Est-ce que les scientifiques peuvent rendre les fruits et les légumes résilients au changement climatique?

En 2023, un nouveau type de pomme a fait ses débuts commerciaux lors d'un salon à Berlin. Le Tutti est croustillant, juteux et a ce blush parfait – un magnifique cultivar qui a mis des décennies à produire. Mais sa renommée est encore plus grande : il est conçu pour prospérer à des températures aussi élevées que 40° Celsius (104° Fahrenheit).

La pomme est un produit du Hot Climate Partnership, une collaboration entre des chercheurs et des groupes industriels d’Espagne et de Nouvelle-Zélande visant à créer des cultures capables de prospérer dans des climats de plus en plus chauds. Le groupe a uni ses forces en 2002, au milieu d'étés de plus en plus chauds dans la région catalane d'Espagne, qui laissaient les pommes cultivées là-bas brûlées et pâteuses. Après plus de 20 ans de croisements pour la tolérance à la chaleur, le Tutti (dont le nom de recherche est HOT84A1) a été dévoilé.

Aujourd’hui, le Tutti est cultivé bien au-delà des États-Unis, du Chili et de la Chine, rejoignant une liste croissante de fruits et légumes que les chercheurs tentent de protéger contre le climat à mesure que la planète se réchauffe. En utilisant des outils allant des anciens – croisements, revitalisation de plantes indigènes, techniques de plantation respectueuses de la chaleur – aux nouveaux, comme l’édition génétique, les chercheurs tentent de donner aux sélectionneurs de plantes et aux jardiniers amateurs une longueur d’avance sur une planète en évolution.

C'est une tâche herculéenne. Ce qui semblait chaud il y a 20 ans est désormais monnaie courante, explique Joan Bonany, pomologue à l'Institut de recherche et de technologie agricoles près de Barcelone et co-fondateur du Partenariat pour le climat chaud. Les souvenirs de marcher confortablement parmi ses rangées soignées de pommiers et de poiriers « s'étendent de plus en plus loin dans le temps », dit-il, et prévoir l'avenir « c'est un peu comme tirer sur une cible en mouvement ».

Science News recueille les questions des lecteurs sur la manière de faire face au changement climatique de notre planète.

Que voulez-vous savoir sur la chaleur extrême et comment elle peut conduire à des conditions météorologiques extrêmes ?

Dans un sens, dit Bonany, le Tutti est déjà dépassé.

"Les températures supérieures à 40 degrés Celsius, qui vont de plus en plus dans notre avenir, vont causer de réels problèmes", déclare Mario Andrade, phytogénéticien à l'Université du Maine à Orono et co-chercheur sur un projet visant à créer des pommes de terre résilientes au climat. .

Pour atteindre cet objectif mouvant, les scientifiques partent de ce qu’ils savent sur la manière dont les plantes tolèrent la chaleur.

Des recherches ont montré que même une légère augmentation des températures pendant la saison de croissance peut affaiblir considérablement les rendements de nombreuses plantes. À l'échelle mondiale, par exemple, chaque augmentation de 1 degré Celsius entraîne respectivement une perte de 10 pour cent et de 6,4 pour cent des rendements du riz et du blé – des aliments qui, avec le maïs, représentent la plus grande part des calories alimentaires mondiales.

Mais ce n’est là qu’une des nombreuses choses qui peuvent mal tourner lorsque les températures augmentent. D'autres signes de stress thermique que vous pouvez voir souvent dans vos propres plantes de jardin comprennent le flétrissement, une croissance plus lente, des signes de brûlure sur les feuilles et les tiges, des fruits et légumes plus petits ou des plantes qui fleurissent mais ne produisent jamais de récoltes - un signe que leur pollen, qui est sensible à la chaleur, est endommagé. Certaines plantes émettent même leur signal de détresse de manière acoustique en émettant de petits clics ultrasonores lorsqu'elles ont très soif (SN : 30/03/23).

À mesure que les températures continuent d'augmenter, les fonctions essentielles des protéines végétales, telles que la régulation de la photosynthèse, le transport de l'eau et des nutriments et la prévention des maladies, commencent à se déployer et à se dégrader, explique Owen Atkin, botaniste à l'Université nationale d'Australie à Canberra, qui développe blé résistant à la chaleur. Les plantes peuvent réparer ces dommages grâce à des protéines de choc thermique qui apparaissent rapidement. Et au-dessus de 50 °C (122 °F), les plantes commencent à modifier la composition chimique de leurs membranes cellulaires pour empêcher leurs lipides de fondre comme du beurre laissé sur le comptoir. Mais ils le font à un prix.

"Le coût de la survie alors que vous essayez de réparer, réparer, réparer, parce que la dégradation se produit plus rapidement, signifie que vous dépensez beaucoup plus d'énergie pour essayer de survivre", explique Atkin. « Nous avons besoin de travaux révolutionnaires pour nous protéger contre ce genre de dommages. »

La plupart des nouvelles espèces végétales d'aujourd'hui sont encore créées comme elles l'ont été depuis des milliers d'années, grâce à un processus connu sous le nom de sélection sélective dans lequel les parents présentant des caractéristiques souhaitables sont croisés et leur progéniture est éclaircie au fil des générations successives jusqu'à ce qu'il ne reste que les plus robustes. C'est un processus long, et il n'y a pas beaucoup de façons de le raccourcir – « Une plante pousse aussi vite qu'une plante grandit », explique Andrade – mais il existe de nouvelles façons de rendre le processus plus efficace.