Si les cultures pouvaient envie, ce serait pour les légumineuses. Les plants de haricots ont un super pouvoir. Ou plus exactement, ils en partagent un. Ils ont développé des relations symbiotiques avec des bactéries qui transforment l’azote atmosphérique en une forme utilisable par ces plantes, un élément essentiel pour la construction de leurs tissus, la photosynthèse et généralement pour rester en bonne santé. C’est ce qu’on appelle la fixation de l’azote. Si vous regardez les racines d’une légumineuse, vous verrez des nodules qui fournissent à ces microbes fixateurs d’azote une maison et de la nourriture.
D’autres cultures – les céréales comme le blé, le riz et le maïs – n’ont pas une relation symbiotique aussi profonde, de sorte que les agriculteurs doivent utiliser de grandes quantités d’engrais pour apporter aux plantes l’azote dont elles ont besoin. C’est très cher. Et la production d’engrais n’est pas bonne pour l’environnement. Il n’est pas facile de transformer l’azote atmosphérique en une forme d’azote que les plantes peuvent absorber par elles-mêmes. « Cela prend beaucoup d’énergie et des pressions et des températures très élevées », explique Angela Kent, biologiste végétale à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign. « Les bactéries font cela à des températures et pressions ambiantes, elles sont donc assez spéciales. Alors que l’énergie était bon marché, il nous a été facile de surutiliser les engrais azotés.
Pire encore, une fois dans les champs, l’engrais libère de l’oxyde nitreux, un gaz à effet de serre 300 fois plus puissant que le dioxyde de carbone. Le ruissellement des champs pollue également les masses d’eau, entraînant des proliférations d’algues toxiques. C’est un problème particulièrement grave dans le Midwest, où les engrais se déversent dans le fleuve Mississippi et se jettent dans le golfe du Mexique, alimentant des efflorescences massives chaque été. Lorsque ces algues meurent, elles aspirent l’oxygène de l’eau, tuant toutes les créatures marines assez malheureuses pour se trouver dans la région et créant une zone morte aquatique notoire qui peut atteindre la taille du New Jersey. Le changement climatique ne fait qu’exacerber le problème, car les eaux plus chaudes contiennent moins d’oxygène pour commencer.
Compte tenu de toute cette méchanceté, les scientifiques cherchent depuis longtemps à réduire la dépendance de l’agriculture aux engrais en donnant aux cultures céréalières leurs propres pouvoirs de fixation de l’azote. Et avec l’essor de la technologie d’édition de gènes au cours des dernières décennies, cette quête a progressé. Le mois dernier, dans le Revue de biotechnologie végétaleles chercheurs ont décrit une percée avec le riz, en concevant la plante pour produire plus de composés qui encouragent la croissance des biofilms, qui fournissent une maison confortable pour les bactéries fixatrices d’azote, tout comme les légumineuses fournissent des nodules pour leurs microbes partenaires.
«Depuis 30 ou 40 ans, les gens essaient de faire en sorte que les céréales se comportent comme des légumineuses», explique Eduardo Blumwald, biologiste végétal à l’Université de Californie à Davis, coauteur du nouvel article. « L’évolution dans ce sens est très cruelle. Vous ne pouvez pas faire en laboratoire ce qui a pris des millions et des millions d’années.
Alors qu’en est-il de la cruauté évolutive ? Pourquoi certaines plantes, comme les fougères aquatiques par exemple, peuvent-elles fixer l’azote alors que d’autres ne le peuvent pas ?
Ce n’est pas que les autres espèces ne reçoivent pas d’azote du tout. Les graminées céréalières utilisent l’azote qui est déjà dans le sol – il provient du fumier animal, ainsi que de toute la vie qui bouillonne dans la terre. (De nombreux groupes bactériens différents traitent l’azote atmosphérique, pas seulement les symbiotes des légumineuses.)
