En Amérique, le sirop de maïs est roi, et le vrai sucre plane quelque part autour du statut de prince. Nous sommes accros au maïs, et le maïs, à son tour, est accro à l’azote. Il y a longtemps, les gens ont compris qu’en alternant les cultures, le sol resterait riche en nutriments, ce qui contribuait dans une certaine mesure à retenir l’azote. Ensuite, nous avons compris comment fabriquer de l’engrais azoté et, grâce à son utilisation, nous avons pratiquement doublé le rendement moyen des cultures au cours des cent dernières années.

Les racines aériennes de la tige de maïs Sierra Mixe aident la plante à produire son propre azote. Image via Wikimedia Commons

Toutes les plantes n’ont pas besoin d’azote supplémentaire. Les légumineuses comme les haricots et le soja sont capables de fabriquer les leurs. Mais le maïs a définitivement besoin d’azote. Dans les années 1980, l’actuel chef de l’agriculture de Mars, Inc. Howard-Yana Shapiro s’est rendu au Mexique, capitale mondiale du maïs, à la recherche de nouveaux types de maïs. Il en a trouvé un dans le sud du Mexique, dans le district de Mixes d’Oaxaca. Non seulement ce maïs était plus haut que le maïs américain de plusieurs pieds, mais il atteignait d’une manière ou d’une autre ces hauteurs vertigineuses dans un sol terrible.

Shapiro pensait que le succès du maïs pouvait avoir quelque chose à voir avec les racines aériennes en forme de doigts qui dépassaient de la tige de maïs. Des décennies plus tard, il s’avère qu’il avait raison. Les chercheurs de l’UC Davis ont prouvé que ces racines aériennes permettaient à la plante de capturer l’azote de l’air grâce à une relation symbiotique avec les bactéries dans ce mucus clair et sirupeux. Le processus s’appelle la fixation de l’azote.

La fixation de l’azote est un peu cassée

Donc, si nous avons déjà des engrais azotés, pourquoi même chercher des plantes qui le font elles-mêmes? Le processus de fabrication d’engrais Haber-Bosch, qui est une forme artificielle de fixation de l’azote, rend le sol stérile moins important. Mais cet azote supplémentaire dans les engrais à base d’ammoniac a tendance à s’écouler dans les cours d’eau et les lacs voisins, ce qui en fait un danger pour l’environnement. Et le processus de création d’ammoniac pour les engrais implique des combustibles fossiles, utilise beaucoup d’énergie et produit des gaz à effet de serre pour démarrer. Dans l’ensemble, c’est une chose horrible à faire à l’environnement pour le bien de l’agriculture. Mais avec autant de monde à nourrir, qu’y a-t-il d’autre à faire?

Le procédé Haber-Bosch illustré. Image via Wikimedia Commons

Au cours de la dernière décennie, les chercheurs de l’UC Davis utilisent le séquençage de l’ADN pour déterminer que le mucus de la variété Sierra Mixe de la plante fournit des microbes au maïs, ce qui lui donne à la fois des sucres à manger et une couche de protection contre l’oxygène. Ils pensent que les plantes obtiennent 30 à 80% de leur azote de cette façon. Les chercheurs ont également prouvé que les microbes appartiennent en fait à des familles fixatrices d’azote et sont similaires à ceux trouvés dans les légumineuses. Plus impressionnant encore, ils ont pu transplanter du maïs Sierra Mixe à Davis, en Californie et à Madison, au Wisconsin, et le faire pousser avec succès, prouvant que l’astuce de fixation de l’azote ne se limite pas au gazon domestique du maïs. Maintenant, ils s’efforcent d’identifier les gènes qui produisent les racines aériennes.

Une étape dans un long cheminement de progrès

Cependant, nous ne passerons probablement pas au maïs Sierra Mixe de si tôt. Il faut huit mois pour mûrir, ce qui est beaucoup trop lent pour les appétits américains habitués à une période de maturation de trois mois. Si nous pouvons trouver comment faire en sorte que d’autres plantes fassent leur propre fixation de l’azote, qui sait jusqu’où nous pourrions aller? Il semble probable que plus de gens accepteraient une superpuissance greffée d’un cousin du maïs au lieu d’essayer d’utiliser CRISPR pour accorder une auto-fixation d’azote, car des études ont montré une méfiance à l’égard des aliments génétiquement modifiés.

La question des droits de propriété intellectuelle pourrait être un problème, mais les chercheurs ont commencé du bon pied avec le gouvernement mexicain en mettant en place des accords juridiques qui garantissent à la communauté de Sierra Mixe de bénéficier de la recherche et d’une éventuelle commercialisation. Nous avons hâte de voir ce qu’ils sont capables de faire. S’ils sont incapables de transplanter le pouvoir de l’auto-fixation sur d’autres plantes, alors peut-être y a-t-il un espoir d’améliorer le processus Haber-Bosch.

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