Table des matières
Mame Ourèye Sy
PréfaceSteven Dessein
Avant-proposPartie 1. De l’apparition des plantes à la naissance de la génétique
1. L’évolution des plantes avant l’arrivée de l’homme
- Des étapes initiales longues, mais déterminantes
- Les premiers organismes monocellulaires
- Les premiers organismes multicellulaires
- La mitochondrie : l’usine énergétique du monde vivant
- Les chloroplastes les premiers capteurs de l’énergie solaire
- L’apparition de la sexualité
- Une succession dramatique d’apparitions et d’extinctions d’espèces
- La sortie du milieu liquide : le résultat d’un accident génomique majeur
- L’apparition des premiers organes
- L’apparition des premières forêts
- Une énorme accumulation de carbone
- La séparation des continents et la différenciation des paléoécosystèmes
- Un début de spécialisation géographique des végétations
- Un endémisme de plus en plus accentué
- Nouvelle extinction et apparition « rapide » des plantes à fleurs
- La révolution des angiospermes
- Une base génétique commune à toutes les plantes à fleurs
- Une diversification des mécanismes de fécondation
- Pollinisation par le vent
- Pollinisation par les animaux
2. La grande bataille coévolutive des plantes
- Agresseurs, pathogènes ou potentiels collaborateurs
- Les insectes
- La coévolution plantes-insectes
- Des manipulations réciproques
- Les virus
- Des modes de transmission très variés
- Des symptômes plus ou moins destructeurs
- Les champignons
- Les ascomycètes
- Les basidiomycètes
- Les oomycètes
- Les nématodes
- Les bactéries
- Les moyens de défense et d’interactions
- Les moyens de défense physiques positionnés en surface
- Au niveau de l’épiderme
- Au niveau de la feuille entière
- Les moyens de défense chimiques élaborés en interne
- Les composés azotés
- Les alcaloïdes
- Les glycosides cyanogénétiques et les glucosinolates
- Les terpénoïdes
- Les composés phénoliques
- Les moyens de résistance complémentaires
- Résistance qualitative
- Résistance quantitative
- Des interrelations complexes entre plantes et agresseurs
- Le mode « attaque-défense »
- La stratégie « en trio » des pucerons
- Conclusions
3. L’homme et les domestications
- L’homme avant la domestication
- Deux expansions indépendantes à partir de l’Afrique
- Les premiers impacts environnementaux
- Les premiers pas de la domestication
- La domestication du loup
- La domestication des calebasses
- Concepts de centres d’origine et de pools géniques
- Les domestications au Moyen-Orient et en Eurasie
- Les villages préagricoles
- Un bassin d’innovations et d’échanges
- De profonds changements de paradigmes
- Les domestications en Asie
- La civilisation du riz
- La première catastrophe écologique d’origine anthropique
- Les bananiers : des hybrides complexes
- Les agrumes : un grand jeu de piste génétique
- Les domestications sur le continent américain
- Le manioc : une plante idéale pour le chasseur-cueilleur
- Le maïs : une domestication radicale
- Les haricots : plusieurs domestications indépendantes
- La pomme de terre
- La tomate
- Les domestications en Afrique
- Des changements climatiques relativement récents
- Un ensemble de céréales adaptées
- Conclusions
4. L’émergence des agricultures
- Contributions de l’Égypte antique
- Le Nil : épine dorsale de la civilisation
- Des innovations au-delà des besoins vitaux
- Contributions de la Grèce antique
- Le rôle prépondérant de l’agriculture
- L’orge et le blé : des céréales socialement inégalitaires
- L’orge
- Le blé
- L’olivier et la vigne : un changement de paradigme social
- L’olivier
- La vigne
- Un déclin brutal
- Contributions de l’Empire romain
- La constitution de grands domaines
- La régionalisation des productions
- Contributions du Moyen Âge
- Peu d’avancées notables avant l’an 1000
- Les forts impacts du système de crédit d’impôt
- Le jardin, la recherche d’un certain art de vivre
5. Une révolution agronomique et conceptuelle
- Principales diffusions après la découverte du Nouveau Monde
- Diffusion depuis les Amériques
- La tomate (Solanum lycopersicum)
- La pomme de terre (Solanum tuberosum)
- Le maïs (Zea mays)
- Le cacao (Theobroma cacao)
- L’hévéa (Hevea brasiliensis)
- Diffusion depuis l’Afrique
- Le caféier arabica (Coffea arabica)
- Le palmier à huile (Elaeis guineensis)
- Diffusion depuis l’Asie
- Le soja (Glycine max)
- La naissance des sciences biologiques
- L’avènement de la taxonomie botanique
- La réémergence de concepts oubliés
- La création des jardins botaniques et des herbiers
- L’avènement de la nomenclature botanique moderne
- Le développement des idées évolutionnistes
- L’apparition du concept d’espèce biologique
- Les questionnements sur l’adaptation
- L’avènement du concept d’évolution
- Les premiers fondements de la génétique
- Des idées anciennes enfouies dans l’oubli
- Le précurseur de la génétique
- Les « hybrideurs » et les premiers sélectionneurs
- Le père fondateur de la génétique
- La naissance officielle de la génétique
Partie 2. De la sélection variétale au concept d’agrobiodiversité
6. Le siècle d’or de la sélection génétique
- L’ADN reconnu comme support de l’information génétique
- Les premières intuitions
- L’ADN et l’ARN identifiés au niveau chimique
- Structure et fonctionnement de l’ADN peu à peu précisés
- Le développement des cartes génétiques
- Le nombre de chromosomes de base
- Le principe de la carte génétique
- L’avènement des marqueurs moléculaires
- La rapide évolution des marqueurs moléculaires
- Le développement de l’approche quantitative
- Les principes de la sélection génétique
- Principe 1, le mode de reproduction détermine la stratégie
- Les espèces à reproduction végétative
- Les espèces autogames
- Les espèces allogames
- Les espèces à sexualité variable
- Principe 2, identifier et rechercher le caractère à transférer
- Principe 3, optimiser les méthodes en fonction de la durée du cycle biologique
- La production d’hybrides complexes
- Les méthodes de sélection récurrente
- Les hybrides polyploïdes
- Quelles limites à l’amélioration végétale ?
7. Patrimoine, ressources et marchandisation
- La mise en place progressive de systèmes de certification
- Les premiers systèmes de protection juridique aux États-Unis
- La légalisation du Plant Variety Protection américain
- La mise en place du système français de protection des semences
- L’émergence de l’Upov
- Vers le brevetage des procédés et des semences
- Le rejet du brevetage au niveau variétal
- L’Organisation mondiale du commerce
- L’émergence des mouvements contestataires
- Autour du concept de développement durable
- L’avènement de la permaculture et de l’agriculture « bio »
- La création de l’Open Source Seed Initiative
- La mise en place du système des semences paysannes
- L’implication des institutions internationales
- La création du groupe des 77
- La proposition d’une solution agronomique internationale
- La préservation des ressources phytogénétiques au niveau mondial
- La marchandisation de la nature et l’intervention des ONG
- La théorisation de l’argumentaire contestataire
- L’émergence du concept de patrimoine
- Le droit foncier, une notion différente au Sud et au Nord
- La fin du libre-échange
- De nouveaux traités internationaux sur la diversité
- La Convention sur la diversité biologique (CDB)
- Les germes d’un échec
- Le protocole de Nagoya
- Conséquences sur la gestion des ressources génétiques
- Conserver les ressources ex situ ou in situ ?
- Une tradition ancienne de la gestion ex situ
- Une sous-estimation du coût de la régénération ex situ
- L’apparition de la conservation in situ
- Conserver in situ mais sans l’homme
- Quelles ressources conserver et comment ?
- La collection de base
- La collection active
- La collection de travail
- Les collections représentatives ou Core Collections
- De nombreux niveaux de contrôle normalisés
- Conséquences du principe de précaution sur la culture des OGM
- Les OGM, une technique révolutionnaire
- Réticences et oppositions
- Introduction du maïs OGM au Mexique et libre-échange
- Expérimentations des OGM en Europe et principe de précaution
8. La révolution de la génomique
- L’évaluation de la taille des génomes
- Identification de la valeur constante C
- Des tailles de génome sans rapport avec les capacités des espèces
- La première espèce modèle, l’arabette
- Les premières cartes génétiques d’Arabidopsis
- La méthode de séquençage Sanger
- La notion d’épissage alternatif des gènes
- L’espèce modèle pour les céréales, le riz
- Les révélations des premiers génomes séquencés
- Le premier séquençage du génome humain
- Le séquençage de la première espèce végétale
- Le séquençage du riz, la première espèce d’intérêt agronomique
- Les premières comparaisons approfondies entre espèces
- La comparaison de deux sous-espèces de riz
- La comparaison du riz avec Arabidopsis thaliana
- La première comparaison entre génomes de plantes et génomes d’animaux
- La révolution des Next Generation Sequencing
- De plus en plus de génomes séquencés
- Des séquences de qualité variable
- Des gènes communs et des gènes spécifiques
- Comparaisons entre espèces de la même famille
- Un protogénome à l’origine des plantes à fleurs
- Le maïs et l’apparition de la notion de « core genome »
- L’importance des éléments transposables
- Des proportions d’ET très élevées
- Les effets des ET sur l’expression des génomes
- Des conséquences morphologiques : exemple de la couleur du raisin
- Les ET, marqueurs différentiels de l’horloge évolutive
- De nouvelles molécules d’ARN
- La mise en évidence des micro-ARN (miARN)
- Les miARN chez les plantes
- Exemples d’apports spécifiques pour chaque espèce séquencée
- Un patrimoine génique commun à toutes les angiospermes
- Les gènes des fruits charnus
- Les gènes de la biosynthèse de la vitamine C
- Les gènes pour la production en milieu aride
- Les gènes de la croissance rapide
- Les gènes de la saveur piquante
- Les différentes voies de biosynthèse de la caféine
- Les gènes de la voie photosynthétique CAM
- Similarité et différences géniques entre la citrouille, la pastèque et le concombre
- Une espèce « naturellement » transgénique
- Conclusions
9. L’adaptation des plantes aux changements climatiques et environnementaux
- Impacts généraux des conditions environnementales
- Les différentes échelles de temps
- Au niveau des variations climatiques naturelles
- Au niveau des variations de la végétation
- Effets généraux des stress
- Définition des stress
- Effets généraux des stress hydriques
- Effets généraux des stress thermiques
- Les principales réactions des plantes au niveau de leurs constituants
- La gestion du rayonnement par les feuillages
- La photosynthèse : un système complexe et variable
- La variation de la lumière au travers de la canopée
- La quantité de lumière nécessaire selon les espèces
- Les effets des conditions écologiques au niveau de la floraison et de la fructification
- La durée de cycle et les capacités d’adaptation
- La voie autonome : peu dépendante des conditions écologiques
- La voie photopériodique : une forte sensibilité à la durée du jour
- La voie thermique : très sensible aux variations de température
- Les impacts sur le système racinaire
- De nombreuses interactions biologiques au niveau de la rhizosphère
- La gestion interne de l’eau et des sels
- Les stratégies développées par les communautés végétales
- Les possibilités techniques selon les différentes espèces
- Les stratégies pour survivre sans se déplacer
- Les stratégies pour survivre en se déplaçant
- Les réactions globales au niveau des communautés végétales
- Propagation différentielle des espèces : exemple des forêts d’Amérique du Nord
- Des alternances de rétractation et de recolonisation
- Un équilibre entre feuillus et conifères en fonction du climat
- Une compétition permanente entre strates arborées et strates herbacées
- Effets majeurs de la composition chimique des sols
- Impacts des déplacements et capacités invasives
- Conclusions
10. Vers une meilleure gestion de l’agrobiodiversité ?
- Une sensibilité variable des consommateurs face aux risques
- Définitions du risque
- Acceptation ou rejet du risque
- Une évolution de la demande des consommateurs
- La qualité, une responsabilité partagée
- De nouvelles variétés destinées à l’agriculture biologique
- La biodiversité actuelle, vers une 6e extinction ?
- Impacts des disparitions d’espèces animales
- Impacts des disparitions d’espèces végétales
- Une gestion des ressources génétiques à revisiter
- La pertinence des choix de conservation
- Focus sur les points chauds de biodiversité
- Une gestion plus raisonnée de l’agriculture
- La redécouverte du rôle écologique des haies
- Le renouveau de la polyculture
- Nouvelles technologies et gestion globale des agroécosystèmes
- Quelles prospectives pour les plantes de demain ?
- De nouvelles domestications sont-elles possibles ?
- De nouvelles stratégies à adopter ?
- Les métabolites secondaires : une voie possible d’amélioration ?
- Le système photosynthétique, essentiel pour l’adaptation
- Quels progrès attendre des sciences biologiques ?
- Les OGM, une méfiance définitive
- La cisgenèse, une transformation génétique mieux acceptée ?
- La méthode CRISPR, une solution d’avenir ?
- Une approche qui pourrait révolutionner les biotechnologies
- Une meilleure acceptabilité que les OGM ?
- L’épigénome : un domaine à explorer
- Qu’est-ce que l’épigénome ?
- Modifications de l’épigénome liées aux stress
- La sélection assistée par séquençage : bientôt une réalité
- Conclusions
