La domestication des plantes : exercices corrigés de Terminale SVT

Dans la nature, un grain qui se détache peut germer sur place : les mécanismes de dispersion, comme l'égrenage des épis, sont des traits conservés chez les ancêtres sauvages ⁵. Les plantes dont les grains tombent se reproduisent mieux que les autres.

Dans le champ, l'agriculteur ne récolte que ce qui reste sur la tige. Les grains qui tombent sont perdus pour lui : le caractère devient un inconvénient pour la récolte, alors que l'épi qui garde ses grains est favorisé. D'ailleurs, chez une céréale, le premier critère retenu est de pouvoir récolter l'épi sans perdre les grains, qui doivent néanmoins rester capables de germer une fois semés ⁶.

Type de sélection : c'est une sélection artificielle, car l'humain choisit les individus qui laissent des descendants, à la place du milieu naturel ⁵. Elle peut être inconsciente si l'agriculteur ne cherche pas volontairement ce caractère mais le favorise de fait par sa façon de récolter ¹.

Indice sauvage : $\dfrac{5}{50}=0{,}10$.

Indice domestiqué : $\dfrac{90}{200}=0{,}45$.

Facteur : $\dfrac{0{,}45}{0{,}10}=4{,}5$. L'indice de récolte est multiplié par 4,5.

Interprétation : chez la forme domestiquée, une part bien plus grande de la biomasse se trouve dans les organes récoltés. Chez les plantes cultivées, les produits de la photosynthèse sont répartis autrement et l'indice de récolte est plus élevé : la productivité des organes récoltés augmente ⁵.

a) Domestiquée. Quand la dormance disparaît, les peuplements deviennent plus uniformes : la plupart des plantes cultivées germent rapidement après avoir été semées ⁵.

b) Sauvage. Les ancêtres sauvages ne germent souvent qu'en réponse à des signaux du milieu, comme la durée du jour (photopériodisme) et la température ⁵.

c) Sauvage. La déhiscence des gousses est un mécanisme de dispersion, perdu chez de nombreuses plantes domestiquées ⁵.

d) Domestiquée. Des organes récoltés plus gros sont souvent vus comme la marque d'une intervention humaine, avec parfois un facteur 10 à 20 entre types sauvages et domestiqués ⁵.

e) Sauvage. La domestication a fait baisser la teneur en composés toxiques, qui protègent les plantes sauvages contre maladies et ravageurs ⁵.

Rapport : $\dfrac{300}{20}=15$. Le grain cultivé est 15 fois plus lourd.

Comparaison : l'augmentation de taille des organes récoltés peut atteindre un facteur 10 à 20 entre types sauvages et domestiqués ⁵. Un facteur 15 est donc tout à fait cohérent.

Explication : dans la nature, aucune pression ne favorise forcément de gros grains. Chez les plantes cultivées, l'agriculteur choisit de ressemer les plantes aux grains les plus intéressants. C'est pourquoi des grains plus gros sont fréquemment interprétés comme le signe que l'humain a orienté la reproduction des plantes ⁵.

Rappel de la définition : la domestication transforme peu à peu le patrimoine génétique d'une population, au point que ses individus ne peuvent plus ni survivre ni se reproduire seuls dans la nature ⁵.

Premier caractère : la dispersion. Les plantes domestiquées tendent à perdre les mécanismes de dispersion, comme l'égrenage des épis ⁵. Sans dispersion, les grains restent groupés sur l'épi, la concurrence entre jeunes plants est forte et la population se disperse mal.

Deuxième caractère : les défenses. Elles tendent aussi à perdre les défenses chimiques et physiques contre les herbivores ⁵. Livrées à elles-mêmes, elles sont plus consommées que leurs voisines sauvages.

Troisième élément possible : la dormance. Les semences germent peu après la plantation ⁵ : une germination groupée au mauvais moment peut détruire toute une cohorte, alors qu'une germination échelonnée répartit le risque.

Conclusion : les caractères sélectionnés pour la culture désavantagent la plante en milieu naturel. Les espèces sauvages, qui ont conservé ces traits, gardent l'avantage.

Calcul : $\dfrac{800-100}{800}\times 100=\dfrac{700}{800}\times 100=87{,}5\ \%$.

Rôle chez la plante sauvage : ces composés remplissent plusieurs fonctions, dont la protection contre les maladies ou les ravageurs ⁵.

Risque pour la plante cultivée : en perdant une partie de ses défenses chimiques, elle devient plus vulnérable. L'agriculteur compense par des soins, ce qui illustre l'interdépendance entre humains et plantes domestiquées ⁵. Le gain, lui, concerne la consommation : la réduction de la toxicité rend la plante plus propre à l'alimentation.

a) Sélection inconsciente. La pratique de récolte favorise l'épi qui garde ses grains sans qu'il y ait volonté de modifier la plante. Les modifications peuvent être apportées intentionnellement ou non ⁵.

b) Sélection consciente. Le cultivateur choisit volontairement les reproducteurs selon un critère de rendement.

c) Sélection dirigée. Le croisement est voulu et organisé en fonction d'un objectif précis. L'humain a aussi modifié directement les plantes par le greffage, puis par le transgénisme ⁶.

Un processus lent. À chaque génération, seuls quelques individus sont retenus, et les caractères utiles (comme le grain qui reste sur l'épi) ont dû être stabilisés avant que la sélection puisse porter sur d'autres caractères, comme l'adaptation à l'environnement de culture ou la productivité ⁶. Les plus anciennes domestications de plantes remontent à environ 9000 ans avant notre ère, dans le Croissant fertile ⁶ ; elles se sont poursuivies ensuite avec des espèces pluriannuelles comme la vigne, le pommier et l'olivier ⁶.

Calcul : $\dfrac{12-3}{12}\times 100=\dfrac{9}{12}\times 100=75\ \%$.

Mécanisme : la sélection artificielle ne conserve que les individus qui présentent les caractères voulus, donc seulement une partie des allèles de la population sauvage. Les autres disparaissent des variétés cultivées. Comme on cultive ensuite de grandes surfaces de variétés très proches, la diversité reste faible. C'est l'idée d'appauvrissement de la diversité allélique évoquée dans les ressources du programme ².

Intérêt des centres de diversité : certains centres, souvent situés en régions montagneuses à climat tempéré, entre 20 et 45° de latitude, abritent une part importante de la diversité génétique d'un pool génique, incluant les espèces domestiquées, leurs parents sauvages et leurs adventices ⁵. Ils constituent une réserve d'allèles pour améliorer les plantes futures ⁵.

Repère historique : dès 1926, Vavilov recensait dix centres de diversité pour l'ensemble des plantes cultivées ⁶.

Reformuler la thèse à discuter : l'élève affirme que seul l'humain profite de la relation.

Argument 1, côté humain. En domestiquant des plantes, les sociétés humaines ont rendu possible l'apparition de l'agriculture pendant le Néolithique : des groupes de chasseurs-cueilleurs sont devenus des groupes de producteurs ⁵.

Argument 2, côté plante. La domestication a installé, plus ou moins fortement selon les espèces, une dépendance réciproque entre groupes humains et certaines plantes ⁵. La plante dépend de l'humain pour se reproduire, mais elle en tire aussi un avantage : l'humain sème, entretient et diffuse l'espèce. Elle est même diffusée à grande échelle, comme lors de l'échange colombien du XVIe siècle, qui a fait adopter en Europe, en Asie et en Afrique de nombreuses plantes domestiques américaines ⁶.

Argument 3, nuance biologique. On passe d'une sélection naturelle à une sélection artificielle ⁵ : la plante évolue sous la pression de l'humain, et l'humain, en retour, dépend de ses cultures. Il s'agit bien d'une évolution conjointe, c'est-à-dire d'une coévolution ³.

Réponse nette : l'affirmation est trop simple. La relation est asymétrique mais réciproque, avec un coût pour les deux : la plante perd son autonomie, l'humain dépend de quelques espèces cultivées.