Depuis près de dix ans, des chercheurs de la banque de graines de Svalbard en Norvège collectent et stockent des échantillons de semences du monde entier, qu'ils préservent méticuleusement dans une chambre forte creusée à plus de 100 mètres du flanc d'une montagne du cercle polaire arctique. Puis, un jour d'octobre 2015, il s'est passé quelque chose d'inédit: des chercheurs ont commencé à extraire les semences, lançant 138 boîtes noires contenant 38 000 semences dans la voûte en acier et en béton, à travers ses portes et dans le monde.
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La banque de semences de Svalbard est peut-être l'exemple le plus célèbre d'une banque de semences ou d'une banque de gènes - un lieu destiné à conserver la biodiversité afin que, en cas de catastrophe telle que la sécheresse, la maladie ou la guerre, les principales espèces cultivées puissent être repeuplées. Lors du premier retrait de Svalbard, cette catastrophe était due à l'homme: les semences avaient été envoyées à Svalbard avant que les rebelles ne s'emparent d'une autre banque de semences à Alep pendant la guerre civile syrienne. Les graines extraites de Svalbard - un mélange de céréales, de blé, d'orge, de fèves, de lentilles et de pois chiches - ont été envoyées au Liban et au Maroc, sur une distance de 3 000 km, où les scientifiques poursuivront les recherches entreprises à Alep. Les chercheurs espèrent que leurs projets contribueront à développer de nouvelles souches plus résistantes de ces cultures, qui pourraient éventuellement résister aux changements climatiques ou aux maladies.
Les chercheurs travaillant sur ces semences, à Alep et dans le monde entier, ont eu de la chance. Ils ont pu s'assurer que des doublons de leurs semences existaient ailleurs que dans leur banque de gènes, et ils ont pu identifier rapidement et efficacement les semences dont ils avaient besoin lorsqu'ils devaient effectuer un retrait. Pour des centaines de banques de gènes à travers le monde - en particulier celles opérant à un niveau régional ou national - cela aurait facilement pu ne pas être le cas.
Les banques de gènes sont souvent considérées comme une dernière ligne de défense de la biodiversité - une garantie que même si le pire devait se produire, des sauvegardes sont en place pour garantir que le monde puisse toujours accéder à des cultures cruciales telles que le maïs ou à d'importantes réserves de matériel génétique., comme une variété de blé qui pousse particulièrement bien dans les climats secs. En réalité, cependant, les banques de gènes sont confrontées à une multitude de problèmes, allant de morceaux de biodiversité manquants à un manque de communication entre les banques de gènes et à un financement incertain.
En conservation, il existe deux méthodes principales de préservation d’une plante, d’un animal ou d’un élément d’information génétique particulier: la conservation in situ, lorsque l’échantillon en question est préservé dans son écosystème (naturel ou créé par l’homme), et la conservation ex situ, où: l'échantillon est préservé en dehors de son écosystème. Les banques de semences, ou banques de gènes, sont l’une des principales méthodes de conservation ex situ - un endroit où des semences, des boutures ou du matériel génétique important de cultures, domestiquées ou sauvages, sont stockés, catalogués et conservés pour des recherches futures.
Haricots de la banque de gènes CIAT en Colombie. (Neil Palmer, CIAT (PAR CC-SA)) Les banques de gènes sont un concept relativement nouveau lié à une idée très ancienne: collecter des plantes d'intérêt dans un espace particulier dans l'intérêt de la recherche scientifique. Ils ont leurs racines dans les jardins botaniques, qui servaient à l'origine de dépôts pour l'étude scientifique des plantes médicinales dès le XVIe siècle. Plus tard, à mesure que l'impérialisme européen s'étendrait à travers le monde, scientifiques et collectionneurs rapporteraient des plantes d'endroits exotiques dans des jardins tels que le Royal Botanic Garden, Kew, en Angleterre. En plus d’être utilisées à des fins scientifiques, ces plantes ont servi de base au commerce florissant des cultures telles que le café, le cacao et l’huile de palme.
Alors que les collectionneurs européens peuplaient de plus en plus de jardins botaniques avec des récoltes de lieux lointains, leur fondement scientifique devenait moins prioritaire. À leur place, les sélectionneurs ont commencé à créer des collections de matériel génétique végétal pouvant être utilisées pour aider à introduire des caractères précieux dans les races de plantes. Puis, dans les années 1960 et 1970, l’idée de collecter cette diversité génétique de manière organisée et systématique - dans des banques de gènes - est née.
Aujourd'hui, il existe environ 1 750 banques de gènes dans le monde, préservant plus de 7 millions d'échantillons de semences, de boutures ou de matériel génétique. Il existe d'importantes banques de gènes internationales, telles que Svalbard, gérée par le Crop Trust, avec l'aide du gouvernement norvégien et de l'organisation régionale NordGen. Et il existe des banques de gènes régionales, qui fonctionnent avec de petits budgets dans des régions éloignées. Les deux sont essentiels à la préservation de la biodiversité, mais pour les petites banques de gènes, il peut être difficile de surmonter les difficultés liées à l’acquisition, au stockage et à la diffusion du matériel génétique. Les banques de gènes internationales telles que Svalbard ont souvent recours à des organisations telles que le Crop Trust et à des fonds de dotation qui les aident à maintenir un personnel relativement stable de chercheurs et de fonds à long terme - un luxe auquel les banques de gènes nationales et régionales peuvent parfois faire défaut.
«Les banques de gènes sont une construction anthropique», déclare Christina Walters, directrice de la recherche sur le germoplasme de plantes auprès du Centre national pour la préservation des ressources génétiques de l'USDA, situé à Fort Collins, dans le Colorado. «Ils ne sont aussi bons que l'infrastructure que nous fournissons, de même que l'imagination que nous, les humains, leur appliquons. Les banques de gènes ne créent pas plus de biodiversité que les bibliothèques ne créent de littérature. ”
Un élément majeur de la biodiversité qui manque souvent dans les banques de gènes est la culture sauvage - les souches non domestiquées, mais apparentées, de cultures vivrières de base comme le maïs et le blé. Une étude récente menée par le Crop Trust a porté sur 1 076 espèces sauvages apparentées à 81 espèces appartenant à certaines des cultures de base les plus importantes au monde. Les chercheurs ont découvert que 70% de ces espèces sauvages apparentées sont insuffisamment représentées dans les banques de gènes du monde. Plus inquiétant peut-être, ils ont constaté que 29% de ces espèces sauvages apparentées à des plantes cultivées - quelque 313 espèces - ne sont pas du tout représentées dans les banques de gènes.
C'est un problème, surtout parce que les plantes sauvages apparentées aux plantes cultivées ont souvent évolué pour se développer dans des conditions moins qu'idéales, prospérant dans des endroits où l'humidité est relativement basse ou l'altitude extrêmement élevée. Alors que le changement climatique modifie les régimes de précipitations et la température globale, il est difficile de déterminer les caractéristiques qui deviendront les plus importantes pour les cultures. C'est pourquoi il est essentiel de préserver les caractéristiques - même celles qui, auparavant, ne semblaient guère prometteuses pour la culture commerciale.
«Pensez à la race humaine: nous ne connaissions rien du virus Ebola il y a 20 ans et nous n'avions aucune idée de la nécessité d'un vaccin contre le virus Ebola», déclare Charlotte Lusty, coordinatrice des programmes de la banque de gènes pour le Crop Trust. «C'est la même chose pour une plante dans un champ. Si vous cultivez du maïs ou du blé dans un champ, vous n'avez aucune idée de ce dont vous aurez besoin ni de la maladie à venir, et ce vaccin proviendra d'une banque de gènes. ”
Le coffre à graines de Svalbard contient plus d'un million de graines distinctes, mais les conserver dans un entrepôt frigorifique n'est qu'une partie de ce que le coffre fait. (Dag Endresen [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], via Wikimedia Commons) Outre les éléments cruciaux de la diversité génétique, les banques de gènes, en particulier aux niveaux national et régional, manquent souvent du type de financement nécessaire pour garantir que les projets puissent mener à bien leurs missions à long terme. Une banque de gènes va bien au-delà de la collecte de matériel génétique végétal à des fins de stockage: une grande partie du travail quotidien des banques de gènes consiste à préparer et à envoyer des échantillons à des chercheurs et à des sélectionneurs du monde entier. Les directeurs de banques de gènes aiment souvent montrer les chambres froides, où le matériel génétique est stocké - mais ces zones demandent souvent peu d’entretien et sont peu onéreuses par rapport au défi que représente le maintien des collections.
«Cela ne représente pas un investissement énorme», déclare Lusty au sujet de la collecte et de la conservation des semences. "La difficulté est de les surveiller, de s'assurer de leur viabilité et de distribuer ces semences."
Prenons, par exemple, un pays comme le Venezuela, qui traverse une crise économique qui s’est manifestée, du moins en partie, par des pannes de courant généralisées à travers le pays. Lorsque ces pannes se produisent, les banques de gènes du pays - dont il possède plusieurs - ne disposent pas de l'électricité nécessaire pour garantir que les semences restent à une température optimale pour leur conservation. Quelques jours après une panne d'électricité persistante, ces collections pourraient être complètement perdues pour le monde.
«En ce qui concerne les banques de gènes nationales, la situation est très difficile. C'est vraiment le gouvernement qui doit reconnaître l'importance et la valeur de ces collections », a déclaré Lusty.
Les défis associés aux banques de gènes régionales et nationales expliquent en grande partie la raison pour laquelle des organisations telles que Crop Trust et CGIAR, un consortium mondial de recherche agronomique qui gère 11 banques de gènes dans le monde entier, s'efforcent tellement de veiller à ce qu'aucune banque de gènes ne soit île en soi. Le Crop Trust milite depuis des années pour réunir un fonds qui puisse être utilisé pour aider les banques de gènes à obtenir le type de financement cohérent nécessaire pour effectuer des investissements à long terme dans la recherche et le personnel. Selon M. Lusty, le fonds de dotation est actuellement suffisamment important pour que de 5 à 6 millions de dollars soient disponibles chaque année pour les banques de gènes - ce qui, étant donné qu’une banque de gènes de taille moyenne nécessite environ un million de dollars par an pour fonctionner, est loin d’être suffisant.
«Malheureusement, les gouvernements ne disposent généralement pas des ressources nécessaires pour soutenir ces banques de gènes afin de leur permettre de travailler à ce niveau. C’est pourquoi il est essentiel que quelque chose comme le Crop Trust soutienne au moins ces organisations internationales. banques de gènes », dit Lusty.
Dans un système parfait, les banques de gènes internationales, nationales et régionales fonctionneraient toutes en tandem, s'efforçant de préserver la plus grande quantité de diversité génétique avec le moins de duplication possible. Cela signifie que les banques de gènes régionales se concentreraient en grande partie sur la collecte des espèces indigènes de cette région, des banques de gènes internationales plus importantes servant de sauvegarde à ces collections.
Et le système fonctionne comme ça, au moins de temps en temps. Mais pour aider les banques de gènes du monde à fonctionner encore plus efficacement, des experts comme Lusty soulignent qu'il est de plus en plus important que les banques de gènes, à tous les niveaux, disposent d'un moyen clair de communiquer ce qu'elles ont - et ce dont elles ont besoin - les unes aux autres. Pour garantir l'existence de ce type de voie de communication, Crop Trust a contribué à la création en 2008 d'un outil en ligne appelé Genesys, qui constitue une sorte de catalogue à code source ouvert pour les banques de gènes participantes. Mais Genesys reste incomplet, avec des collections manquantes que les employés du Crop Trust s’efforcent d’inclure dans la base de données. En avril, EMBRAPA, l'organisation nationale brésilienne de recherche agronomique, a annoncé qu'elle ajouterait ses collections à Genesys, ce qui constituait un gain important pour l'expansion continue de la base de données du Crop Trust.
En fin de compte, l'image d'une banque de gènes en tant que «coffre-fort doomsday» pourrait être le plus grand défi à surmonter. En pensant que les banques de gènes sont des programmes apocalyptiques statiques de dernier recours, des chercheurs tels que Walters craignent que le rôle quotidien que jouent les banques de gènes pour assurer la sécurité alimentaire ne soit finalement perdu pour le public.
«Les gens ne considèrent pas vraiment les banques de gènes comme étant activement utilisées - comme une bibliothèque», dit-elle. «Le système national de matériel génétique végétal de l'USDA distribue 250 000 accessions par an. Les gens pensent que les banques de gènes sont un entrepôt, comme un simple exercice consistant à mettre les graines dans des sacs et à les mettre au congélateur. Mais l'utilité et l'accessibilité des ressources génétiques de la banque de gènes est la grande histoire. ”
