporalité des actions).

Temporalité des actions d'adaptation

Source : Sénat

S'appuyant sur 36 auditions et la mobilisation de diverses publications, le document dresse, dans une première partie, un panorama des impacts actuels et à venir du changement climatique (hausse des températures, transformation du régime des précipitations, etc.). Il en détaille différents effets : sanitaires (ex. : prolifération de certaines algues), sur la sécurité des biens et des personnes (ex. : modification du régime de risques naturels), sur la ressource en eau (ex. : baisse de la recharge des nappes) et sur les activités économiques. L'agriculture figure au premier rang des secteurs touchés : sécheresses, stagnation ou plus grande variabilité interannuelle des rendements, modification des qualités organoleptiques des produits, problématiques de santé végétale et animale, etc.

La deuxième partie est consacrée aux moyens de « faire face » à ces dérèglements, alors que la mobilisation des acteurs publics (État et collectivités) est jugée encore « trop modeste ». Divers défis sont identifiés, parmi lesquels celui d'une approche systémique dans la conception des politiques d'adaptation : par exemple, une telle politique pour l'agriculture ne peut être menée sans travailler à l'évolution du système et des conduites alimentaires. Les auteurs formulent ainsi un ensemble de recommandations de portée générale.

Enfin, la troisième partie s'intéresse à quatre chantiers d'adaptation sensibles : territoires vulnérables, bâti et urbanisme, politiques de l'eau, agriculture. Dans ce dernier cas, les auteurs recommandent en particulier une meilleure rémunération des services agro-environnementaux (2nd pilier de la PAC), un traitement « responsable » des questions d'irrigation (stockage de surface conditionné à des pratiques plus économes et respectueuses de la biodiversité) et le renforcement des mécanismes de couverture assurantielle (prenant en compte les efforts d'adaptation des exploitants).

Julia Gassie, Centre d'études et de prospective

Source : Sénat

Le secteur vitivinicole face au changement climatique : impacts et stratégies en Europe méditerranéenne

Un rapport du groupe coopératif espagnol Cajamar, mis en ligne en mars 2019, regroupe un ensemble de contributions sur l'impact du changement climatique et les stratégies d'adaptation dans le domaine de la vitiviniculture, avec un focus sur les pays de l'Europe méditerranéenne. Il résulte d'une coopération entre l'Universidad Internacional Menéndez Pelayo (Valencia) et Cajamar, chargé de la publication.

La première partie du document examine des stratégies d'adaptation, et d’atténuation de l'impact du changement climatique en Espagne, au Portugal, en France et en Italie, dans le contexte d'une nouvelle géographie mondiale du vin. L'aspect institutionnel est illustré par l'analyse des résolutions de l'Organisation internationale de la vigne et du vin (OIV) sur, par exemple, l'utilisation durable de l’eau, le bilan des gaz à effet de serre du secteur, etc.

La deuxième partie s'intéresse aux pratiques d'adaptation tout au long de la chaîne de valeur : techniques d'irrigation, prévention des maladies, gestion de la maturation phénolique du raisin (dont la phénologie et la saccharimétrie sont affectées par le changement climatique), économies d'énergie, etc. Plusieurs chapitres sont ainsi consacrés à la gestion intégrée de la vigne : « irrigation déficitaire », couverture du sol, orientation des espaliers, interactions entre environnement et pathogènes du bois de la vigne, etc. La gestion des caves est, quant à elle, traitée dans un texte consacré à la certification espagnole WfCP (Wineries for Climate Protection), ainsi qu'au projet communautaire PEFCR Wine UE portant sur la durabilité environnementale du secteur vitivinicole.

Nous retiendrons aussi la contribution du Ministerio de agricultura, pesca y alimentación, portant sur les politiques publiques d'appui au secteur en matière d'adaptation : aides à la restructuration et reconversion des vignobles, soutiens à l’investissement, lesquels font partie du Programa de Apoyo al Sector del Vino.

Hugo Berman, Centre d'études et de prospective

Source : Grupo Cooperativo Cajamar

Anticiper les changements climatiques en Nouvelle-Aquitaine pour agir dans les territoires

Cinq ans après un premier rapport, le comité scientifique régional AcclimaTerra vient de publier une nouvelle édition. Sous la direction d'H. Le Treut, cette deuxième livraison est le fruit de la mobilisation d'environ 240 chercheurs. Elle intègre le périmètre élargi de la Nouvelle-Aquitaine et de nouvelles thématiques et disciplines (dont les sciences humaines). Face à la complexité des questions climatiques et de la transition environnementale, la région représente un espace d'action, de réflexion, de débat et d'éducation citoyenne, l'adaptation devant se concevoir avant tout à l'échelle des territoires. S'adressant à l'ensemble des acteurs concernés (élus, citoyens, etc.), les auteurs veulent accompagner cette démarche (défi de l'interface entre diagnostic scientifique et « complexité du fait social ») et fournissent des informations pour aider à la prise de décision. Une lecture à plusieurs niveaux est ainsi proposée (ouvrage, synthèse, infographies, compléments disponibles en ligne, etc.).

Évolution des émissions de gaz à effet de serre par secteur et par gaz, entre 1990 et 2015

Source : AcclimaTerra

Après un rappel des données clés de la région la plus vaste de France (5,9 millions d'habitants, 84 % du territoire occupés par l'agriculture et la forêt, etc.), quinze chapitres présentent des analyses détaillées sur des thématiques variées : dépendance entre climat local et climat global, approches historique et juridique, santé environnementale, milieux naturels, territoires urbains, massifs montagneux, etc. La ressource en eau, l'agriculture, la forêt, la pêche et la conchyliculture font ainsi l'objet de développements intéressants.

Extrait (volet « adaptation ») de l'infographie synthétisant le chapitre consacré à la pêche et à la conchyliculture

Source : AcclimaTerra

De la conclusion, il ressort que tous les territoires de la Nouvelle-Aquitaine sont, à des degrés divers, vulnérables au changement climatique, ce qui appelle, pour les auteurs, des actions différenciées tenant compte des inégalités. Ils soulignent également des besoins de travaux scientifiques, par exemple pour mieux établir les risques et estimer la vulnérabilité des territoires. Ils identifient par ailleurs des actions nécessaires dans divers domaines (ressource en eau, forêt, montagne, zones humides, pêche, conchyliculture, etc.). Ils insistent aussi sur l'urgence à agir en matière agricole, en mettant à profit les débats actuels, entre autres sur les produits phytosanitaires : repenser les systèmes de production en tenant compte de la durabilité économique et de la diversité des exploitations, ainsi que des changements d'habitudes alimentaires.

Julia Gassie, Centre d'études et de prospective

Source : AcclimaTerra

Des pistes pour permettre aux élevages bovins viande de mieux s'adapter à la demande

FranceAgriMer vient de publier la synthèse d'une étude réalisée par l'Institut de l'élevage, consacrée à l'adaptation des élevages bovins allaitants à la demande des marchés. Alors que la consommation française de viande bovine décroît régulièrement, que l'efficience économique des élevages allaitants se dégrade, cette étude cherche à préciser les demandes de l'aval en termes de catégories et de niveau d'engraissement des animaux, et à identifier des pistes d'adaptation des modes de production pour améliorer l'adéquation entre offre et demande. Ces pistes techniques sont étudiées sur des exploitations types, afin de comparer leurs incidences en matière de charge de travail, de résultats économiques et d'impact environnemental.

En effet, selon les débouchés, le poids demandé pour les carcasses varie nettement, de 300 à 320 kg pour des animaux destinés à la restauration hors domicile, jusqu'à plus de 440 kg pour la boucherie traditionnelle. L'évolution des circuits de commercialisation a donc une influence majeure. De plus, la baisse de la consommation se traduit par une diminution des portions, faisant évoluer la demande vers des pièces à griller plus petites et mieux calibrées.

Distribution du poids carcasse des vaches en 2014 et 2015 et demande des industriels

Source : Institut de l'élevage

Plusieurs pistes d'action permettraient cette meilleure adaptation de l'offre, telles l'augmentation du nombre de génisses produites (en réduisant le taux de renouvellement), la production de génisses légères (de 18 mois au lieu de 34), des vêlages plus précoces, l'utilisation de la race Angus en croisement terminal ou, à plus long terme, la sélection de gabarits plus petits. Chacune présente des intérêts et des limites, détaillés dans l'étude.

Dans tous les cas, les auteurs notent que ces évolutions ne peuvent intervenir que si les signaux-prix à l'achat sont cohérents et sécurisés dans le temps. En effet, alors que l'aval demande des carcasses légères, le prix reste pour l'instant favorable aux animaux les plus lourds. La contractualisation s'affirme comme un levier indispensable pour fournir aux éleveurs signaux, outils et visibilité, et donc pour impulser et soutenir ces adaptations des itinéraires techniques.

Jean-Noël Depeyrot, Centre d'études et de prospective

Source : FranceAgriMer

Revue d'adaptations génétiques humaines à divers contextes

Publié en octobre dans Science, un article s'intéresse aux adaptations du génome humain face à divers contextes locaux (conditions de vie, pratiques alimentaires, etc.). Grâce aux développements scientifiques et techniques récents (technologies génomiques, analyses statistiques, échantillons étendus de populations), l'identification et la cartographie fine des variants génétiques ont été améliorées. Cela ouvre des perspectives en matière de compréhension des évolutions humaines récentes, ainsi que des origines de la variabilité de caractères et de risques de maladies.

Plusieurs exemples pour lesquels les connaissances ont évolué récemment sont passés en revue : adaptation à la consommation de lait à un environnement arctique (alimentation marine riche en ɷ3), à un environnement toxique (taux naturellement élevés d'arsenic dans le sol par exemple), etc. Les adaptations du passé peuvent devenir des mal-adaptations aujourd'hui, comme le montre la fréquence élevée d'obésité et diabète de type 2 dans les Samoa. Les auteurs concluent par l'identification de pistes de recherche reposant en particulier sur les évolutions récentes de la génétique.

Source : Science

Adaptation au changement climatique en Afrique

Un document de discussion, produit par l’Institut international de recherche sur les politiques alimentaires (IFPRI), s’est intéressé à l’adaptation au changement climatique dans le secteur agricole dans 10 pays d’Afrique subsaharienne : Burundi, Erythrée, Ethiopie, Kenya, Madagascar, République démocratique du Congo, Ouganda, Rwanda, Soudan et Tanzanie.

Il établit une liste de 26 stratégies d’adaptation – dont deux sont communes aux 10 pays, et cinq sont partagées par plus de cinq pays – et passe en revue les progrès enregistrés dans l’adaptation à des tendances climatiques imprévisibles.

Les sept principales stratégies :

1. Développer des variétés de cultures à croissance rapide et résistantes à la sécheresse

2. S’intéresser aux nouvelles sources d’énergies renouvelables telles que l’énergie solaire

3. Utiliser des petits barrages pour collecter les eaux de pluies

4. Procéder à des croisements pour produire des espèces plus résistantes ; réduire le nombre total de têtes de bétail par la vente ou l’abattage

5. Conserver le couvert végétal en instaurant des zones interdites au pâturage, et garder des animaux plus petits comme les moutons et les chèvres

6. Protéger et rétablir la végétation dans les zones dégradées

7. Développer des systèmes intégrés de réponse et de surveillance des maladies et de préparation aux urgences pour prévenir, atténuer et répondre aux épidémies agricoles.

Agriculture biologique et changement climatique

Une étude récente de la FAO démontre le potentiel de l'agriculture biologique comme stratégie d'adaptation et d'atténuation au changement climatique. En effet, l'agriculture biologique contribue à une réduction des émissions de N²0 du sol, diminue les émissions de GES liés à l'utilisation de fertilisants de 20% et surtout pourrait contribuer à une séquestration dans le sol de 40% à 72% des émissions de GES (essentiellement grâce au non labour et semis sur couvert végétal, techniques également adoptées dans certains itinéraires "conventionnels"). Grâce à des rendements équivalents, ils restent une option valable pour assurer la sécurité alimentaire et ne devraient pas conduire à une extension incontrôlée des terres cultivées. Dans tous les cas, l'extension de l'agriculture biologique peut se faire tout en maintenant la surface en forêt grâce à l'agro-foresterie. Du point de vue de l'adaptation, les systèmes biologiques sont davantage résilients grâce à la diversité des productions et la construction d'un sol riche en matière organique et retenant mieux l'eau. Il permet également de limiter la dépendance aux intrants minéraux dont les prix sont volatils.

Il serait néanmoins utile d'aller plus loin dans l'analyse de l'évolution des rendements suite à une transition vers l'agriculture biologique, en faisant notamment des distingo selon les écosystèmes cultivés. Par ailleurs, il serait intéressant de comparer d'autres techniques "alternatives" ou plus mixtes. En effet, le semis direct sur couvert végétal non bio gagne beaucoup de terrain en Amérique latine, également chez les partisans de l'agri-business. Enfin, le potentiel élevé de stockage de carbone mériterait davantage d'étude.

Un autre intérêt de cet article est de mêler habilement adaptation, atténuation et développement. L'auteur utilise une vision prospective plus globale qui intègre le surenchérissement des énergies fossiles et de l'eau.

Marie-Aude Even (CEP)

L'étude de la FAO (12 p.)