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L’un des facteurs les plus importants de l’évolution des cultures provient des changements dans la sélection associés au déplacement des plantes d’un environnement naturel très hétérogène et riche en biodiversité vers un environnement de monoculture homogène. La compétition pour les ressources a été considérée comme une force prédominante dans la structuration des populations végétales sous sélection naturelle, favorisant souvent les plantes individuelles les plus compétitives dans un environnement particulier. L’architecture et le comportement des génotypes qui réussissent en tant que plantes individuelles diffèrent de ceux des génotypes qui prospèrent au sein d’une communauté. La valeur adaptative individuelle des plantes est augmentée par des traits « égoïstes » qui peuvent, comme chez les humains, avoir un impact négatif sur les performances de la communauté.
« L’agriculture repose sur la performance de la communauté », souligne le professeur Thorsten Schnurbusch, directeur du groupe de recherche « Architecture végétale » à l’Institut IPK Leibniz. « Mais l’environnement dans lequel les cultures sont cultivées, c’est-à-dire leur écologie dans le contexte agricole, leur agroécologie, est à peine exploré et moins compris. Il est surprenant de constater à quel point nous en savons moins sur les interactions entre les plantes cultivées dans une communauté dense et réelle. «
Aujourd’hui, les plantes cultivées sont cultivées dans des peuplements à haute densité où elles connaissent une disponibilité lumineuse limitée en raison de l’ombrage mutuel. « Par conséquent, en simulant l’ombre du couvert forestier, nous pourrions nous rapprocher des conditions que connaissent les plantes dans les peuplements à haute densité sur le terrain, ce qui pourrait être utile pour étudier et sélectionner les plantes pour un rendement en grains plus élevé », explique le Dr Guy Golan, premier auteur. de l’étude actuelle. « Les comportements coopératifs et les inflorescences très fertiles dans un environnement peu éclairé/ombragé sont les plus importants pour une communauté de cultures céréalières prospère. »
Les chercheurs ont découvert que les comportements qui nourrissent la forme physique d’une plante individuelle ne sont pas bénéfiques et, dans certains cas, préjudiciables aux performances de l’ensemble de la communauté. Les résultats ont récemment été publiés dans la revue « Plant, Cell & Environment » dans le cadre du numéro spécial : Compromis dans les réponses des plantes à l’environnement. De plus, les chercheurs affirment que plusieurs phénotypes obtenus sous ombre simulée pourraient mieux expliquer les performances communautaires de la culture de blé, préconisant l’utilisation d’ombre simulée dans la sélection de cultivars à haut rendement.
« Il est très important de disposer de connaissances beaucoup plus approfondies sur ces interactions, et en particulier de comprendre leurs composants moléculaires et génétiques, pour développer des plantes cultivées plus résilientes et plus économes en ressources pour l’avenir », déclare le professeur Thorsten Schnurbusch. « L’adoption d’une approche génétique agroécologique peut optimiser le rendement communautaire en adaptant mieux les cultures à leur environnement, sous forme de monoculture ou de mélange. »
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