Les arbres biotechnologiques génétiquement modifiés pourraient être la clé de la sauvegarde des forêts américaines

Comparés aux bébés génétiquement modifiés en Chine et aux projets ambitieux de sauvetage des mammouths laineux de l'extinction, les arbres biotechnologiques peuvent sembler plutôt dociles.

Cependant, le fait de relâcher des arbres modifiés génétiquement dans les forêts pour contrer les menaces qui pèsent sur leur santé représente une nouvelle frontière en biotechnologie. Alors que les techniques de biologie moléculaire ont progressé, l'homme n'a pas encore publié de plante génétiquement modifiée destinée à se répandre et à persister dans un environnement non aménagé. Les arbres biotechnologiques - génétiquement modifiés ou modifiés par des gènes - offrent cette possibilité.

Une chose est claire: les menaces qui pèsent sur nos forêts sont nombreuses et la santé de ces écosystèmes s’aggrave. Selon une évaluation réalisée en 2012 par le US Forest Service, près de sept pour cent des forêts du pays risquent de perdre au moins un quart de la végétation de leurs arbres d'ici 2027. Cette estimation ne semble pas trop inquiétante, mais elle est de 40 pour cent supérieure à l'estimation précédente. faite seulement six ans plus tôt.

En 2018, à la demande de plusieurs agences fédérales américaines et du US Endowment for Forestry and Communities, les académies nationales des sciences, de l'ingénierie et de la médecine ont créé un comité chargé «d'examiner l'utilisation potentielle de la biotechnologie pour atténuer les menaces qui pèsent sur la santé des arbres forestiers». Des experts, dont moi-même, un spécialiste des sciences sociales axé sur les biotechnologies émergentes, ont été invités à «identifier les implications écologiques, éthiques et sociales du déploiement de la biotechnologie dans les forêts et à élaborer un programme de recherche visant à combler les lacunes dans les connaissances».

Les membres de notre comité venaient d'universités, d'agences fédérales et d'ONG et représentaient diverses disciplines: biologie moléculaire, économie, écologie forestière, droit, sélection des arbres, éthique, génétique des populations et sociologie. Toutes ces perspectives étaient importantes pour prendre en compte les nombreux aspects et défis de l’utilisation de la biotechnologie pour améliorer la santé des forêts.

Une crise dans les forêts américaines

Le changement climatique n'est que la pointe de l'iceberg. Les forêts sont confrontées à des températures et des sécheresses plus élevées et à un nombre accru de parasites. Alors que les marchandises et les personnes se déplacent à travers le monde, de plus en plus d'insectes et d'agents pathogènes pénètrent dans nos forêts.

Nous nous sommes concentrés sur quatre études de cas pour illustrer l'ampleur des menaces forestières. L'agrile du frêne est arrivée d'Asie et cause une mortalité importante chez cinq espèces de frênes. Détecté pour la première fois sur le sol américain en 2002, il s'était étendu à 31 États en mai 2018. Le pin à blanche écorce, clé de voûte et fondateur des hautes altitudes des États-Unis et du Canada, est attaqué par le dendroctone du pin ponderosa et un champignon introduit. Plus de la moitié des pins à blanche écorce dans le nord des États-Unis et au Canada sont morts.

Les peupliers jouent un rôle important dans les écosystèmes riverains et dans l'industrie des produits forestiers. Un pathogène fongique indigène, Septoria musiva, a commencé à se déplacer vers l'ouest, attaquant les populations naturelles de peuplier noir dans les forêts du nord-ouest du Pacifique et le peuplier hybride cultivé de manière intensive en Ontario. Et le fameux mildiou des châtaigniers, un champignon introduit accidentellement d’Asie en Amérique du Nord à la fin du XIXe siècle, a détruit des milliards de marronniers américains.

La biotechnologie peut-elle venir à la rescousse? Devrait-il?

C'est compliqué

Bien qu'il existe de nombreuses applications potentielles de la biotechnologie dans les forêts, telles que les insectes nuisibles génétiquement modifiés pour supprimer leurs populations, nous nous sommes concentrés spécifiquement sur les arbres biotechnologiques capables de résister aux parasites et aux agents pathogènes. Grâce au génie génétique, par exemple, les chercheurs pourraient insérer des gènes, appartenant à une espèce similaire ou non apparentée, permettant à un arbre de tolérer ou de combattre un insecte ou un champignon.

Il est tentant de penser que le bourdonnement et l’enthousiasme suscités par l’édition de gènes garantiront des solutions rapides, faciles et peu coûteuses à ces problèmes. Mais faire un arbre biotechnologique ne sera pas facile. Les arbres sont grands et ont une longue durée de vie, ce qui signifie que les recherches pour tester la durabilité et la stabilité d'un trait introduit seront coûteuses et prendront des décennies, voire plus. Nous ne connaissons pas non plus autant le génome complexe et énorme des arbres que les plantes préférées des laboratoires, telles que les mouches des fruits et la moutarde. Arabidopsis.

De plus, comme les arbres ont besoin de survivre dans le temps et de s'adapter à des environnements changeants, il est essentiel de préserver et d'intégrer leur diversité génétique existante dans tout «nouvel» arbre. Par le biais de processus évolutifs, les populations d'arbres subissent déjà de nombreuses adaptations importantes en fonction de menaces diverses, et leur perte pourrait être désastreuse. Ainsi, même l’arbre biotechnologique le plus chic dépendra en fin de compte d’un programme de sélection réfléchi et délibéré pour assurer sa survie à long terme. Pour ces raisons, le comité des académies nationales des sciences, de l'ingénierie et de la médecine recommande d'augmenter les investissements non seulement dans la recherche en biotechnologie, mais également dans l'amélioration des arbres, l'écologie des forêts et la génétique des populations.

Défis de surveillance

Le comité a constaté que le cadre de coordination américain pour la réglementation de la biotechnologie, qui répartit la surveillance fédérale des produits de biotechnologie entre des agences telles que l'EPA, l'USDA et la FDA, n'est pas tout à fait prêt à envisager l'introduction d'un arbre biotechnologique pour améliorer la santé des forêts.

De toute évidence, les autorités de réglementation ont toujours exigé le confinement du pollen et des semences lors des essais de biotechnologie sur le terrain afin d'éviter toute fuite de matériel génétique. Par exemple, le châtaignier biotech n’a pas été autorisé à fleurir afin d’empêcher le pollen transgénique de traverser le paysage lors des essais au champ. Mais si les arbres biotechnologiques sont censés répandre leurs nouveaux traits, via des graines et du pollen, afin d’introduire une résistance des ravageurs à travers les paysages, des études sur la reproduction sauvage seront alors nécessaires. Celles-ci ne sont actuellement autorisées que lorsqu'un arbre biotechnologique est entièrement déréglementé.

Un autre inconvénient du cadre actuel est que certains arbres biotechnologiques peuvent ne nécessiter aucune révision particulière. Par exemple, il a été demandé à l'USDA de prendre en compte un pin argenté génétiquement modifié pour une densité de bois supérieure. Mais comme l’autorité de réglementation de l’USDA découle de sa surveillance des risques phytosanitaires, il a décidé de ne pas disposer d’autorité de réglementation sur cet arbre biotechnologique. Des questions similaires demeurent concernant les organismes dont les gènes sont édités à l'aide de nouveaux outils tels que CRISPR.

Le comité a noté que la réglementation américaine n’encourageait pas la prise en compte intégrale de la santé des forêts. Bien que la National Environmental Policy Act aide parfois, il est peu probable que certains risques et de nombreux avantages potentiels soient évalués. C'est le cas des arbres biotechnologiques ainsi que d'autres outils permettant de lutter contre les parasites et les agents pathogènes, tels que l'amélioration des arbres, les pesticides et les pratiques de gestion des sites.

Comment mesurez-vous la valeur d'une forêt?

Le rapport des académies nationales des sciences, de l'ingénierie et de la médecine suggère un cadre de «services écosystémiques» permettant de considérer les différentes manières dont les arbres et les forêts fournissent de la valeur à l'homme. Celles-ci vont de l'extraction des produits forestiers à l'utilisation des forêts à des fins récréatives aux services écologiques qu'une forêt fournit - purification de l'eau, protection des espèces et stockage du carbone.

Le comité a également reconnu que certaines manières de valoriser la forêt ne cadraient pas avec le cadre des services écosystémiques. Par exemple, si certains considèrent que les forêts ont une «valeur intrinsèque», elles ont une valeur intrinsèque, indépendamment de la façon dont les humains les valorisent et impliquant peut-être une sorte d’obligation morale de les protéger et de les respecter. Des problèmes de «caractère sauvage» et de «naturel» font également surface.

La nature sauvage?

Paradoxalement, un arbre biotechnologique pourrait augmenter et diminuer l'état sauvage. Si l'état sauvage dépend d'un manque d'intervention humaine, un arbre biotechnologique réduira l'état sauvage d'une forêt. Mais peut-être aussi un arbre hybride de race conventionnelle qui a été délibérément introduit dans un écosystème.

Qu'est-ce qui réduirait davantage l'état sauvage - l'introduction d'un arbre biotechnologique ou l'éradication d'une espèce d'arbre importante? Il n’ya pas de bonne ou de mauvaise réponse à ces questions, mais elles nous rappellent la complexité de la décision d’utiliser la technologie pour améliorer «la nature».

Cette complexité renvoie à une recommandation clé du rapport des académies nationales des sciences, de l'ingénierie et de la médecine: dialogue entre experts, parties prenantes et communautés sur la manière de valoriser les forêts, d'évaluer les risques et les avantages potentiels de la biotechnologie et de comprendre les réactions complexes du public face à tout potentiel. interventions, y compris celles impliquant la biotechnologie. Ces processus doivent être respectueux, délibératifs, transparents et inclusifs.

De tels processus, tels qu'un atelier des parties prenantes sur le châtaignier biotechnologique de 2018, n'effaceront pas les conflits et ne garantiront même pas le consensus, mais ils ont le potentiel de créer une vision et une compréhension pouvant alimenter des décisions démocratiques reposant sur les connaissances d'experts et les valeurs publiques.

Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation par Jason A. Delborne. Lisez l'article original ici.