Rapport - OGM.gouv.fr

IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
Le présent document rassemble les actes du séminaire international que la Commission du génie
Biomoléculaire (CGB) a tenu le 28 novembre 2003 afin de débattre des impacts
environnementaux de la culture de colza tolérant à un herbicide.
Dans le cadre d'une saisine du 26 juin 2003, le ministère chargé de l'agriculture (Direction
générale de l'alimentation) a demandé à la Commission du génie biomoléculaire de faire le point
sur les nouvelles connaissances acquises en matière de flux de gènes chez le colza, ainsi que sur
l'identification des risques pour l'environnement liés à la mise en culture à grande échelle de
variétés de colzas génétiquement modifiés tolérantes à un herbicide.
Dans le cadre d'une précédente saisine, la Commission du génie biomoléculaire (CGB) s'était
attachée à conduire un travail d'évaluation des risques pour l'environnement liés à la mise en
culture à grande échelle de colzas génétiquement modifiés tolérants à un herbicide.
Ce travail d'évaluation a permis à la Commission du génie biomoléculaire de rendre un avis, le
16 février 2001, dans lequel elle concluait à l'absence de risque écologique direct
(développement de plantes invasives per se) lié à la présence d'un gène de tolérance à un
herbicide chez le colza (ou une espèce apparentée) mais soulignait la nécessité d'acquérir des
connaissances complémentaires sur les points suivants :
les effets que produiraient des sources de pollen de taille supérieure à celles qui ont permis de
générer les informations disponibles sur la dispersion du pollen de colza ;
◆ la dispersion du pollen à longue distance et notamment le rôle du transport par les insectes ;
◆ une meilleure caractérisation des hybrides interspécifiques (en particulier, les amphidiploïdes)
pour une meilleure compréhension de la dynamique des espèces ;
◆ l'impact des îlots de colza persistant, y compris ceux qui résulteraient d'échappement de
graines dans les étapes de transport, sur la pollinisation de colzas avoisinants, ainsi que la
dynamique de ces îlots (persistance, extension, ...).
◆
La Commission du génie biomoléculaire avait, par ailleurs, considéré que des expérimentations à
grande échelle devraient être menées afin de valider les modalités de gestion envisagées et
destinées à limiter les effets directs et indirects des repousses de colza dans le cas d'une
tolérance à un herbicide.
Enfin, la Commission du génie biomoléculaire préconisait d'engager une réflexion globale
sur l'analyse approfondie de l'impact écologique de nouvelles pratiques de désherbage, basées
sur l'utilisation d'herbicides totaux.
Le séminaire de travail scientifique avait donc pour objectif de synthétiser les résultats
accumulés au cours des trois dernières années sur chacun des points évoqués ci-dessus, d'en tirer
des enseignements en ce qui concerne l'éventuelle mise en culture de colzas tolérants à un
herbicide et d'engager une réflexion plus générale sur les impacts indirects et l'évolution des
stratégies de désherbage liée à l'utilisation d'herbicides non sélectifs.
A la suite du séminaire, la CGB a rendu un nouvel avis, en février 2004, dont le lecteur trouvera
le contenu sur le site interministériel sur les OGM (www.ogm.gouv.fr).
Marc Fellous
COMMISSION DU
Antoine Messéan
Génie BIOMOLÉCULAIRE
I
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
DISPERSION DU POLLEN
SUR DE LONGUES DISTANCES
ET RÔLE DES INSECTES
Q UANTIFICATION DU FLUX
DE GÈNES À L ' ÉCHELLE DU
PAYSAGE DANS DU COLZA
OLÉAGINEUX
GEOFF SQUIRE ET GAVIN RAMSAY
SCRI, DUNDEE, ECOSSE
2,3
pages
La majeure partie du travail que nous
allons présenter a été effectuée en Ecosse,
où est basé notre groupe. Cependant, les
expériences décrites à la fin de la
présentation s'étendent à d'autres régions
du Royaume-Uni.
I. Contexte du colza
oléagineux au Royaume-Uni
Le paysage de nos zones d'étude est typique des
paysages agricoles d'Europe, y compris ceux dans
lesquels le colza oléagineux (Brassica napus) est
commun. Depuis 1993, nous étudions la distance à
laquelle les gènes se dispersent, la fréquence et
l'incertitude de la pollinisation, ses causes et la durée de
F IGURE 1. C ARTE D ' UN PAYSAGE AGRICOLE ,
PRINTEMPS ( OR ANGE ) ET DE POPULATIONS
COUVERTURE CUMULÉE APRÈS QUATRE ANS .
DE
10
X
20
vie de la graine dans le sol. Au vu de ces connaissances,
pouvons-nous dire que la coexistence de différentes
sortes de colza oléagineux est possible ?
Notre présentation étudie cette question et se compose
de trois sections : en premier lieu, une brève description
du contexte du colza oléagineux au Royaume-Uni, puis
une étude du f lux de gènes régionale, utilisant
principalement des plantes mâle-stériles, enfin, les
travaux récents sur le flux de gènes de l’étude Farm
Scale Evaluation (FSE), une expérience importante que
Les Firbank décrira ultérieurement. Ces travaux sur le
flux de gènes de l’étude FSE n'ont pas été publiés ni
présentés. Les résultats préliminaires restent provisoires.
Bien que le colza soit cultivé au Royaume-Uni depuis de
nombreux siècles, nous ne sommes pas certains de
l'identité exacte des premières semences. Après avoir
fluctuée en termes de région et de localité pendant de
nombreux siècles, sa part de la surface arable totale a
augmenté dans les années 1970 de 10 à 13 % chaque
année. La culture de colza engendre des populations
férales ou spontanées, qui constituent des mauvaises
herbes dans les rotations céréalières. Le colza est une
des rares espèces à être devenue une nouvelle espèce du
stock semencier agricole au cours du XX° siècle. Au
Royaume-Uni, la majeure partie du colza pousse dans
l'est du pays et les travaux dont je vais parler sont basés
dans la zone arable nord.
KM , REPRÉSENTANT DES CHAMPS DE COLZA OLÉAGINEUX SEMÉ EN AUTOMNE
FÉR ALES DE BORD DE ROUTE
( POINTS ). A
( JAUNE )
ET AU
GAUCHE SE TROUVE LE MODÈLE SUR UN AN , À DROITE , LA
I
Dispersion du pollen sur de longues
d i st a n c e s e t r ô l e d e s i n s e c t e s
Comme en France, le colza oléagineux (mauvaise herbe)
se trouve dans deux types d'habitat : celui qui se situe
dans la zone labourée du champ, où il est qualifié de
“spontané” et interagit avec la gestion et les autres
mauvaises herbes, et celui qui se trouve à l'extérieur de
la zone labourée, en bordures de chemin et dans les
déchets de sol (DEFRA, 1999). Dans notre région, on
trouve des individus qui fleurissent à n'importe quel
mois de l'année, certains présentant des aspects vivaces
typiques du chou sauvage, Brassica oleracea. Il sera
hybridé avec des parents sauvages proches, qui sont
rares en Ecosse.
En arrière-plan de cette recherche, nous avons réalisé
des enquêtes sur le stock semencier dans les années
1980, le Scottish Agricultural College a fait de très
nombreux contrôles dans les années 1990 et, depuis
1993, nous avons dirigé notre propre zone d'étude, où se
déroule la majeure partie de nos travaux sur le flux de
gènes et le colza oléagineux (mauvaise herbe) (Squire et
al., 1999). Nous avons noté que Brassica napus était un
composant tout à fait mineur du stock semencier arable
avant 1980 mais qu'il devenait à présent plus fréquent et
plus répandu, avec une densité typique de 100 m2, et
qu'il possède une persistance à long terme en tant que
spontané (Squire et al., 2003).
Des exemples de modèles de champ dans une partie de
notre zone d'étude de Tayside en 1993, montrent le colza
oléagineux et les populations férales des bords de route
à floraison hivernale ou précoce et celui semé au
printemps à floraison plus tardive (Figure 1). En raison
de la rotation, la zone de terre où a été semé le colza
oléagineux pendant quatre ans, jusqu'en 1996, est
passée à environ 25 % de la surface totale. La majeure
partie de ces champs aurait contenu des populations
spontanées en champ. Il y avait typiquement une
population férale de bord de route par kilomètre de
route. Cette fréquence est bien inférieure à celle
observée dans une étude menée en France (voir
Lecompte et al.). Il serait instructif de comparer ces deux
zones d'étude. Malgré le fait que les variétés changent
constamment, en utilisant des filtres phénotypiques et
des techniques moléculaires, il a été possible de prendre
une empreinte des variétés dont étaient issues les
férales. A la fin des années 1990, nous avons pu séparer
environ 25 variétés (Charters et al., 1996) et montrer
que, alors que la plupart des populations disparaissaient
au bout d'un ou deux ans, certaines férales de bord de
route duraient au moins 10 ans, en conservant toujours
l'empreinte de variétés de culture qui n'étaient plus
semées (DEFRA, 1999 ; Squire et al., 2000).
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
II. Mesures de flux de gènes
régional utilisant des
plantes mâle-stériles
issues des événements de pollinisation lorsque les
plantes étaient sur le site. Gérer un important réseau de
plantes mâle-stériles était un défi : un groupe en
particulier, qui était brouté par des cervidés, dut être
protégé par une clôture.
Notre objectif dans les études de flux de gènes était de
mesurer le pourcentage de croisement par du pollen
extérieur dans les champs et les populations férales, et
de définir les rôles du vent et des insectes. Pour une
observation à grande échelle, nous devons utiliser un
moyen rapide pour détecter le flux de gènes. Cependant,
nous confirmons également les événements rares en
utilisant un diagnostic moléculaire du gène ou de la
variété. Au début des années 1990, on supposait que la
pollinisation par le vent était la forme dominante de
transmission et que le flux de gènes était plutôt localisé.
Pour réaliser une enquête approfondie sur le flux de
gènes dans le paysage, nous avons commencé à utiliser
des plantes mâle-stériles ayant poussé en pot et placées
dans la campagne pendant une période d'environ 14
jours. Après les avoir récupérées, nous avons vérifié que
nous n'échantillonnions que les semences qui étaient
Notre premier groupe de résultats était basé sur trois
saisons de culture. Les plantes mâle-stériles se
composaient de Brassica napus alors que les cultures
environnantes étaient B. napus et B. rapa. Avec des
plantes mâle-stériles, on peut compter le nombre de
fleurs fertilisées ou le pourcentage d'ovules. Lorsque la
distance augmente, en raison d'une faible fréquence de
pollinisation, seul un petit nombre d'ovules tendent à
être pollinisés. Les plantes mâle-stériles sont utilisées
pour explorer les mécanismes des processus régionaux,
mais tendent à surestimer le flux de gènes. Lorsque l'on
utilise des plantes mâle-fertiles, les différentes sortes de
gènes entrants sont difficiles à identifier, à moins que
n'existe un marqueur distinctif. Sans un marqueur
distinctif tel qu'un trait d'OGM, il est difficile de
distinguer une auto-pollinisation d'une pollinisation
croisée.
4,5
pages
100
90
80
% oyules ertilised
70
60
July 1998
50
May1998
40
July1999
30
20
10
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
distance from nearest field (m)
F IGURE 2. P OLLINISATION
DE PL ANTES DE COLZA MÂLE - STÉRILES , MESURÉE COMME POURCENTAGE DES OVULES FORMANT DES GR AINES , SUR TROIS
SAISONS À UN INTERVALLE DE DISTANCES DU CHAMP LE PLUS PROCHE .
SUPPLÉMENTAIRE À
26
L E GR APHIQUE REPRÉSENTE
R AMSAY ET AL ., 2003).
KM A ÉTÉ OMIS POUR DES R AISONS DE CLARTÉ ( VOIR
DES DONNÉES LISSÉES .
UN
POINT DE DONNÉES
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
Notre résumé graphique (Figure 2) décrit la proportion
d'ovules pollinisés en fonction de la distance du champ
le plus proche. Nous savons où vivent les populations
férales de bord de route et restons persuadés qu'elles ne
sont pas responsables du croisement par du pollen
extérieur à une longue distance du champ le plus proche.
Généralement, avec les plantes mâle-stériles, en raison
de l'absence de leur propre source de pollen, il y a un
plus fort pourcentage de fécondation que celui attendu
de plantes mâle-stériles réceptrices. Il est intéressant de
noter que, pour chacune des trois saisons étudiées,
différents niveaux de pollinisation croisée se sont
produits des champs aux plantes mâle-stériles. Quelle
que soit la distance à laquelle se situe la plante, il est
difficile de trouver un niveau zéro. Il y a toujours une
petite quantité de fécondation. A l'évidence, nous faisons
de notre mieux, en utilisant des techniques
moléculaires, pour confirmer qu'il ne s'agit pas d'une
contamination, par exemple, de pollen présent sur nos
vêtements. Cependant, même s'il est difficile d'être
absolument certain des sources de pollinisation, nous
avons essayé d'évaluer de manière réaliste les sources
alternatives possibles pour ces événements ayant lieu à
de grandes distances (Ramsay et al., 2003). Le colza
oléagineux à floraison précoce pendant la saison de
culture hivernale (lorsque le flux de gènes était le plus
faible sur la Figure 2) a connu des conditions d'humidité
et de froid. Par conséquent, très peu d'insectes se
trouvaient dans l'air. Néanmoins, nous ne comprenons
toujours pas complètement ces variations saisonnières.
Après avoir traité les chiffres, malgré des variations,
nous avons remarqué une diminution plutôt cohérente.
Ayant recueilli de nombreux insectes, nous avons poudré
les insectes avec du pollen et les avons mis sur des
plantes mâle-stériles dans le laboratoire afin d’étudier
l'efficacité de ces insectes dans la transmission du
pollen. Nous savons que les abeilles et les bourdons sont
très actifs et que les méligèthes des crucifères peuvent
transmettre le pollen sur de grandes distances. Nous les
trouvons dans des endroits étranges et, dans certaines
conditions, ils sont efficaces pour entraîner la
pollinisation. Dans un endroit où des manifestants, sur
l'un de nos sites, avaient placé de gros ballons jaunes
pour marquer leur présence, l'agriculteur les enleva et y
trouva de nombreux méligèthes des crucifères collés à la
surface brillante.
Bien que les plantes mâle-stériles nous aient permis
d'étudier le flux de gènes régional, nous avons dû
étalonner les résultats en comparant les plantes
mâle-stériles par rapport aux plantes mâle-fertiles. Pour
ce faire, nous avons utilisé un champ d'origine différent
– une variété tolérante à un herbicide non modifiée
génétiquement – et placé les plantes mâle-stériles et les
plantes mâle-fertiles dans des configurations différentes
dans la région environnante. Pour les plantes mâlestériles, la pollinisation moyenne sur des distances allant
jusqu'à 800 m de la source distincte était de 0,302 (c'està-dire que 30,2 % des ovules ont été fécondés). Pour les
plantes mâle-stériles recevant du pollen tolérant à un
herbicide, le chiffre était de 0,025 (2,5 % des ovules).
Ainsi, les plantes mâle-stériles étaient 12 fois plus
efficaces que les plantes mâle-fertiles en matière de
fécondation par du pollen extérieur. Nous devons
réaliser d'autres travaux de ce type pour confirmer cet
étalonnage.
Les travaux avec la source tolérante à un herbicide non
modifiée génétiquement nous ont fourni une indication
sur la variation spatiale autour de ce bloc. Parallèlement,
nous avons également utilisé des plantes mâle-stériles
en cage, inaccessibles aux gros insectes, pour estimer la
pollinisation par le vent. Selon cette méthode, nous
avons enregistré une différence significative de
pollinisation entre les plantes en cage et les plantes hors
cage. Dans notre région, les plantes en cage ont été bien
moins pollinisées que leurs équivalents hors cage. Par
conséquent, nous pensons que les abeilles, les bourdons
et les autres insectes contribuent largement au flux de
gènes. En règle générale, nous pensons qu'ils
contribuent bien plus à la pollinisation que le vent seul,
surtout sur les moyennes et longues distances.
Néanmoins, il s'agit d'une zone d'incertitude et nous
étudions toujours les processus.
Ces études ont également montré que le pollen entre
plus sur les bords que dans le centre des blocs de colza
oléagineux et qu'il y a de grandes zones de faible
pollinisation dans le centre. Ceci indique que plus le
champ récepteur est grand, moins la pollinisation
moyenne est importante. Cependant, à ce stade, nous
avions seulement étudié de petits blocs. Personne n'avait
encore estimé la pollinisation de champ entier à longue
distance dans des champs typiques de cinq à dix
hectares.
Ces études et d'autres encore indiquent que le flux de
gènes du colza oléagineux dépend de la taille et de
l'orientation des champs et des blocs. Plus la source est
grande, plus le récepteur est petit et plus la pollinisation
effectuée est importante. Nous avons tenté de condenser
nos travaux ainsi que ceux d'autres personnes, y
compris les données françaises et internationales, pour
montrer les niveaux de pollinisation croisée pouvant
apparaître : la pollinisation de blocs d'une taille
équivalente à un champ sur un kilomètre de distance par
rapport à la source n'a pu être estimée que par
extrapolation des données existantes (Ramsay et al.,
2003).
I
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
Pour une distance d'un kilomètre par rapport au champ
le plus proche, le croisement extérieur dans des champs
de colza oléagineux normaux (plantes mâle-fertiles) doit
généralement être inférieur à 0,1 %. Cependant, nous
pensons que le pourcentage de fécondation croisée
augmente dans un bloc récepteur lorsque la proportion
III. Utilisation de l’étude
Farm Scale Evaluation :
colza tolérant à un herbicide
et colza non-OGM
de plantes mâle-stériles augmente ou que la zone
diminue par rapport à la source. Une population de
férales mâle-stériles aurait les plus hauts niveaux de flux
de gènes. Les populations ou les individus mâle-stériles
existent dans notre campagne, issues de certaines
Notre compréhension étant loin d'être suffisante à ce
stade, nous avons décidé d'utiliser l’étude Farm Scale
Evaluation (FSE) pour avoir une meilleure mesure de la
pollinisation croisée sur un champ entier. Nous
disposions de connaissances raisonnables pour le flux de
variétés après ségrégation.
gènes entre champs et populations férales mais pas de
champs à champs. Par conséquent, nous avons reçu des
fonds pour travailler en Ecosse pendant deux ans puis,
en 2003, nous avons reçu des fonds supplémentaires
pour étendre les mesures à d'autres parties du RoyaumeUni.
6,7
pages
F I G U R E 3. C A R T E
D'UNE ZONE D'ÉTUDE DE
20
X
10
K M DA N S L 'A B E R D E E N S H I R E S U R D E U X S A I S O N S .
LES
C H A M P S D E C O L Z A O L É AG I N E U X
GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ SONT REPRÉSENTÉES EN NOIR ET LES CHAMPS DE COLZA OLÉAGINEUX NON -OGM SONT REPRÉSENTÉS EN JAUNE .
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
En Ecosse, les semences d'OGM ont été dispersées dans
Cependant, elles ne dépassaient pas 0,1 %, ce qui
l'environnement dans des essais sur parcelle témoin et
signifie que les sites d'OGM ne contribuaient pas de plus
sur les sites de l’étude FSE, mais elles existent
de 0,1 % aux semences. Environ 10 % des champs de
également à une faible fréquence en conséquence de
cette région étaient occupés par des variétés tolérantes à
l'apparition de plantes spontanées issues de stocks de
un herbicide et génétiquement modifiées. Il est
graines commerciales d'origine nord-américaine
intéressant de noter qu'en Ecosse, des types
contenant des impuretés d'OGM. Lorsque l'on recherche
d'association variétale comprenant 80 % de plantes mâle-
de faibles fréquences de semences d'OGM sur et autour
stériles et 20 % de plantes mâle-fertiles étaient
des sites de l’étude FSE, il convient d'être prudent car
également cultivées à cette période. Depuis lors, ce
elles peuvent provenir de ces autres sources. Les sites de
mélange est devenu moins populaire parce qu'une faible
l’étude FSE où nous avons mesuré le flux de gènes
pollinisation signifiait un faible rendement au cours
étaient à environ 2 heures et demi de voiture au nord de
d'une mauvaise année. Dans cette région, trois champs
notre base et, le travail étant très intense, nous avons
se composaient d'associations variétales, qui, parce que
travaillé à partir d'un cottage et d'une caravane sur ce
leur source de pollinisation était plus faible, présentaient
site. Sur la Figure 3, les champs de colza tolérant à un
des niveaux supérieurs de flux de gènes que les champs
herbicide et modifié génétiquement sont en noir et les
mâle-fertiles. Elles acceptaient plus de pollen extérieur.
champs commerciaux non-OGM sont en jaune. Notre
De façon surprenante, elles correspondaient
objectif était d'observer le flux de gènes d'un ensemble
raisonnablement à nos estimations grossières issues des
de champs à un autre. Nous avons utilisé une grille de
travaux antérieurs (Ramsay et al., 2003). Bien que
mesure de pièges à insectes, des plantes mâle-stériles et
fortement en dessous de 1 % d'impuretés d'OGM, elles
diverses observations dans la région. Si les agriculteurs
étaient à 0,1 % ou au-dessus. Il est clair qu'une grande
le souhaitaient, nous avons prélevé des échantillons de
quantité de pollen d'OGM d'essai entrait dans les
leurs champs conventionnels. A l'évidence, ce sujet est
champs d'association variétale.
relativement sensible. Certains agriculteurs ne veulent
pas savoir si des plantes tolérantes à un herbicide et
J'aimerais souligner le fait que ces données sont
génétiquement modifiées se trouvent dans leurs champs.
provisoires. Cependant, nous souhaitions quand même
débattre de ces informations avec les scientifiques
Nous ne décrirons pas cet important ensemble de
présents à cette réunion et avec d'autres personnes que
mesures en détails, car il n'a pas été intégralement
cela intéresse réellement. Nous sommes persuadés que
analysé. Nous allons, par contre, décrire des exemples
ces résultats sont corrects.
spécifiques du flux de gènes entre les champs. Nous
aimerions également vous rappeler que ces travaux
n'ont pas été publiés. A partir des graphiques de la
recherche existante, nous avons ajouté les nouvelles
découvertes pour donner une image plus complète. Nous
avons exposé les semences à un herbicide (glufosinate
ammonium) et avons testé les survivantes pour détecter
la présence du transgène.
En utilisant comme exemple cinq champs de variétés
mâle-fertiles, nous avons découvert que les moyennes
par champ étaient supérieures à ce que nous avions
prédit par extrapolation à partir de parcelles témoins.
I
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
IV. Résumé
Dans des champs entiers, le pourcentage de pollinisation
moyenne était généralement inférieur à 0,1 %. Cela signifie
que sur les semences produites dans un champ moyen,
moins de 0,1 % contiendrait des gènes extérieurs. La
surface maximale des champs d'origine dans toutes ces
études était d'environ 10 % de la zone totale de champs
dans un carré de 10 x 10 km. S'il y avait plus de champs
tolérants à un herbicide et génétiquement modifiés dans
une zone, enregistrerait-on alors plus de pollinisation
croisée entre champs ? En raison de la nature régionale du
flux de gènes, on s'attendrait à une augmentation.
Cependant, ce n'est pas certain. Le croisement à partir de
champs vers des champs d'association variétale et des
parcelles férales est probablement supérieur aux valeurs
citées ci-dessus. D'autres recherches sont nécessaires pour
vérifier les estimations.
8,9
pages
Si l'impureté ne se produit qu'en résultat de la
pollinisation, et qu'il existe un seuil autour de 1 %, ces
résultats indiquent que les cultures d'OGM et de non-OGM
pourraient probablement coexister. Cela signifie qu'un
agriculteur qui souhaite faire pousser du colza oléagineux
non-OGM (jusqu'à un seuil d'environ 1 % de plantes
génétiquement modifiées) pourrait le faire même si des
agriculteurs des alentours cultivaient des plantes
génétiquement modifiées, si aucune semence d'OGM
n'était introduite dans le champ par les machines. Cette
conclusion peut ne pas être valable si l'agriculteur souhaite
R
faire pousser des plantes génétiquement modifiées une
année et des cultures non-OGM l'année suivante dans le
même champ. Les plantes spontanées issues des plantes
génétiquement modifiées fourniraient un plus grand
risque d'impuretés que n'en apporterait dans le champ le
croisement par du pollen extérieur seul.
Nous avons eu la chance de disposer des sites de l’étude
Farm Scale Evaluation comme source supplémentaire de
pollen pour les études sur le flux de gènes. Les sites de
l’étude FSE nous permettront d'estimer le flux de gènes
sur la totalité d'un champ dans un contexte plus étendu. En
2003, nous avons choisi sept régions du Royame-Uni pour
estimer le flux de gènes à partir des sites de l’étude FSE
tolérant à un herbicide et génétiquement modifié vers les
champs non-OGM dans un rayon de cinq kilomètres. Ce
projet se déroule en coopération avec le Centre for Ecology
and Hydrology, Rothamsted Research, le National Institute
for Agricultural Botany, le Central Science Laboratory et
l'ADAS. Etant donné l'échelle à laquelle est mené ce projet,
nous n'attendons pas de résultats avant la fin de l'année
2004.
Nous pensons que la science peut répondre aux questions
de cette nature. Nous devons comprendre les limites et
l'étendue de nos méthodes.
REMERCIEMENTS
Nous remercions chaleureusement le DEFRA et le SEERAD
qui ont soutenu les travaux décrits ici.
E F E R E N C E S
◆ C h a r t e r s , Y. M . , R o b e r t s o n , A . , W i l k i n s o n , M . J . &
◆ Squire, G.R, Augustin, N., Bown, J., Crawford, J.W.,
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I
DISPERSION
DU POLLEN SUR
DE LONGUES
DISTANCES ET
RÔLE DES
INSECTES
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
P RÉSENTATION
DES DONNÉES
DE DISPERSION LONGUE
DISTANCE DES PLATES - FORMES
ICTA
CHRISTOPHE SAUSSE - CETIOM
Je vais présenter quelques résultats de
dispersion à longue distance à partir des
plates-formes ICTA situées à Toulouse,
Dijon
et
Châlons-en-Champagne
(Champolivier et al., 1999). Je vous
présenterai également les données obtenues
à partir des essais de démonstration et
d’évaluation qui ont eu lieu en 1996, 1997
et 1998 dans le cadre du programme FACTT.
I. Quelques études sur le
sujet
Je voudrais tout d’abord rappeler quelques études
portant sur ce sujet. La question a été abordée,
notamment en Australie avec du colza tolérant à un
herbicide mais non génétiquement modifié en condition
de production (Rieger et al., 2002). D’autres travaux ont
été menés également en Angleterre (Scheffler et al.,
1995, Ramsay et al., 2003). Ceux évoqués par Monsieur
Squire en font partie (Ramsay et al., 2003). Ils ont
montré que les flux de pollen à très longue distance sont
possibles, et ont souligné le rôle des insectes.
II. Principaux facteurs de
variation
Les principaux facteurs de variation de la dispersion à
longue distance pour le pollen sont :
◆ la distance ;
◆ le synchronisme de floraison entre le colza émetteur
et le colza récepteur ;
◆ la nature de la variété réceptrice. (Nous avons vu que
les composites hybrides / lignées sont davantage
sensibles aux flux de pollen en tant que récepteurs que
les simples lignées) ;
◆ l’agencement des parcelles dans le paysage et la taille
relative des sources et puits de pollen ;
◆ les conditions d’environnement locales, c'est-à-dire la
topographie ;
◆ le climat – qui pourrait expliquer les variations interannuelles ;
◆ la pollinisation par les insectes.
Des enquêtes ont été menées sur les parcelles situées
autour des expérimentations ICTA et FACTT. Des
prélèvements ont été réalisés entre 1997 et 1999 autour
des plates-formes ICTA. Nous avons ainsi obtenu onze
situations, sachant qu’une parcelle correspond à une
année. Nous avons enquêté sur 79 situations autour des
expérimentations FACTT.
Plusieurs facteurs de variation ont été pris en compte
dans cette enquête. Sur les parcelles FACTT, seules les
variétés tolérantes au glufosinate ont été testées. Il s’agit
principalement de variétés d’hiver quoique quelques
essais aient été réalisés avec des variétés de printemps.
La taille des champs d’expérimentation était assez
variable. Des pièges à pollen ont été implantés autour
des essais. Les parcelles réceptrices étaient distantes de
20 à 3 500 mètres. Les champs récepteurs mesuraient
0,8 à 29,2 hectares avec des lignées ou des associations
variétales, c'est-à-dire des composites hybrides / lignées.
Pour les essais ICTA, trois systèmes de tolérance ont été
testés : glufosinate, glyphosate et oxynils. Ces trois
systèmes ont été utilisés de façon similaire en 1997 et en
1998. En 1999, le glufosinate et le glyphosate ont été
davantage utilisés. La taille des parcelles représentait
9 000 à 15 800 mètres carrés, soit environ un hectare.
Aucun piège à pollen n’a été utilisé. Les parcelles
réceptrices étaient distanciées de 200 à 900 mètres. Les
parcelles réceptrices contenaient soit des lignées, soit
des composites hybrides / lignées. Les superficies
variaient de 0,8 à 17 hectares.
III. Estimation du taux de
pollinisation croisée
Des échantillons de grains ont été prélevés sur les
parcelles réceptrices sur des plots de 3 m2.
Les échantillons ont été prélevés sur les bords des
parcelles, orientés vers la passerelle émettrice, avec des
plots de prélèvement de 0 à 9 mètres.
Sur les plates-formes, les trois systèmes de tolérance glufosinate, glyphosate et oxynils - ont été testés, et les
résultats présentent le cumul des trois tolérances.
I
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
Le taux de pollinisation croisée a été déterminé à partir
d’un indicateur évaluant la tolérance des plantules suite
à un re-semis en champ. Un échantillon moyen de
123 000 graines a été utilisé pour chaque situation.
IV. Résultats
Les résultats obtenus à partir des plates-formes ICTA
montrent des taux de tolérance assez variés. Un point,
correspondant à une association variétale, ressort (Figure 1).
Les résultats FACTT montrent une grande variabilité. Les
taux peuvent atteindre 1 %, mais ils sont souvent nuls
(aucune plantule tolérante n’a été trouvée dans ces
situations).
Une décomposition par type de facteur de variation
montre que les composites hybrides / lignées sont plus
sensibles aux flux de pollen que les lignées, hormis un
point à 1 %.
taux de plantes tolétantes (10 g)
10,11
pages
En isolant l’influence de la taille relative de la source de
pollen et du puits de pollen, on constate que plus la
source de pollen est importante par rapport au puits,
plus le phénomène de pollinisation croisée est fréquent
(Figure 2). Il existe clairement une différence entre les
points ou le rapport est inférieur à 2 % et ceux où le
rapport est supérieur à 17 %. Plus la taille de la source
est importante par rapport au puits, plus les
phénomènes de dispersion à longue distance semblent
importants.
V. Conclusion
Nous ne pouvons pas conclure définitivement car il ne
s’agit que d’un dispositif d’enquête. De nombreux
facteurs de variation existent et il est difficile de les
isoler. Nous pouvons toutefois mettre en évidence des
résultats portant sur quelques cas proches de la
production.
Nous voyons ainsi une importante variabilité du taux de
pollinisations croisées.
La taille de la source et du puits de pollen ont un effet
sur les essais FACTT.
Ces données de terrain seront utiles dans le cadre des
travaux en cours sur la modélisation des flux de pollen.
1,00 E + 00
CHL
1,00 E - 01
r < 0,375
1,00 E - 02
r > 0,375
1,00 E - 03
1,00 E - 04
0
0
200
400
600
800
1000
distance (m)
F IGURE 1 :
FLUX DE POLLEN EN FONCTION DE L A DISTANCE ET DU R ATIO R
=
SURFACE RÉCEPTRICE
/
ÉMETTRICE
ENTOURÉ CORRESPOND À LA SEULE SITUATION OU LA VARIÉTÉ RÉCEPTRICE EST UN COMPOSITE HYBRIDE - LIGNÉE .
( DONNÉES ICTA). L E
POINT
taux de plantes tolétantes (10 g)
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
1,00 E + 00
1,00 E + 01
r < 0,02
r < 0,05
r < 0,17
r > 0,17
1,00 E - 02
1,00 E - 03
1,00 E - 04
1,00 E - 05
0
0
500
1000
1500
distance (m)
FIGURE 2 : FLUX DE POLLEN
56 OBSERVATIONS RENSEIGNÉES
E N F O N C T I O N D E L A D I S TA N C E E T D U R AT I O R
=
S U R FAC E R É C E P T R I C E
/
ÉMETTRICE
( D O N N É E S FAC T T ;
POUR LA VARIABLE SURFACE )
B I B L I O G R A P H I E
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oilseed rape (Brassica napus). Using a herbicide resistance
and GM crops – role of temporal and spatial behaviour of
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321.
◆ Pekrun C., Hewitt J.D.J. & Lutman P.J.W. (1998). Cultural
◆ Champolivier J., Gasquez, J., Messéan A. and Richard-
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Molard, M., 1999. Management of transgenic crops within the
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Agriculture: Relevance for transgenic crops. BCPC Symposium
◆ Ramsay G., Thompson C., Squire G., (2003) Quantifying
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landscape-scale gene flow in oilseed rape. Final report of the
DEFRA project RG 0216 : an experimental and mathematical
S I G L E S
study of the local and regional scale movement of an oilseed
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◆ Rieger M.A. et al., (2002) Pollen Mediated Movement of
Herbicide Resistance Between Commercial Canola Fields.
Science, vol 299 : 2385-2388.
◆ Scheffler J.A., Parkinson R., Dale P.J., (1995) Evaluating the
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◆ FACTT : Familiarization with and Acceptance of Crops
incorporating Transgenic Technology. Projet de démonstration
q u i a é t é f i n a n c é p a r l a c o m m i s s i o n e u r o p é e n n e ( D GV I )
pendant 4 années (mars 1996 à mars 2000).
◆ ICTA : Instituts et Centres Techniques Agricoles (désigne
dans le texte les 3 plates-formes inter-instituts)
I
I
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
DISPERSION
DU POLLEN SUR
DE LONGUES
DISTANCES ET
RÔLE DES
INSECTES
M ODÉLISATION
DE LA
DISPERSION À LONGUE
DISTANCE
ETIENNE KLEIN, CLAIRE LAVIGNE, CÉLINE
DEVAUX, PIERRE-HENRI GOUYON
INA-PG, LABORATOIRE ESE, ORSAY
I. Introduction
II. Cadre général
Notre étude se place dans le cadre général de la
modélisation de la dispersion par le biais d’une fonction
de dispersion individuelle. Celle-ci décrit la dispersion
du pollen de chaque source ponctuelle autour d’ellemême. En faisant interagir cette fonction de dispersion
individuelle avec une fonction décrivant la position et
l’intensité des sources dans un paysage, il est possible
de calculer non seulement l’intensité du nuage
pollinique en chaque point du paysage (obtenu comme la
somme des contributions des sources individuelles),
mais aussi la composition du nuage pollinique en chacun
de ces points (Figure 1).
La queue de ces fonctions correspond à la manière dont
elles décroissent à longue distance et donc, décrit le
poids accordé aux phénomènes de dispersion à longue
distance. Les fonctions de dispersion individuelles
peuvent être classifiées par rapport à leur queue de
dispersion :
Les fonctions dites “à queue légère” décroissent plus vite
qu’une exponentielle. Les fonctions “à queue
exponentielle” ont une croissance du même type que les
exponentielles. Les fonctions “à queue lourde”
décroissent plus lentement que n’importe quelle fonction
exponentielle (Clark 1998). Parmi les fonctions “à queue
lourde”, il existe les fonctions “à queue géométrique” qui
sont particulièrement lourdes et décroissent
particulièrement lentement (aussi appelées fonctions à
variations régulières, en opposition aux fonctions à
variations rapides (Embrechts et al., 1997)).
IV. Effet de la queue de la
fonction de dispersion sur
la diversité du nuage
pollinique à longue distance
Pour mesurer l’effet de la queue de la fonction de
dispersion sur la diversité du nuage de pollen à longue
distance, nous présentons ici le cas de deux sources
ponctuelles dans un espace unidimensionnel – appelées
A et B – qui émettent la même quantité de pollen et
dispersent suivant la même fonction de dispersion
individuelle. Nous nous intéressons alors à la proportion
de grains de pollen issus de A reçus en chaque point x
de l’espace, et en particulier à longue distance.
Avec une fonction à queue légère, quand x grandit et
tend vers + , la proportion de pollen issu de A décroît
et tend vers 0. Avec une fonction exponentielle, elle reste
constante entre 0 et 0,5. Avec une fonction à queue
lourde, elle croît et tend vers 0,5 (Figure 2). Ces résultats
sont surprenants. Nous nous attendions en effet à ce que
deux sources proches soient perçues à longue distance
comme une source comprenant un mélange homogène
de A et de B, ce qui n’est vrai que pour les fonctions à
queue lourde.
8
12,13
pages
Nous sommes aujourd'hui convaincus que la dispersion
du pollen de colza se fait fréquemment sur plusieurs
centaines de mètres, voire quelques kilomètres
(Timmons et al., 1996 ; Rieger et al., 2002). Au-delà de ce
constat, nous aimerions réaliser un travail plus
quantitatif de modélisation de cette dispersion à longue
distance par le biais d’une fonction de dispersion.
Nous présentons ici quelques résultats sur l’effet de la
queue de cette fonction de dispersion sur deux
phénomènes : d’une part, sur le mélange de pollen de
différentes sources à longue distance, d’autre part, sur
l’effet de la taille d’une source sur la pollution qu’elle
peut engendrer à longue distance.
Nous reviendrons ensuite sur des données issues d’un
champ expérimental et déjà publiées (Lavigne et
al.,1998) pour établir une estimation des fonctions de
dispersion et apporter une réponse sur le type de
fonction de dispersion à utiliser dans le cas du pollen de
colza.
dispersion du pollen.
Il existe toutefois d’autres modèles (Tableau 1) :
◆ l’exponentielle d’une puissance de la distance où le
paramètre b est un paramètre de forme permettant de
moduler l’importance de la dispersion à longue distance
◆ un modèle à décroissance géométrique où la quantité
de pollen décroît comme une fonction d-c, avec
également un paramètre de forme, c.
◆ d’autres modèles apparentés que nous ne
présenterons pas dans le détail.
III. Fonction de dispersion
individuelle
De nombreux modèles existent dans la littérature pour
décrire la décroissance de la quantité de pollen à longue
distance. Le modèle généralement utilisé considère une
fonction exponentielle décroissante pour décrire la
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
A l’inverse, pour les fonctions à queue légère, la source
B masque tout ou partie de la source A.
Cette propriété pourrait par exemple avoir des
conséquences sur la possibilité ou la manière d’isoler
des champs OGM en disposant des écrans de champs
non OGM entre la source et les champs à “protéger”.
Afin de prouver que ces résultats ne sont pas purement
théoriques, considérons cette même question de la
diversité du nuage pollinique dans le cas plus réaliste
d’un paysage agricole. Dans un paysage de quelques
dizaines de km2 centré sur Selommes (41), nous avons
simulé la dispersion du pollen des différents champs de
colza de la région, dont nous connaissions la position, la
variété et la superficie. Nous nous intéressons alors à la
diversité du nuage pollinique (en terme de diversité
variétale) en 16 points-puits (ou capteurs) localisés dans
ce paysage. Nous utilisons pour ces simulations trois
fonctions de dispersion, ajustées sur les données
prélevées en champ expérimental (Lavigne et al., 1998),
issues des trois modèles différents (exponentielle,
exponentielle-puissance, et géométrique).
Les résultats présentés sur la Figure 3 montrent
clairement les différences de prédictions entre les trois
fonctions de dispersion utilisées. Pour une fonction
exponentielle, on prédit généralement qu’il n’existe
qu’une seule variété dans le nuage pollinique des
différents capteurs. Cela signifie que seul le champ le
plus proche du capteur contribue au nuage pollinique.
Pour les fonctions à queue lourde en revanche, on
retrouve plusieurs variétés au sein du nuage pollinique,
ce qui signifie que plusieurs champs situés dans le
voisinage du capteur contribuent à son nuage pollinique.
En comparant les prédictions obtenues avec le modèle
exponentielle-puissance et le modèle géométrique, on
constate également que l’on retrouve d’autant plus de
champs contribuant significativement aux nuages
polliniques des capteurs que la queue de la fonction de
dispersion est lourde.
Ces résultats sur le mélange de pollen issu de
différentes sources dans un paysage peuvent à nouveau
avoir des conséquences sur la manière de répartir dans
l’espace des champs OGM et des champs non OGM si
l’on cherche à réduire les flux de pollen des champs
OGM vers les populations hors-champs ou vers les
populations de plantes sauvages apparentées.
V. Effet de la taille d’une
source sur la contamination
à longue distance
Savoir si la taille d’un champ a un effet sur la quantité de
pollen qu’il envoie en un point donné, et connaître
l’importance de cet effet restent des questions non
résolues clairement. Pour y apporter un début de
réponse, considérons dans un espace unidimensionnel
un capteur à une distance X d’une source de longueur L.
Nous étudions alors comment la quantité de pollen reçu
sur le capteur dépend de la longueur de la source L. En
particulier, nous nous intéressons à ce qui se passe
quand X et L sont grands par rapport à la distance de
dispersion moyenne, ce qui correspond au cas de la
dispersion à longue distance à partir de champs de
tailles conséquentes.
Les résultats présentés sur la Figure 4 montrent que
quand X et L sont grands, la taille de la source n’a plus
d’effet à longue distance pour les fonctions de dispersion
à queue légère, à queue exponentielle et même pour les
fonctions de dispersion à queue lourde mais non
géométrique. A l’inverse, pour les fonctions à queue
géométrique, la taille de la source a un effet sur la
quantité de pollen reçue à longue distance : plus la
source grandit, plus la quantité de pollen reçue
augmente. Nous avons également montré ces résultats
de manière analytique.
Cette propriété pourrait, elle aussi, avoir des
conséquences sur la manière d’isoler les champs OGM
par la distance en relation avec le type de fonction de
dispersion de l’espèce considérée. Dans le premier cas, il
semble inutile d’adapter la distance à la taille de la
source tandis que cela est nécessaire dans le cas des
fonctions à queue géométrique.
VI. Fonction de dispersion
adaptée au pollen de colza
Il reste à savoir si l’on est capable de déterminer quelle
fonction de dispersion pourrait correspondre au pollen
de colza. Nous avons donc utilisé des données de
dispersion obtenues en champ expérimental à Rennes, à
partir d’une parcelle de colza résistant à un herbicide.
Cette parcelle de 10x10 m était située au centre d’un
champ de colza conventionnel d’environ un hectare,
sensible à l’herbicide correspondant. En différents points
du champ, les proportions de grains de pollen issus de la
source de colza résistant dans le nuage pollinique ont
été mesurées en utilisant des plantes capteurs (mâlestériles et mâle-fertiles) (Lavigne et al., 1998). Nous
avons ajusté sur ces données les différents modèles de
fonction de dispersion individuelle présentés
précédemment (Tableau 1)
I
COMMISSION DU
14,15
pages
Génie BIOMOLÉCULAIRE
Le modèle exponentiel, avec un score de 7 236, est bien
moins satisfaisant que les autres modèles, ce qui montre
qu’une exponentielle décrit mal la dispersion du pollen
de colza dans cette expérimentation. Par ailleurs, le
modèle exponentielle-puissance, plus flexible puisqu’il
permet d’obtenir aussi bien une fonction à queue légère
qu’une fonction à queue lourde, donne une estimation
du paramètre de forme b égale à 0,14, ce qui correspond
à une queue lourde. Enfin, le modèle logistique, qui
présente une queue géométrique, apparaît comme le
modèle qui donne le meilleur ajustement aux données.
D’après ces trois constats, il semble donc clair que la
modélisation de la dispersion du pollen de colza
nécessite l’utilisation d’une fonction à queue lourde.
Mais les cinq modèles capables d’obtenir une queue
lourde donnent des scores de log-vraisemblance
relativement proches. Ces données ne permettent donc
pas de déterminer clairement quels modèles, à queue
lourde ou à queue géométrique, sont les plus adéquats
pour modéliser la dispersion du pollen de colza.
Cette ambiguïté est manifeste si l’on observe les
fonctions ajustées sur ces données (Figure 4). Sur la
gamme de distance présente dans l’expérience – 0 à 50
mètres – les fonctions géométrique et exponentiellepuissance obtenues sont très similaires. En revanche, la
fonction exponentielle sous-estime nettement la
dispersion à longue distance. Mais la proximité entre la
fonction exponentielle-puissance et la fonction
géométrique disparaît lorsque l’on extrapole la
contamination à longue distance. A un kilomètre, il
existe en effet trois ordres de grandeur de différence
entre les fonctions de dispersion exponentielle
puissance et géométrique ajustées sur ces données.
R
VII. Conclusion
Dans cette étude, nous avons voulu mettre en avant
l’existence de trois types de fonctions de dispersion :
◆ les fonctions à queue légère et à queue exponentielle ;
◆ les fonctions à queue lourde ;
◆ les fonctions à queue géométrique.
Ces trois types de fonctions ont des comportements
différents vis-à-vis de deux questions centrales abordées
ici : la diversité du nuage pollinique lorsque plusieurs
sources sont présentes et l’effet de la taille d’une source
sur la quantité de pollen reçue en un point éloigné. Ces
résultats, bien que très généraux et théoriques, peuvent
nous aider à réfléchir aux méthodes d’isolement des
champs OGM dans un paysage comprenant également
des champs non-OGM et des populations hors-champs.
Ils nous montrent également que les analyses de
données de dispersion de pollen issues
d’expérimentations doivent chercher à discriminer ces
différents types de fonctions si l’on cherche une fonction
permettant de faire des prédictions dans des situations
variées.
Ce dernier point reste difficile à élucider puisqu’en
partant des données d’expérimentation en champ, il
nous a été impossible de décider lequel des trois types
de fonctions de dispersion individuelles était le plus
pertinent pour modéliser la dispersion du pollen de colza :
s’il est clair qu’une fonction à queue lourde doit être
utilisée pour décrire la dispersion du colza, nous ne
parvenons pas à trancher entre un modèle à queue
lourde non géométrique et un modèle à queue
géométrique.
Nous devrons certainement développer dans le futur des
expériences à l’échelle du paysage, comme celle qu’a
présentée Geoff Squire (Squire, présent document), pour
mieux comprendre et/ou caractériser la dispersion du
pollen à longue distance.
E F E R E N C E S
◆ Clark J.S. (1998) Why trees migrate so fast: confronting
and Applied Genetics, 96, 886-896
theory with dispersal biology and paleorecord. American
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dispersal of an individual plant within a field. Theoretical
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
INTENSITY
INDIVIDUAL DISPERSAL FUNCTION
B
A
F I G U R E 1. M O D É L I S A T I O N
DU NUAGE
P O L L I N I Q U E À PA R T I R D E L ’ U T I L I S AT I O N
D’UNE
FONCTION
INDIVIDUELLE.
DE
LA
DISPERSION
FONCTION
DE
DISPERSION INDIVIDUELLE REPRÉSENTÉE EN
INTENSITY
AND
COMPOSITION
OF THE
POLLEN
CLOUD
A)
MODÉLISE L A PROPORTION DU POLLEN
ÉMIS PAR UNE SOURCE PONCTUELLE REÇU
EN CHAQUE POINT DU VOISINAGE.
FONCTION REPRÉSENTÉE EN
B)
UNE
DÉCRIT LES
P O S I T I O N S D A N S L E PAY S A G E E T L E S
INTENSITÉS DES SOURCES PONCTUELLES
QUI ÉMETTENT DU POLLEN .
CES
DEUX
FONCTIONS,
EN
UTILISANT
ON
CALCULE
L’ I N T E N S I T É D U N U A G E P O L L I N I Q U E E N
( REPRÉSENTÉE
FIGURE C) ET LA
CHAQUE POINT DU PAYSAGE
POSITIONS
C
EN NOIR DANS L A
C O M P O S I T I O N D U N UAG E P O L L I N I Q U E E N
C H AQ U E P O I N T
(UN
EXEMPLE EST DONNÉ
PAR LA BARRE MULTICOLORE DE LA
-5
-10
A
B
5
FIGURE C).
10
POLLEN FROM A - PROPORTION
1
FIGURE 2. DIVERSITÉ
-0,5
DU NUAGE POLLINIQUE À
LO N G U E D I S TA N C E D E
SOURCES PONCTUELLES
POLLEN (HAUT).
DE
A
A
2
ET
SOURCES.
B
DEUX
DISPERSENT DU
LA PROPORTION DE POLLEN ISSU
DA N S L E N UAG E P O L L I N I Q U E E S T
REPRÉSENTÉ EN CHAQUE POINT DE L’ESPACE (BAS)
POUR TROIS FONCTIONS DE DISPERSION
0
-20
-10
AB
20
10
I N D I V I D U E L L E S : G AU S S I E N N E ( R O U G E ),
EXPONENTIELLE (NOIR) ET GÉOMÉTRIQUE
(B LEUE ). L ES TROIS FONCTIONS UTILISÉES
DONNENT LA MÊME DISTANCE DE DISPERSION
MOYENNE ÉGALE À
2.
I
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
Exponential power
Exponential
(fitted on field experiment data)
(fitted on field experiment data)
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 3
0,3
0,2
0,1
16,17
pages
Composition of the pollen cloud
0
6
10
12
Geometric
(fitted on field experiment data)
0,9
0,8
0,9
0,8
0,7
0,7
0,6
0,6
0,5
0,5
3 2 2 3 3 3 1 2 5 1 4 7 2 1 2 4
0,4
0,3
0,3
0,2
0,2
0,1
0,1
0
4
2
6
8
10
12
14
FIGURE 3. DIVERSITÉ
2
16
LES
16
4
6
8
10
12
14
16
Bait plant
DU NUAGE POLLINIQUE DANS UN PAYSAGE AGRICOLE.
UNE COULEUR INDIQUANT LA VARIÉTÉ CULTIVÉE (EN HAUT À GAUCHE).
14
5 3 4 4 4 4 3 4 9 5 5 10 4 3 3 5
Bait plant
ROUGES.
8
Exponential power
1
0
4
(fitted on field experiment data)
1
0,4
2
LES
LES
CHAMPS DE COLZA AU VOISINAGE DE
POSITIONS DE
16
SELOMMES
SONT POSITIONNÉS ET REPRÉSENTÉS AVEC
CAPTEURS PLACÉS DANS LE PAYSAGE Y SONT REPRÉSENTÉES PAR DES POINTS
PROPORTIONS PRÉDITES DES DIFFÉRENTES VARIÉTÉS DANS LES NUAGES POLLINIQUES DE CHAQUE CAPTEUR SONT REPRÉSENTÉES (NUMÉRO DU CAPTEUR EN
ABSCISSE, FRÉQUENCES EN ORDONNÉES, UNE COULEUR PAR VARIÉTÉ).
CES PRÉDICTIONS ONT ÉTÉ RÉALISÉES AVEC TROIS FONCTIONS DE DISPERSION AJUSTÉES SUR LES
RENNES : EXPONENTIELLE (EN HAUT À DROITE), EXPONENTIELLE PUISSANCE (EN BAS À GAUCHE) ET GÉOMÉTRIQUE (EN BAS À
DROITE). ON A ÉGALEMENT INDIQUÉ POUR CHAQUE CAPTEUR ET CHAQUE MODÈLE LE NOMBRE DE VARIÉTÉS CONTRIBUANT À PLUS DE 1% DU NUAGE POLLINIQUE (NOMBRES EN
NOIR).
DONNÉES EN CHAMP EXPÉRIMENTAL ACQUISES À
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
A MOUNT
OF POLLEN RECEIVED BY THE SINK
( UP
TO A CONSTANT )
G AUSSIAN
E XPONENTIAL
X =5
X =2
0,001
X =4
-6
X =6
1.X10
1.X10 -9
0,00001
X =8
L
15
25
35
X =25
-14
X =35
X =45
1.X10 -20
45
5
X =5
X =15
0,002
0,0001
X =25
0,0005
0,00001
X =35
0,0002
15
25
EXPONENTIAL
FIGURE 4. EFFET
35
45
X =15
X =25
X =35
0,0001
X =45
5
25
X =5
0,001
1.X10 -6
L
15
0,01
0,005
0,01
0,001
1.X10 -11
1.X10 -17
X =10
5
X =15
1.X10
1.X10 -12
1.X10 -15
1.X10 -8
X =45
L
35
45
POWER B=5
DE LA TAILLE DE LA SOURCE DE POLLEN.
L
5
15
25
35
GÉOMETRIC
45
C=3
POUR DIFFÉRENTES TAILLES DE SOURCE L (EN ABSCISSES), DIFFÉRENTES DISTANCES DE LA SOURCE X, ET
(GAUSSIENNE, EXPONENTIELLE, EXPONENTIELLE PUISSANCE ET GÉOMÉTRIQUE) ON A REPRÉSENTÉ LA QUANTITÉ DE
POLLEN REÇUE DE LA SOURCE PAR LE CAPTEUR POSITIONNÉ EN X (EN ORDONNÉES, À UNE CONSTANT MULTIPLICATIVE PRÈS ET SUIVANT UNE ÉCHELLE LOGARITHMIQUE). LES
QUATRE FONCTIONS DE DISPERSION UTILISÉES ONT LA MÊME DISTANCE DE DISPERSION MOYENNE ÉGALE À 1.
DIFFÉRENTS MODÈLES POUR LA FONCTION DE DISPERSION
I
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
IDF
D I S TA N C E
0
10
20
( m )
30
40
50
1.E+00
1.E-01
E XPONENTIAL
1.E-02
G EOMETRIC
1.E-03
EXPO . POWER
1.E-04
1.E-05
1.E-06
1.E-07
1.E-08
18,19
pages
D I S TA N C E
0
1.E+00
1.E-01
1.E-02
1.E-03
1.E-04
1.E-05
1.E-06
1.E-07
1.E-08
1.E-09
1.E-10
1.E-11
1.E-12
1.E-13
1.E-14
1.E-15
( m )
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
E XPONENTIAL
G EOMETRIC
EXPO . POWER
IDF
F IGURE 5. F ONCTIONS DE DISPERSION OBTENUE PAR AJUSTEMENT SUR LES DONNÉES EN CHAMP EXPÉRIMENTAL DE R ENNES
(L AVIGNE ET AL ., 1998) POUR TROIS MODÈLES PRINCIPAUX . L ES FONCTIONS EXPONENTIELLES ( NOIR ), EXPONENTIELLE
PUISSANCE ( VERT ) ET GÉOMÉTRIQUE ( BLEU ) SONT REPRÉSENTÉES ENTRE 0 ET 50 M ( HAUT ), C ’ EST - À - DIRE LES DISTANCES
REPRÉSENTÉES DANS L’ EXPÉRIMENTATION DE R ENNES , ET ENTRE 0 ET 1000 M ( BAS ).
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
Model
IDF
- Ln
a
b
c
Exponential
Ke exp(-ad)
7236
0.28
Gamma
Kr dcexp(-d/a)
5621
20.8
Exponential Power
Kep exp(-adb)
5582
15.8
0.14
Weibull
Kw db-2exp(-adb)
5578
11
0.086
Geometric
Kg (1+d/a)-c
5583
0.1
3.09
Logistic
Kl (1+dc/a)-1
5546
32.3
3.32
2Dt
K2Dt (1+d2/a)-c/2
5555
4.06
3.32
-2.51
TABLEAU 1. M ODÈLES DE FONCTIONS DE DISPERSION INDIVIDUELLES AJUSTÉS SUR LES DONNÉES EN CHAMP EXPÉRIMENTAL DE R ENNES (L AVIGNE ET AL ., 1998).
P OUR CHAQUE MODÈLE , ON DONNE L’ EXPRESSION DE LA FONCTION DE DISPERSION INDIVIDUELLE À UNE CONSTANTE DE NORMALISATION PRÈS (K.), LE SCORE DE
LOG - VR AISEMBLANCE RÉALISÉ PAR LE MODÈLE LORS DE L’AJUSTEMENT SUR LES DONNÉES (-L N EST L’ OPPOSÉ DE LA LOG - VR AISEMBLANCE DONC L’AJUSTEMENT EST
D ’AUTANT MEILLEUR QUE –L N EST PETIT ) ET LES VALEURS ESTIMÉES DES PAR AMÈTRES ( A , B ET / OU C ).
I
I
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
DISPERSION
DU POLLEN SUR
DE LONGUES
DISTANCES ET
RÔLE DES
E
INSECTES
L
RÔLE DES ABEILLES DANS
LA DISPERSION EFFECTIVE DU
POLLEN
JACQUELINE PIERRE
INRA RENNES
Introduction générale
Plusieurs questions se posent vis-à-vis de la
pollinisation du colza par les abeilles prises au sens
large (abeilles domestiques, abeilles solitaires et
bourdons) :
◆ I - Quel est l’impact du colza transgénique tolérant
à un herbicide sur le comportement de butinage des
abeilles ?
◆ II - Quelle est la contribution des abeilles dans la
pollinisation par rapport à la pollinisation par le
vent ?
◆ III - Quel pourrait être le rôle des abeilles
domestiques dans une dispersion à longue distance ?
20,21
pages
I. Quel est l’impact du colza
transgénique tolérant
à un herbicide sur le
comportement de butinage
des abeilles ?
1. MATÉRIEL ET MÉTHODE
Pour évaluer l’impact d’un OGM tolérant à un herbicide
sur le comportement des abeilles, nous avons effectué
deux expérimentations en plein champ dans des
conditions classiques de conduite de culture. Chaque
expérimentation était située dans un site très différent.
Deux lignées de génotypes tolérants à un herbicide ont
été testées selon un dispositif permettant leur
comparaison avec leurs génotypes respectifs non OGM
(Pierre et al., 2003).
Le transgène conférant la tolérance (pat) considéré ici,
ne vise pas la physiologie de l’insecte. Cependant,
sachant que l’hypothèse de l’existence d’effets
pléïotropique du transgène pour certaines
caractéristiques de la plante ne pouvait être écarté a
priori, nous avons effectué sur la plante des mesures
concernant les facteurs susceptibles d’avoir un impact
sur le comportement des insectes pollinisateurs. Ainsi,
nous avons comparé chez les deux types de génotypes –
contrôles ou OGM –l’évolution de la floraison, le nombre
de fleurs butinables, la production des fleurs en pollen
et en nectar, ainsi que la composition en sucre du nectar.
En ce qui concerne les abeilles, nous avons étudié leur
biodiversité, leur densité/1000 fleurs butinables.
Le comportement de butinage individuel et les passages
d’abeilles domestiques entre deux microparcelles
contigües OGM et non OGM (selon un dispositif
spécialement réservées à ce dernier type d’observation
sur l’un des deux sites) ont également été observés.
2. RÉSULTATS
Les résultats ont montré qu’il n’existait aucun effet
pléïotropique du transgène pat sur les deux ressources
(pollen et nectar). Pour chaque site, la biodiversité, la
densité d’insectes / 1000 fleurs ont été identiques entre
parcelles OGM et non OGM. L’étude comportementale a
montré que les abeilles domestiques étaient totalement
incapables de différencier les plantes transformées des
plantes contrôles.
3. CONCLUSION
Il pourrait en être conclu à tort que, puisque les abeilles
ne font aucune différence entre le colza OGM tolérant à
un herbicide et le colza non OGM, rien n’empêche que
celles-ci puissent effectuer des transferts de pollen du
colza OGM vers le colza conventionnel. Ce serait omettre
que dans notre dispositif expérimental les parcelles
OGM et non OGM étaient très proches afin d’éviter les
biais dans les comparaisons. Ceci ne correspond pas à la
pratique culturale pour laquelle des distances
d’isolement entre parcelles sont prévues. Il est plus
correct de conclure que les connaissances déjà acquises
concernant le colza traditionnel seront applicables au
cas de ce transgène puisque les abeilles ne différencient
pas ce colza OGM du colza non OGM. En particulier nous
avons quelques connaissances concernant :
◆ leur distance de vol pour se rendre sur le lieu de
butinage ;
◆ leur capacité à butiner sur des aires de butinage
individuelles relativement restreintes (Pierre et Renard,
1999b) ;
◆ leur constance florale individuelle ;
◆ l’impact de l’attractivité de la fleur (valeur en nectar ,
en pollen, forme de la fleur : Pierre et al.,1996, ; Pierre et
Renard, 1999a ; Pierre,2001 ; Pierre et al., 2002a)
sur les variétés traditionnelles de colza ou leurs mutants
spontanés qui nous permettent de prévoir le
comportement, principalement des abeilles domestiques,
sur les colzas tolérants à un herbicide portant le
transgène pat. Toute autre construction génétique devra
être étudiée selon la méthodologie développée ici (PhamDelègue et Pierre, 2002).
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
II. Quelle est la contribution
des abeilles dans la
pollinisation par rapport au
vent ?
Le vent et les insectes sont tour à tour évoqués
comme vecteur du pollen dans la pollinisation du
colza. Ces deux vecteurs présentant des modalités de
dispersion du pollen très différentes, il est important
de chercher à déterminer quelle est la part
respective de chacun dans la pollinisation.
1. MATÉRIEL ET MÉTHODE
La méthodologie appliquée (Vaissière, non publié) est la
suivante :
◆ Les fleurs utilisées pour l’expérience sont soit mâlestériles, soit mâle-fertiles. Ces deux types de fleurs sont
traitées de deux manières: certaines sont ensachées sous
tulle tandis que d’autres sont laissées en pollinisation
libre.
◆ Les f leurs mâle-stériles ensachées permettent
d’évaluer la pollinisation par le vent passant au travers
du tulle, les fleurs mâle-stériles laissées en pollinisation
libre permettent d’évaluer la pollinisation par le vent et
par les insectes.
◆ Sur les fleurs mâle-fertiles, l’ensachage permet
d’étudier l’auto-pollinisation et la pollinisation par le
vent. L’utilisation des plantes mâle-fertiles en
pollinisation libre permet d’évaluer les résultats cumulés
de l’auto-pollinisation, la pollinisation par le vent et par
les insectes.
Par ailleurs, le coefficient de filtration du tulle vis à vis
du pollen est étudié.
Cette méthode présente l’avantage de faire appel à un
système d’ensachage qui s’applique uniquement aux
inflorescences, ce qui permet à la plante de conserver un
fonctionnement physiologique quasi normal.
De plus, contrairement aux essais réalisés sous cage,
l’expérimentation en plein champ permet au vent et
surtout aux insectes d’avoir un comportement
pollinisateur sans biais.
2. CONDITIONS D’EXPÉRIMENTATION ET
RÉSULTATS
L’expérimentation a été réalisée dans un champ de
12000 m 2 comportant 3% de plantes mâle-stériles
disposées au hasard dans le champ. Le tulle avait un
coefficient de filtration de 0,58. La pollinisation a été
évaluée par comptage du nombre de graines par silique.
Sur les plantes mâle-stériles, la participation du vent a
été de 54% et celle des insectes de 46%.
La pollinisation par le vent incluant le rôle des insectes
dans la mise en suspension du pollen dans l’air (Pierre
et Vaissière, 2001 ; Pierre et al., 2002b).
Sur les plantes mâle-fertiles, l’auto-pollinisation, c'est-à-
dire la pollinisation au sein de l’inflorescence, a été de
30%, la pollinisation par le vent de 62,5% et la
pollinisation par les insectes de 7,5%.
Il apparaît donc bien clairement que le rôle des insectes
est prépondérant principalement dans le cas de la
pollinisation des plantes mâle-stériles, même lorsque
celles-ci sont au contact de très nombreuses plantes
mâle-fertiles et par conséquent dans un nuage pollinique
très important.
3. PERSPECTIVES POUR 2004
L’an prochain, nous appliquerons la même méthodologie
dans un champ présentant un dispositif en bandes
alternées de manière à étudier la part du transfert de
pollen dû aux insectes sur des plantes mâles-stériles et
ceci en fonction de leur distance par rapport à la bande
mâle-fertile.
III. Quel pourrait être le rôle
des abeilles dans une
dispersion à longue
distance ?
Ce que je vous ai présenté ne concernait que la
participation des insectes à la dispersion du pollen sur
de très courtes distances. Or, nous devons nous
intéresser également au transfert de pollen à longue
distance. Un certain nombre d’éléments nous permettent
de douter du rôle des insectes dans une telle
transmission.
1. LES TRANSFERTS DE POLLEN À DISTANCE
SELON LES CATÉGORIES D’ABEILLES
Nous savons que, individuellement, les abeilles
butineuses ont une très grande constance florale, voire
spatiale (Pierre et Renard, 1999b). En effet, leurs aires de
butinage individuelles sont très restreintes et elles
reviennent toujours butiner sur le même type floral et au
même endroit de sorte que leur participation à la
dispersion entre deux points distants est relativement
improbable.
En revanche, les scout bees – ou abeilles recruteuses –
qui vont explorer les champs pour prévenir leurs
congénères, ont une faible constance florale. Leur
constance spatiale entre deux séries de voyages est
inconnue et leur aire de butinage est très large. Cette
catégorie d’abeille pourrait donc éventuellement
participer à des transferts de pollen à longue distance.
Pour expliquer les transferts de pollen à longue distance,
on peut faire également l’hypothèse de l’existence
d’échanges de pollen entre butineuses ou entre scoutbees et butineuses à l’intérieur de la ruche entre deux
voyages comme cela a été montré chez une plante très
pollinifère, le Kiwi (Vaissière et al., 1994).
I
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
2. MATÉRIEL ET MÉTHODE
Pour évaluer la transmission de pollen entre abeilles à
l’intérieur de la ruche, des cages pollen-proof sont
disposées dans un champ de colza mâle-fertile. Des
plantes de colza mâle-stériles sont semées dans ces
cages.
Des ruches à double entrée sont connectées sur les
cages :
◆ cage 1 : la ruche est séparée en deux entre la partie
extérieure et la partie intérieure de la cage, de façon à ce
que les abeilles butinant à l’extérieur ou à l’intérieur de
la cage ne puissent avoir que peu de contact entre elles ;
◆ cage 2 : la ruche n’est séparée que par une petite
séparation de 5 cm de haut qui évite le passage direct
des abeilles du champ vers la cage ;
◆ cage 3 : la ruche est exempte d’abeilles. Une grille de
maillage moyen empêche tout accès. Il s’agit d’une cage
témoin (pollinisation éventuelle par le vent passant dans
la ruche ou par l’ouverture de la cage lors de contrôles).
22,23
pages
3. RÉSULTATS
Les résultats montrent que le taux de fructification est
nettement plus important dans les cages où les abeilles
ont des contacts entre elles. Le nombre de graines par
silique y est nettement supérieur (environ 6 contre 2,3
pour la cage témoin). Ce nombre est toutefois
relativement faible (potentialité de 15 à 20 graines) car
le développement des plantes mâle-stériles sous cage
pollen proof est très perturbé ainsi que l’activité des
abeilles.
R
4. CONCLUSION
Les conditions très particulières de cette
expérimentation permettent très difficilement d’évaluer
le niveau de risque lié à des échanges de pollen
intraruche. Néanmoins, l’expérimentation montre qu’il
existe des échanges entre abeilles à l’intérieur de la
colonie et que ces échanges peuvent entraîner une
pollinisation des plantes et notamment des plantes
mâle-stériles.
IV. Conclusion générale
En ce qui concerne la dispersion à longue distance dans
les conditions de plein champ, l’évaluation du risque est
encore très difficile à établir, en particulier en raison du
passage des abeilles dans des champs semés de variétés
de colzas différentes ou de plantes apparentées pouvant
présenter une attractivité différente pour les Abeilles
(Pierre et Renard, 1999a ; Pierre et al., 2002a).
Des risques de dispersion entre champ sont toutefois
possibles :
◆ par le biais des scout honeybees ou abeilles
domestiques recruteuses ;
◆ par les échanges de pollen intra-ruches entre abeilles
domestiques ;
◆ par le biais d’autres abeilles comme les petites
abeilles solitaires ou les bourdons qui sont moins fidèles
à la fleur ;
◆ par le biais d’autres insectes comme les diptères ou
les coléoptères (en particulier des méligèthes) dont les
comportements sont mal connus.
E F E R E N C E S
◆ PHAM-DELEGUE M-H., PIERRE J. (2002) Méthodologies
◆ PIERRE J. (2001) The role of honeybees (Apis mellifera)
à
plantes
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transgéniques sur les insectes pollinisateurs. C.R. AIP
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◆ PIERRE J., PIERRE J.S., MARILLEAU R., PHAM-DELEGUE
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Poitiers.
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isolation reduce pollen dispersal by honey bees? . Proc. Xth
Union for the Study of Social Insects September 25-29,
International Rapeseed congress, 26-29 September 1999,
2001, Berlin, Germany, 45.
appliquer
pour
étudier
Canberra, Australia (CD Rom, 5p).
l’impact
de
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
R
E F E R E N C E S
◆ PIERRE J., PICAULT H., TANGUY X., RENARD M. (2002a)
conditions. Entomologia Experimentalis et Applicata 108,
La cléistogamie chez la fleur de colza empêche-t-elle la
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◆ PIERRE J., MARSAULT D., GENECQUE E, RENARD M.,
CHAMPOLIVIER J., PHAM-DELEGUE M.H. (2003) Effects of
herbicide tolerant transgenic oilseed rape genotypes on
h o n ey b e e s a n d o t h e r p o l l i n a t i n g i n s e c t s u n d e r f i e l d
I
I
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
DISPERSION
DU POLLEN SUR
DE LONGUES
DISTANCES ET
RÔLE DES
INSECTES
D ISCUSSION
Jacqueline PIERRE
Daniel EVAIN (FNAB)
Vincent POUPARD (GNIS)
Je voudrais poser une question à Jacqueline Pierre
concernant le taux d’autofécondation. Il me semble que
ces taux sont très variables selon les variétés.
Or vous avez cité un taux de 30 %. Pour mémoire, les
taux peuvent se situer entre 20 % et 30 % en fonction des
variétés utilisées. J’aimerais savoir si une ou plusieurs
variétés ont été utilisées.
Jacqueline PIERRE (INRA)
24,25
pages
Je n’ai utilisé qu’une seule variété.
La question que vous me posez ne m’étonne pas dans la
mesure où les données que je vous ai présentées vont à
l’encontre des taux d’autogamie affichés habituellement
et qui se situent aux alentours de 70 %.
La self pollination que j’ai évoquée correspond en fait à
une autonomous self pollination, c'est-à-dire à une
pollinisation par le dépôt passif de pollen sur le stigmate
chez la plante mâle-fertile. En effet, dans notre
expérimentation, seule l’inflorescence est sous tulle.
Si nous considérons la plante dans sa totalité, nous
pouvons ajouter à cela la wind-pollination sur les fleurs
ou les inflorescences environnantes de la même plante.
Nous ne devons donc pas confondre l’auto-pollinisation
et la pollinisation des fleurs sur la même plante.
Au total, nous ne nous situons donc pas loin des taux
d’autogamie habituels.
Francine CASSE (CGB)
Avant les OGM, des études ont-elles été réalisées
concernant l’attractivité des différentes variétés de colza
pour les abeilles ?
Cette attractivité est-elle régulière ou variable ?
Jacqueline PIERRE
Elle est variable et dépend des variétés. Les différentes
variétés peuvent être plus ou moins attractives.
De manière générale, il n’existe pas beaucoup de
différence entre les variétés au niveau du pollen. En ce
qui concerne le nectar en revanche, il existe des
différences importantes entre les variétés et certaines
sont moins attractives.
Certaines lignées mâle-stériles sont par ailleurs moins
riches en nectar que les lignées mâle-fertiles.
Francine CASSE
Pour limiter les risques de transferts de gènes,
suggéreriez-vous l’utilisation des variétés d’OGM les
moins appétantes possibles ?
Absolument.
Ma question est relative aux courbes de dispersion à
longue distance présentées par Monsieur Klein.
Si je me réfère à l’échelle présentée, les taux de
dispersion sont très faibles au regard de la
problématique du choix de la fonction de queue de
distribution. Le choix de la queue de dispersion
est-il donc si important ?
Sur les premières centaines de mètres, les courbes
étaient en effet relativement cohérentes entre elles. Elles
ne divergent apparemment que sur les très longues
distances.
Ai-je bien compris votre présentation ?
Etienne KLEIN (INA-PG)
Oui. Vous vous référez aux séries de courbes ajustées
sur les données. La première série de courbes concerne
les fonctions de dispersion ajustées sur les données se
situant entre 0 et 50 mètres. J’ai donc représenté mes
courbes sur ces mêmes distances. Les deux modèles
différents étant ajustés sur les mêmes données, ils sont
très proches.
Une extrapolation de courbes, ajustées au départ sur des
distances de 0 à 50 mètres, sur des distances d’un
kilomètre n’est pas souhaitable. Le faible nombre de
données de dispersion à longue distance nous oblige à
faire ce rapprochement.
En général, une extrapolation telle que celle-ci conduit à
une sous-estimation de la situation réelle. Les données
présentées par Monsieur Sausse n’ont pas fait l’objet de
tentatives de prédiction, mais il me semble que les
modèles sous-estiment les phénomènes réels.
Francine CASSE
Les modèles pourront être affinés lorsque des résultats
plus précis existeront.
Laurent HUBERT (INRA)
Ma question s’adresse à Christophe Sausse.
Vous avez dit que l’inf luence du climat était
potentiellement responsable de variations
interannuelles très fortes de la dispersion. Pourriezvous commenter ce point ?
Christophe SAUSSE (CETIOM)
Les facteurs de variation que vous mentionnez sont
évoqués dans la littérature. Il en a notamment été
question récemment lors du séminaire sur la coexistence
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
entre les cultures transgénique et traditionnelle qui s’est
tenu à Copenhague. Goeffrey Squire a également évoqué
ce sujet.
Les variations interannuelles existent. A titre d’exemple,
les abeilles ont tendance à moins se déplacer si le climat
est pluvieux. Le vent pourrait également être un facteur
de variation.
Geoff SQUIRE (SCRI)
Actuellement, je pense que l'influence de la météo est
trop complexe pour que l'on puisse la comprendre dans
son intégralité. Il y a trop peu de saisons de nature
différente pour fournir une compréhension détaillée.
Nous savons que les saisons humides et froides
entraînent une réduction de l'activité des insectes et
tendent à humidifier et à inf luencer les f leurs,
entraînant moins de libération de pollen et moins
d'activité des insectes. Selon notre expérience, ces
facteurs contribuent à une pollinisation moindre sur la
distance. De plus, nous savons que la libération de pollen
dans le vent dépend de l'heure de la journée et des
conditions météorologiques pendant une période donnée
de la journée. Ainsi, on ne peut pas traiter le jour ou la
semaine comme une période uniforme.
Une augmentation très significative du nuage de pollen
porté par le vent se produit à certaines heures de la
journée et dans certaines conditions météorologiques.
Selon moi, une variation météorologique affecterait la
pollinisation à distance par un facteur de quatre ou cinq,
ce qui n'est pas énorme.
Dans le Nord du Royaume-Uni, ceci est particulièrement
important pour le colza oléagineux d'hiver, le colza
oléagineux à floraison précoce, qui fleurit en avril ou en
mai. Parfois, il fleurit dès le début du mois d'avril alors
que le pic d'insectes se produit en mai ou en juin. Par
conséquent, les plantes à floraison précoce ratent le pic
d'insectes. Bien que nous ne comprenions pas l'ampleur
de son importance, je l'estimerais à un facteur de quatre
ou cinq selon les types de conditions météo. Ceci
représente l'étendue de nos connaissances.
Jane LECOMTE (UPS)
Je souhaiterais revenir sur la dispersion par les abeilles.
Il me semble que la pollinisation par les abeilles est très
importante, ce qui contribue à rendre l’estimation du
risque assez difficile.
Il m’a semblé que, dans le protocole avec et sans
abeilles, plus de graines étaient produites lorsque
les abeilles n’intervenaient pas. Est-ce exact ?
Jacqueline PIERRE
J’ai évoqué rapidement ce sujet.
Les résultats que vous soulignez sont exacts et peuvent
s’expliquer par le fait que l’ouverture de la cage contrôle
– nécessaire pour vérifier notamment l’activité des
abeilles et l’état des plantes – était tournée vers le
champ de colza mâle-fertile. Les autres cages en
revanche ont bénéficié de l’écran que constituaient les
autres cages.
Il ne s’agissait donc pas du témoin idéal. Nous n’avons
toutefois pas enregistré de différences significatives.
Jane LECOMTE
Pour limiter la dispersion par les abeilles, il a été
conseillé de limiter l’appétence des variétés OGM de
colza résistant à un herbicide sur les abeilles.
En matière d’impacts environnementaux, quelles
peuvent être les répercutions sur les populations
d’abeilles des mesures prises pour rendre les
champs moins appétants sur les populations
d’abeilles ?
Jacqueline PIERRE
Cela dépend en grande partie du paysage et de la
période de plantation.
Dans certaines régions, le colza est en effet la seule
ressource de pollen et de nectar en début de printemps.
Dans d’autres régions en revanche, les abeilles peuvent
butiner d’autres plantes, ce qui permet de réduire de
manière très significatives les incidences de cette
limitation d’appétence.
Par ailleurs, le nombre d’implantations de colza OGM
sera limité et n’aura donc pas un impact important sur
les populations d’abeilles.
De plus, les populations d’abeilles domestiques sont
entièrement gérées.
Jane LECOMTE
Les abeilles sont dans une situation très difficile
actuellement.
Jacqueline PIERRE
Elles sont en grande difficulté pour des raisons autres
que la ressource elle-même
Antoine MESSEAN (CGB)
J'ai une question pour Geoff. Nous avons vu dans vos
chiffres sur le flux de pollen qu'il existe des similarités
et des différences avec ceux présentés par Christophe
SAUSSE. Quelle était la méthode d'échantillonnage
dans vos champs ?
I
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
DISCUSSION
Geoff SQUIRE
26,27
pages
Dans nos parcelles témoins, nous avons prélevé des
échantillons surtout autour des bordures. Dans les
champs, nous avons prélevé des échantillons dans un
certain nombre d'endroits d'une zone d'environ un
mètre carré chacun. Nous ne pouvions pas distinguer
suffisamment pour pouvoir faire la moyenne du champ.
A l'évidence, les plus hauts niveaux de pollinisation
autour des bordures doivent se voir accorder
l'importance qui leur revient. Généralement, nous
partageons le champ en cellules ou en quadrats avant
d'extrapoler. Nous ne nous contentons pas de faire la
moyenne de toutes les mesures mais nous essayons de
comprendre la variation avant d'extrapoler. La méthode
d'échantillonnage pourrait donner différents résultats.
Entre deux champs, il convient de pondérer différents
secteurs du champ pour calculer une moyenne pour tout
le champ. En raison de la variation spatiale, il n'y a pas
de moyen logique de faire la moyenne.
L'un des principaux objectifs de nos travaux les plus
récents est d'établir la meilleur méthodologie
d'échantillonnage et de calcul de moyenne. A cet égard,
il reste encore beaucoup de travail à accomplir.
Antoine MESSEAN
En second lieu, la conclusion semble indiquer un flux de
gènes inférieur à 0,1%. Ce niveau prend-il en compte
les impuretés d'OGM dans les semences et les
plantes spontanées ?
Geoff SQUIRE
Absolument.
Antoine MESSEAN
D’après ce que je comprends, votre essai a duré tois ans,
mais vous ne présentez que les résultats de l’an dernier.
Geoff SQUIRE
Nous avons observé les spontanées sur de nombreuses
années et nous pouvons mesurer et modéliser cette
contribution. Nous n'avons pas fourni de flux génétique
au cours des années précédentes car nous manquions de
financement. Généralement, le colza oléagineux est
cultivé dans un champ par an. Ainsi, la pollinisation peut
uniquement être mesurée tous les trois ans. De même,
sur six ans, elle serait mesurée deux fois. Il est possible
de calculer le taux de décroissance des spontanées qui
contiennent des OGM et de le comparer aux nouvelles
semences d'OGM qui entrent dans le champ la fois
suivante. Selon nos estimations, il serait toujours
inférieur à la valeur indiquée. A l'évidence, si l'on prend
en compte les impuretés dans les semences, la valeur
augmentera.
Dans cette région du monde, en moyenne, tant que le
flux de gènes et les impuretés se trouvent uniquement
dans les semences semées, l'on reste en-dessous de 1 %
pendant longtemps. Si les spontanées sont prises en
compte, en ajoutant des plantes non modifiées
génétiquement à un champ d'OGM, l'on n'atteint pas
1 %. Dans notre zone, le taux de décroissance pour les
spontanées est assez faible. Ainsi, il y a une grande
différence entre une personne cultivant des OGM et
passant ensuite aux non-OGM au bout de trois ou six
ans. Par rapport aux résidus de plantes spontanées, la
pollinisation croisée sera faible.
Il y a une grande différence entre un agriculteur qui n'a
jamais cultivé de plantes modifiées génétiquement et ne
reçoit d'impuretés que par le pollen ou les semences, et
un agriculteur qui a cultivé des plantes modifiées
génétiquement et trouve des impuretés en raison des
plantes spontanées. Selon nous, un agriculteur qui a fait
pousser des plantes modifiées génétiquement aura des
difficultés à atteindre un seuil dans un délai raisonnable.
A l'inverse, un agriculteur qui n'a jamais cultivé de
plantes modifiées génétiquement devrait pouvoir
atteindre ce seuil. A l'évidence, nous considérons le
pollen de plante spontanée dans toute évaluation.
Georges PELLETIER (CGB)
Si nous nous projetons dans le passé, nous pouvons
nous interroger sur le comportement des abeilles lorsque
le colza était beaucoup plus rare, il y a 40 ans.
Si nous nous projetons dans l’avenir, nous pouvons nous
interroger sur l’impact de la modification de la
morphologie florale du colza. Comment les mutants de
cléïstogames du colza se comportent-ils par rapport
au colza habituellement manipulé ?
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
Jacqueline PIERRE
J’aurais aimé évoquer ce point. Le colza cléïstogame
présente l’avantage de disperser moins de pollen.
Il pourrait donc constituer une solution pour éviter le
transfert de pollen OGM.
Cela a une influence sur le comportement des insectes.
Les abeilles domestiques butinent ainsi uniquement le
nectar de ce type de fleurs en utilisant les espaces situés
à la base de la corolle pour prélever le nectar. Dans la
mesure où elles peuvent trouver du nectar ailleurs, les
abeilles ne tentent pas d’ouvrir la fleur de colza.
Elles ouvriront en revanche la fleur si elles sont sous
contrainte. Dans les conditions naturelles, les abeilles ne
cherchent pas à ouvrir la fleur. J’expérimenterai cela en
2004.
Le comportement des bourdons est proche de celui des
abeilles.
Le comportement des petites abeilles solitaires est
différent. Certaines essaient en effet d’ouvrir la fleur de
colza car leur taille leur permet d’accéder au sommet de
la fleur pour avoir un contact avec le pollen.
Ces petites abeilles représentent toutefois un faible
pourcentage de la population d’insectes pollinisateurs.
Le colza cléïstogame pourrait être une bonne solution
pour éviter les transferts de pollen transgénique.
Francine CASSE
Le risque peut être estimé en fonction du nombre
d’abeilles.
Un intervenant
J'aimerais interroger le comité sur les conséquences
possibles du mouvement des semences sur les machines
agricoles.
Les FIRBANK (CEH)
J'estime qu'elles sont importantes et fortement
localisées. Typiquement, plusieurs milliers de plantes
spontanées par mètre carré suivront une culture, se
réduisant rapidement à 100 par mètre carré dans la
stock semencier. Dans le champ, ce modèle reste
raisonnablement uniforme. Si une moissonneusebatteuse transporte des semences spontanées entre les
champs, elles resteront fortement localisées dans
certaines zones du champ. Cependant, elles sont assez
importantes. Si un agriculteur n'a pas cultivé un type de
colza oléagineux et si la moissonneuse-batteuse a
travaillé dans des champs d'OGM, elle peut certainement
transmettre suffisamment de semences dans un champ
pour mettre en danger n'importe quel seuil. Des études
récentes ont montré que le transfert par moissonneuse
peut être assez important. Le transfert sur les roues sera
plus réduit et localisé. Le transfert par moissonneusebatteuse n'a pas encore été évalué dans sa totalité. Dans
le cas d'un agriculteur qui n'a jamais cultivé d'OGM,
cela peut représenter un itinéraire important.
Christophe SAUSSE
Vous évoquez un problème important. Nous savons
qu’un fond de graines, très difficile à nettoyer, subsiste
toujours dans les moissonneuses. Pour mettre en place
des règles de coexistence entre cultures transgénique et
traditionnelle dans un même bassin de production, il
serait souhaitable de disposer d’outils de récolte dédiés
aux différents types de cultures. Cette voie de budget,
qui a été évoquée, pourrait être substantielle.
I
II
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
DYNAMIQUE
DES PLANTES
SPONTANÉES
DYNAMIQUE DES REPOUSSES DE COLZA DANS LES
SYSTÈMES DE CULTURE
Christophe Sausse - CETIOM
Mon exposé portera sur les flux de gènes via les
repousses. La persistance de graines viables est
en effet estimée à dix ans environ, sachant que
leur nombre diminue chaque année (Lutman,
2003).
28,29
pages
Pour évaluer le processus de flux de gènes via
les repousses, nous nous basons sur la
contamination du colza suivant. Des pertes en
graines sont observables avant et pendant la
récolte du colza. Après la récolte, la première
interculture permet de diminuer le stock
semencier.
En ce qui concerne les repousses dans le colza
suivant, nous abordons un scénario de
reconversion variétale de l’OGM vers le
conventionnel. J’évoquerai également l’impact
sur la qualité de la récolte pour savoir si les
normes de commercialisation définies au niveau
européen peuvent être respectées.
◆ Le matériel de coupe. Un essai réalisé à Nancy en
parcelle d’agriculteur avec une coupe avancée montre
des pertes inférieures à celles constatées dans d’autres
situations avec du matériel de récolte classique.
◆ La date de récolte, c'est-à-dire la maturité. Une récolte
à sous-maturité engendre un phénomène de silique verte
non battue et des pertes très importantes. Dans ce
scénario climatique, les pertes après maturité sont
proches des pertes à maturité en raison de la
réhumectation des graines. Notons que le scénario
climatique de 2002 est assez particulier.
II. Pertes après la récolte
La première interculture, qui a lieu après la récolte de
colza, constitue une phase clé. Le nombre de repousses
pouvant germer peut en effet être proche des pertes en
graines. Cela engendre parfois des tapis de repousses de
6 000 repousses au m2, soit 2,4 quintaux à l’hectare.
Les données que je vais vous présenter résultent de
plusieurs essais menés en collaboration avec SERASEM
(Figure 1).
Les essais de différentes gestions de l’interculture
montrent que le meilleur moyen de limiter le stock
semencier est de ne rien faire, de laisser lever les
repousses pour pouvoir ensuite les détruire. Un
déchaumage effectué juste après la récolte peut entraîner
un enfouissement du stock semencier et l’alimenter. Ces
résultats ont été confirmés notamment en Angleterre
(Pekrun et al., 1998).
Les pertes correspondent environ à 10 % du rendement
potentiel. A maturité, ces pertes représentent en
moyenne 2,9 quintaux à l’hectare.
Le climat a une influence. Une phase de climat pluvieux
permettra ainsi de faire germer graines et de réduire à
coup sur le stock semencier.
I. Pertes avant et pendant la
récolte
Plusieurs facteurs ont un effet sur les pertes de graines :
◆ La variété.
II
Dynamique des plantes spontannées
III. Repousses dans le colza
suivant
Des données provenant des plates-formes ICTA, des
essais FACTT, des essais avec d’autres partenaires
montrent des situations de retour de colza sur un ancien
essai de colza OGM. Le marqueur de tolérance à
l’herbicide ou un comptage du nombre de repousses dans
les inter-rangs de la culture permettent d’évaluer le
nombre de repousses dans le colza suivant : il s’agit d’un
indicateur du risque de présence fortuite dans la récolte.
1. FAC T E U R S D E VA R I AT I O N
Différents facteurs de variations interviennent :
◆ l’existence de différentes variétés réceptrices ;
◆ l’existence de différentes variétés émettrices, c'est-àdire tolérantes au glyphosate, au glufosinate ou aux
oxynils (le caractère en lui même n’est pas mis en cause,
contrairement au fond génétique);
◆ l’existence de différentes modalités de travail du sol ;
◆ l’existence de différentes variétés de successions de
cultures ;
◆ l’existence de différences de délais avant le retour du
colza.
Avec un indicateur de risque, on constate des repousses
dans la culture de colza suivante. Ces résultats devront
être confirmés par des tests en serre sur des échantillons
de récolte.
2 . U N E I M P O R TA N T E VA R I A B I L I T É
On constate une importante variabilité allant de 0 à 17,9
repousses par m2 en fonction des situations dans des
conditions de récolte normales. En revanche, dans des
conditions de récolte avec grêle, on observe un cas avec
133 repousses au m2 dans la culture suivante survenant
deux ans plus tard.
Un peuplement normal de colza cultivé représente
environ 40 plants de colza cultivés au m2.
On constate également une variabilité importante à
l’intérieur de chaque champ.
IV
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
IV. Délai de retour
L’influence du délai avant le retour du colza montre que,
selon le délai de retour, la densité de repousse en culture
est variable (Figure 2). Pour les années 5 et 6, les
densités sont inférieures à 0,4 repousses / m2, ce qui
correspond environ à 1 % de repousse par rapport au
peuplement cultivé de 40 plants. En revanche, des
situations à risques sont observées sur des parcelles
pour un délai de retour de deux à trois ans.
Cependant, la faiblesse des effectifs ne permet pas de
tirer de conclusions
1. INFLUENCE DU SYSTÈME DE CULTURE
Une expérimentation a été menée collaboration avec
Bayer à Soucelles dans le Maine et Loir. Du colza OGM
tolérant au glufosinate a été implanté en 1998-99 sur 5,7
hectares. Or du colza conventionnel est revenu en 200102. Ce colza érucique ne porte pas le caractère de
résistance.
30,31
pages
Cinq modalités de systèmes de cultures existent. Elles
concernent la rotation et le travail du sol.
Après la récolte, un déchaumage a eu lieu, ce qui ne
correspond pas au cas idéal pour la décroissance du
stock semencier.
Les travaux suivants ont été réalisés :
◆ un travail simplifié avec un outil à dents à environ
15 cm ;
◆ un travail superficiel à environ 5 cm ;
◆ un labour.
Deux types de rotations ont été testés après le colza
OGM, soit avec du blé, soit avec de l’orge de printemps.
De l’orge d’hiver et du colza conventionnel ont ensuite
été plantés.
On observe une forte variabilité du taux de repousse
dans la culture. Les résultats montrent que le travail du
sol est un facteur de variations important. Les situations
défavorables sont observées principalement avec un
travail simplifié ou un labour. Avec un travail superficiel
en revanche, on obtient des taux de repousses beaucoup
plus faibles.
Outre l’effet “travail du sol”, l’effet “rotation” montre que
la présence d’orge de printemps est plus défavorable que
la présence de semences de blé.
2. IMPACT DES REPOUSSES SUR LA QUALITÉ
DE LA RÉCOLTE
Des mesures de productivité ont été réalisées sur des
plants individuellement sur la plate-forme Midi-Pyrénées
en 2002 et 2003 (Tableau 1).
Le peuplement cultivé est constitué d’une bande de
variété demi-nain (Lutin) et d’une bande de variété
Pollen.
Les repousses dans la variété Lutin sont plus productives
que les repousses dans la variété Pollen en raison d’un
effet de taille. La variété Lutin étant beaucoup plus basse,
elle permettrait en effet aux repousses de mieux se
développer que dans la variété Pollen où les repousses
sont plus étouffées.
La variété réceptrice a donc une influence sur la qualité
de la récolte. Les effets de fécondation par le pollen
devront également être évalués au sein du peuplement
de colza.
V . Conclusion
La gestion des repousses est très importante dans le cas
d’une reconversion variétale, en particulier d’un colza
OGM vers un colza conventionnel.
Une variabilité importante existe entre les parcelles et au
sein de chaque parcelle. Il est toutefois possible
d’identifier les facteurs de risque. A partir de ces facteurs
de risque, nous pouvons déduire des leviers possibles
pour la gestion des repousses dans les systèmes de
culture, en particulier en ce qui concerne la gestion de la
première interculture, le choix de la variété adaptée, le
travail du sol, le délai de retour.
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
A - RÉSULTATS
2002
HAUTEUR MOYENNE
(cm)
N OMBRE
DE GR AINS MOYEN
Lutin
113
5422
Repousses
121,6
4055,5
Pollen
146,8
5013,4
Repousses
120,2
1379,4
B - RÉSULTATS
75%
28%
2003
HAUTEUR MOYENNE
(cm)
N OMBRE
DE GR AINS MOYEN
Lutin
99
5317,9
Repousses
95,7
4888,7
Pollen
129,4
6273,7
Repousses
108,2
2847,85
TABLEAU 1 :
PRODUCTIVITÉ RELATIVE
PRODUCTIVITÉ INDIVIDUELLE DES REPOUSSES DANS UN PEUPLEMENT DE COLZA CULTIVÉ ( PLATE - FORME
PRODUCTIVITÉ RELATIVE
92%
45%
ICTA M IDI -P YRÉNÉES )
II
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
pertes de graines (% rdt avant perte)
30
25
20
15
10
5
0
20
25
30
35
40
RENDEMENT AVANT PERTES
45
50
q/ha
Dijon maturité
En Crambade sousmaturité
Dijon surmaturité
En Crambade surmaturité
En Crambade maturité
Nancy (rendement agriculteur)
32,33
pages
F IGURE 1 :
PERTES EN GR AINES AVANT ET PENDANT LA RÉCOLTE ( ESSAIS
CETIOM – SERASEM 2002)
18
16
nombre de situations
14
12
> 2,5
10
0,4 à 2,5
8
< 0,4
6
4
2
0
2
3
4
5
6
délai de retour (années)
F IGURE 2 :
INFLUENCE DU DÉLAI DE RETOUR DU COLZA SUR LE NOMBRE DE REPOUSSES
RESPOND À UNE ROTATION DE
2
ANS
( PAR
EXEMPLE COLZA - BLÉ - COLZA )
/
M 2 DANS LA CULTURE DE COLZA SUIVANT.
UN
DÉLAI DE
2
ANS COR -
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
B I B L I O G R A P H I E
S I G L E S
◆ Lutman P.J.W. (2003) Co-existence of conventional, organic
◆ FACTT : Familiarization with and Acceptance of Crops
and GM crops – role of temporal and spatial behaviour of
incorporating Transgenic Technology. Projet de démonstration
seeds. Proceedings of GMCC : 33-42.
q u i a é t é f i n a n c é p a r l a c o m m i s s i o n e u r o p é e n n e ( D GV I )
◆ Pekrun C., Hewitt J.D.J. & Lutman P.J.W. (1998). Cultural
pendant 4 années (mars 1996 à mars 2000).
control of volunteer oilseed rape (Brassica napus). Journal of
Agricultural Science (Cambs.), 130 : 155-&63.
◆ ICTA : Instituts et Centres Techniques Agricoles (désigne
◆ Ramsay G., Thompson C., Squire G., (2003) Quantifying
dans le texte les 3 plates-formes inter-instituts)
landscape-scale gene flow in oilseed rape. Final report of the
DEFRA project RG 0216 : an experimental and mathematical
study of the local and regional scale movement of an oilseed
rape transgene. Department for Environment Food and Rural
Affairs.
◆ Rieger M.A. et al., (2002) Pollen Mediated Movement of
Herbicide Resistance Between Commercial Canola Fields.
Science, vol 299 : 2385-2388.
◆ Scheffler J.A., Parkinson R., Dale P.J., (1995) Evaluating the
ef fectiveness of isolation distances for fields plots of the
oilseed rape (Brassica napus). Using a herbicide resistance
transgene as a selectable marker. Plant Breeding 114 (4): 317321.
II
II
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
DYNAMIQUE
DES PLANTES
SPONTANÉES
LE
Troisièmement, une expérience compare la valeur
sélective de la population férale cultivée et certifiée.
Jane LECOMTE - UPS, Orsay -
III. Etude du paysage
agricole
DEVENIR DES PLANTES
FÉRALES
Certains des résultats que je vais présenter n'ont été
soumis que récemment ou n'ont pas encore été
publiés. Le sujet de ma présentation est l'origine et
la dynamique des populations de colza oléagineux,
à partir d'une étude menée par notre groupe de
l'Université Paris Sud, avec la collaboration de
l'INRA et du CETIOM.
I. Flux de gènes au niveau
du paysage
34,35
pages
Comme nous l'avons vu, le colza oléagineux disperse
partiellement ses graines avant et après la récolte à
l'intérieur et à l'extérieur des champs, et ces graines
peuvent produire des plantes l'année suivante.
Nous pouvons donc considérer qu'un paysage agricole
contient plusieurs types de population de colza
oléagineux : les champs, les populations férales et les
plantes spontanées. De plus, toutes ces populations sont
potentiellement connectées par le flux de pollen et le
flux de gènes. En Europe, la population férale est étudiée
au Royaume-Uni, en Allemagne et en France, et certaines
études montrent qu'elle peut jouer un rôle de relais du
f lux de gènes dans un paysage en augmentant la
quantité de pollution génétique des champs et peut
favoriser le transfert des gènes par flux interspécifique.
Nous avons étudié cette population pour mieux connaître
son influence sur le flux de gènes et son rôle dans la
dispersion des gènes dans le temps et l'espace.
II. La population férale de
colza oléagineux
La population férale est principalement située sur le
bord des routes ou dans les environnements perturbés et
est répandue dans les paysages agricoles. Au début de
l'étude, rares étaient les données disponibles sur sa
viabilité et les caractéristiques de son cycle biologique.
Il était donc difficile d'estimer l'impact précis du flux de
gènes sur un paysage agricole et sur l'environnement.
Nous avons utilisé trois approches pour étudier la
population férale. Nous avons d'abord mené une enquête
pour étudier l'origine et la persistance de la population
férale. Puis une approche de modélisation vise à
déterminer les paramètres clés du cycle vital et de
l'influence du stock semencier, du flux de gènes et de la
gestion sur la persistance de la population férale.
Un autre modèle propose des informations sur la
dispersion des graines entre populations.
La première étape de l'étude d'un paysage agricole
consiste à cartographier toute la population de colza
oléagineux, férale et cultivée, rencontrée sur le bord des
routes et des sentiers de la zone d'étude de 80
kilomètres carrés (Figure 1). Cette cartographie a été
achevée à l'époque de la floraison et de la maturité des
graines au cours de cinq années consécutives. De plus,
pendant la période de maturité des graines, des graines
sont prélevées pour déterminer le type de variété
cultivée de cultivar de la population. Enfin, une enquête
auprès des agriculteurs donne des informations sur la
gestion des routes, les antécédents de culture et la
pratique agricole. Toutes ces données sont rassemblées
chaque année dans une base de données, dans laquelle
nous essayons de comprendre la relation entre les
populations de colza oléagineux d'une année sur l'autre.
Selon nos données, de 2000 à 2003, jusqu'à un quart
des bords de route peuvent être couvertes de population
de colza oléagineux. En outre, l'étude montre la
distribution des champs et de la population férale dans
les sites étudiés. Nous avons découvert que la population
férale est répandue et distribuée sur presque tous les
bords de route dans la zone d'étude. De plus, nous avons
comparé la phénologie de différents types de population
à des stades différents, y compris la floraison en avril et
la maturité des graines en juillet. D'une manière
générale, nous avons noté que les champs sont plus
homogènes que les populations férales, qui présentent
un grand nombre de stades à la floraison et à la maturité
des graines. Cependant, si les différents types de
population présentent des différences de synchronisme,
il existe une période de floraison commune promouvant
l'échange de gènes par le flux de pollen.
En outre, parmi la population férale survivant jusqu'en
juillet, certaines plantes peuvent produire des graines.
Ainsi, il existe une grande capacité d'échange entre tous
les types de population.
La base de données nous permet d'étudier les relations
entre la population de colza oléagineux d'une année sur
l'autre. Pour la population férale d'une année spécifique,
nos données étudient les différents types de bords de
route au même endroit pour l'année précédente.
A titre d'exemple, entre la population férale de 2000 et
celle de 2001, nous avons remarqué qu'environ 20 % de
la zone de population férale de 2001 avait des plantes
férales au même endroit l'année précédente.
Ceci semble indiquer que la population peut persister via
un stock semencier ou via un recrutement de graines.
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
Deuxièmement, seulement 25 % de la population avait
des champs à proximité l'année précédente, ce qui
indique que les champs jouent un rôle plus modeste que
prévu dans le fondement de la population férale.
Enfin, près de la moitié de la population n'avait rien au
même endroit l'année précédente. La présence de cette
nouvelle population pourrait s'expliquer soit par le stock
semencier soit par les pertes de graines pendant le
transport. Les différents types de fondement ou de
persistance ne sont pas exclusifs.
IV. Dynamique de la
population férale
Pour compléter nos connaissances de la persistance de la
population férale, nous avons construit un modèle de
structure annuelle par étapes. Chaque année, avant la
récolte, nous avons obtenu le nombre d'individus dans le
stock semencier, les graines produites au cours de
l'année précédente, le nombre de plantes produites
après l'hiver et le nombre de plantes adultes non
fauchées ou fauchées une fois ou deux qui peuvent
produire des graines. Ce modèle a présenté une
évolution de la population de sa fondation sur une
période de 10 ans et prend en compte la stochasticité
démographique et environnementale, le flux de graines
des cultures environnantes, les pertes des camions, le
fauchage et le traitement à un herbicide et la
concurrence. L'analyse de l'élasticité à partir de ce
modèle montre que les paramètres clés qui ont la plus
grande influence sur la probabilité d'extinction sont le
fauchage, le traitement à l'herbicide et la dépendance à
la densité. De plus, les paramètres intrinsèques à la
population, tels que la fécondité, les taux de survie et les
paramètres du stock semencier ont une influence plus
faible sur la probabilité d'extinction.
Lorsque l'on considère l'influence du stock semencier,
on remarque que sa présence diminue la probabilité
d'extinction. Cet effet est intensifié par l'augmentation
du flux de graines. La présence du stock semencier
augmente le délai moyen d'extinction. Comme le stock
semencier semble avoir un impact sur la persistance de
la population férale, notre équipe a commencé cette
année une étude pour évaluer le stock semencier. Le
nombre de graines sur le bord de la route semble avoir la
même valeur que la valeur trouvée dans le champ avec
un labour plus tardif ou pas de labour. Même lorsque la
probabilité d'extinction est élevée, nos données
montrent que le délai moyen d'extinction n'est jamais
inférieur à deux ans. Par conséquent, l'extinction n'est
jamais immédiate. Enfin, ces résultats concernent une
population avec une forte gestion. Néanmoins, pour la
population moins gérée ou pour d'autres scénarios de
flux de gènes, le délai moyen avant extinction peut
atteindre 10 ans.
Dans le cas de la population férale tolérante à un
herbicide, le fauchage est le seul moyen de gérer la
population. Peu de scénarios de gestion efficace par
fauchage fournissent de fortes probabilités d'extinction.
Dans la plupart des cas, même avec un fauchage
important, il y a peu d'extinction, surtout pour les
scénarios de flux de graines élevé. Par conséquent, il est
difficile de gérer certaines populations férales tolérantes
à un herbicide.
La dispersion des graines entre la population férale peut
se produire sur de courtes distances par des moyens
balistiques et sur de longues distances par les machines.
Comme la population férale vit dans un habitat
fragmentaire, nous avons construit un modèle de
métapopulation basé sur une localisation successive
année par année de la population férale dans une partie
de notre site d'étude. Pour chaque année donnée, ces
sites pouvaient être occupés ou vides. Nos premiers
résultats montrent que si une fraction minimale de
graines (10 % ou 50 %) peut être transportée chaque
année sur 100 ou 200 m par les machines agricoles,
alors les populations tolérantes à un herbicide sont
susceptibles de fonctionner en métapopulation, c'est-àdire sont capables d'échanger des gènes par dispersion
des graines. Enfin, notre expérience visait à comparer la
valeur sélectionnée entre la population férale et la
population d'un champ, en utilisant trois origines de
graines : férale, de champ et certifiée dans 16 blocs et
dans deux environnements : bord de route et champ.
Les premiers résultats montrent que les plantes
semblent répondre différemment à la viabilité
environnementale, selon leur origine. Cela semble
indiquer une adaptation de la sélection potentielle pour
la population férale. A titre d'exemple, si tous les types
de plante sont plus précoces sur l'environnement de
bord de route, la différence de précocité entre
l'environnement de bord de route et l'environnement de
champ est plus importante pour la population férale. Ces
résultats doivent être complétés par les résultats de la
partie reproductive du cycle.
II
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
la présence du stock semencier et du flux de graines
renforce cette persistance. La dispersion de graines entre
population peut se produire dans un contexte de
métapopulation. Enfin, étant donné le nombre très
important de populations dans le paysage, il peut être
difficile de trouver une gestion efficace, particulièrement
dans le cas de la population tolérante à un herbicide.
Quelle que soit la gestion choisie, il serait intéressant de
comprendre son impact relatif sur les communautés
d'animaux et de plantes vivant dans l'habitat des bords
de route.
V. Conclusion
En conclusion, les enquêtes sur le terrain et le modèle
montrent que la population férale peut persister dans le
temps et dans l'espace, ce qui confirme nos résultats
précédents sur la persistance de tous les types cultivés
en population férale plusieurs années après la fin
officielle de leur culture. Ainsi, cette population peut
disperser ses gènes via le pollen et les graines. De plus,
S U R V E Y I N A N AG R I C U LT U R A L L A N D S C A P E
Satelite
10 km
sur
10km
Silo
Feral sites
36,37
pages
Fields
Seeds
samples
Figure 1.
Positions (GPS) :
- flowering time
- seed maturity
Cheminal content of seeds :
- erucic acid
- glucosinolates
Genotype
of seedlings
Farmer surveys :
- Cultivars
- Field positions
- Grain silo
- Transport path
- Road verge
management
Méthodologie de
l'étude dans le
paysage agricole
de Selommes
Spatial distribution
of feral sites &
fields
Cultivar / cultivar
type
Cultivation history
Agricultural
practices
(Loir-et-Cher,
France)
Database
B I B L I O G R A P H I E
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II
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
DY NA M I Q U E
DES PLANTES
S P O N TA N É E S
D
I S C U S S I O N
Francine CASSE (CGB)
Avant d’ouvrir la discussion, j’aimerais savoir combien de temps
a été nécessaire pour cultiver du colza “00” sans que le colza
précédemment planté n’ait d’effet sur celui-ci. Je pense en effet
que le colza anciennement planté a contaminé le colza “00”
pendant quelque temps. Combien de temps a été nécessaire
pour que le colza précédent ne repousse plus et que le
nouveau colza “00” monopolise le terrain cultivé ?
Jane LECOMTE (UPS)
reconversion ?
Généralement, les réflexions se construisent autour d’un angle
d’évaluation du risque et un certain temps est nécessaire avant
que le nombre de repousses soit suffisant pour effectuer une
culture conventionnelle. Dans un scénario de gestion, il est
envisageable de cultiver très rapidement un colza
conventionnel afin que les pertes à la récolte diluent les
repousses, ce qui entraînerait un moindre impact des OGM
dans la culture suivante. Le temps de retour pourrait de ce fait
être beaucoup plus rapide que l’attente d’une diminution du
nombre de repousses.
Christophe SAUSSE
Un spécialiste serait plus à même de répondre à votre question.
Une observation sur le terrain ayant pour but d’identifier les
types variétaux des populations hors champ, nous avons mis en
évidence la présence du caractère “0” qui n’était plus cultivé
dans la région depuis huit ans. Je ne peux toutefois pas évaluer
le temps nécessaire pour éliminer toute pollution par les
variétés précédentes.
Une alternative aux délais est envisageable. Cela consisterait en
une conservation des mêmes systèmes de culture. Dans ce cas,
le colza conventionnel suivant le colza OGM devrait être vendu
sous l’étiquette OGM. Des contaminations bien moindres
seraient ensuite prévisibles sur le colza suivant.
Cette méthode équivaudrait à une “année tampon”, c'est-à-dire
à une alternative à un délai de retour important permettant de
limiter les répercussions sur les systèmes de culture.
André POUZET (CETIOM)
Geoff SQUIRE (SCRI)
Nous ne disposons pas de beaucoup d’éléments concernant le
“00”. Nous disposons en revanche de plus de données
concernant la conversion “0”. Le passage d’acide érucique de
variétés en contenant beaucoup à des variétés en contenant peu
a nécessité trois ans. Sur l’ensemble du territoire national, nous
avons respecté une norme de 2 % en trois ans de reconversion.
La reconversion a toutefois été complète sur l’ensemble du
territoire national en une semaine.
Ceci est très intéressant et je suis ravi que certains travaux non
publiés soient présentés ici.
Par comparaison au Royaume-Uni, la population férale française
est très dense et nombreuse. Connaissez-vous une raison de
sa présence en si grand nombre dans votre zone d'étude ?
Les FIRBANK (CEH)
Christophe, comment estimez-vous la production par les
plantes spontanées dans la récolte ? Comment savez-vous
quelles sont les repousses et quelles sont les plantes de
culture ?
Christophe SAUSSE (CETIOM)
Pour l’estimation des repousses dans la culture, plusieurs
méthodes ont été utilisées. Par exemple, au CETIOM, des
traitements sur des placettes ont été effectués pendant la
culture. Les sélections ont ensuite été effectuées sur le
caractère de résistance. Nous n’avons donc, dans ce cas, aucun
doute sur le génotype.
Sur les plates-formes en revanche, des comptages dans l’interrang ont été effectués suite aux semis de précision. Cette
expérimentation a entraîné à la fois des situations de repousses
mais aussi des situations d’absence de repousse dans l’interrang.
Cela a permis d’établir une bonne estimation avec les repousses
tolérantes malgré une absence de contrôles.
Une autre méthode a consisté par ailleurs à la disposition de
bandes non semées.
Jean-Marc DUPUIS (Bayer Crop
Science)
Ma question s’adresse à Christophe Sausse.
Quelle pourrait être l’inf luence d’une culture
conventionnelle de colza dans une perspective de
Jane LECOMTE
Ceci peut être dû à la gestion dans chaque pays. Il existe trois
types de gestion en France : celle du département, celle des
villes et celle des agriculteurs, ce qui n'est pas très homogène.
Selon le type de route, la nature de la population férale peut
varier. Cependant, des analyses supplémentaires doivent être
effectuées pour que nous soyons certains de ces différences.
Francine CASSE
Que s'est-il passé en Angleterre ? Y a-t-il des problèmes avec
les routes, en Ecosse ?
Geoff SQUIRE
Je pense que la différence est due à la gestion des bords de
route et il serait intéressant de les comparer de manière plus
détaillée.
Jane LECOMTE
Cette année, pour voir si la gestion influence le type de
communauté de bord de route, nous menons une étude des
communautés végétales et de la composition des bords de route.
Francine CASSE
Y a-t-il beaucoup de colza sur le bord des routes écossaises ?
Geoff SQUIRE
Cela dépend, mais la moyenne est d'une population par
kilomètre. Bien que cela puisse être plus, cela n'atteint jamais
la moyenne observée en France. Nous ignorons quelle en est la
raison.
II
III
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
CARACTÉRISATION
DES HYBRIDES
INTERSPÉCIFIQUES
Anne-Marie CHEVRE
INRA Rennes : F.Eber, E. Jenczewski, K. Alix, O. Coriton, N. Pouilly, M. Renard
INRA Dijon : H. Darmency, G. Guéritaine
Université de Clermont Ferrand, Biomove : J.M. Deragon, J.L. Pietro
Je vais présenter les travaux des
groupes de l’INRA de Rennes, de l’INRA
de Dijon et de l’université de ClermontFerrand sur les flux de gènes du colza
vers les espèces voisines.
I. Introduction
38,39
pages
Pour que des flux de gènes soient possibles d’une
espèce vers l’autre, les conditions suivantes sont
nécessaires :
◆ existence d’une sympathie et d’une concordance de
floraison ; ◆ production d’hybrides F1 ; ◆ générations
successives fertiles ; ◆ introgression du gène par
recombinaison ou production de nouvelles adventices
fertiles ; ◆ maintien du gène dans les populations
naturelles.
Des travaux ont été menés sur la navette qui est l’un des
progéniteurs du colza. Le colza est en effet un hybride
entre la navette et le chou.
Les derniers travaux, publiés en Angleterre, se sont
basés sur le recoupement de données de paysages, de
floraison, de structure du nuage pollinique et de la
possibilité d’hybridation. Ils ont montré que l’obtention
d’hybrides entre ces deux espèces était possible, avec
des populations sauvages comme avec des populations
poussant en bordure de champ (Wilkinson et al., 2003).
Des travaux danois ont complété cette étude en
montrant, à travers l’analyse d’un champ cultivé en
agriculture biologique, que cette situation était très
favorable aux flux de gènes dans les deux sens (Hansen
et al., 2003).
Des travaux publiés récemment par le Canada montrent
que, en situation expérimentale et commerciale, le taux
d’hybridation varie de 7 à 13,6 %, en tenant compte de la
proximité des plantes de navette par rapport aux champs
de colza (Warwick et al., 2003).
II. Travail des groupes
de Rennes, Dijon et Clermont-Ferrand
La première interculture, qui a lieu après la récolte de
colza, constitue une phase clé. Le nombre de repousses
pouvant germer peut en effet être proche des pertes en
graines. Cela engendre parfois des tapis de repousses de
6 000 repousses au m2, soit 2,4 quintaux à l’hectare.
Les essais de différentes gestions de l’interculture
montrent que le meilleur moyen de limiter le stock
semencier est de ne rien faire, de laisser lever les
repousses pour pouvoir ensuite les détruire. Un
déchaumage effectué juste après la récolte peut
entraîner un enfouissement du stock semencier et
l’alimenter. Ces résultats ont été confirmés notamment
en Angleterre (Pekrun et al., 1998).
Le climat a une influence. Une phase de climat pluvieux
permettra ainsi de faire germer les graines et de réduire
à coup sûr le stock semencier.
1. E VA L UAT I O N D E S P O S S I B I L I T É S D E
PRODUCTION D’HYBRIDES F1
INTERSPÉCIFIQUES
Nos équipes ont travaillé sur trois autres espèces
adventices : la moutarde des champs, la roquette bâtarde
et la ravenelle. Nous avons effectué des croisements
manuels réciproques puis des essais aux champs en
mettant une bande de colza ne faisant pas de pollen et
une mauvaise herbe comme pollinisateur pour connaître
les niveaux d’hybridation en situation optimale (Chèvre
et al., 1996). Ces travaux nous ont conduit à retenir la
ravenelle pour des études plus approfondies. Cette
espèce permet en effet l’obtention de graines dans les
deux sens après croisement manuel (Kerlan et al., 1993)
et un taux d’hybrides variant de 1 à 100 pour 100 fleurs
de colza pollinisées sur du colza mâle stérile (Baranger
et al., 1995).
Suite à cette étude, de premiers essais ont été effectués
dans des champs à Rennes et à Dijon.
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES
CULTURES DE COLZA
C a r a c t é r i s a t i o n d e s hy b r i d e s i n t e r s p é c i f i q u e s
La variété de colza transgénique utilisée était une
association variétale contenant le gène Pat et des plantes
de ravenelle ont été implantées à différentes densités au
milieu ou en bordure de champ (Chèvre et al., 2000).
Nous avons dans un premier temps vérifié la
concordance des floraisons. Pour les graines récoltées sur
colza, nous savions que les hybrides interspécifiques se
trouvaient dans les graines de petit calibre.
Nous avons donc tamisé la récolte de colza et obtenu 8 %
de graines de petit calibre sur lesquelles nous avons
cherché à identifier les hybrides interspécifiques. Nous
avons obtenu une fréquence de 2.10-5 à 5.10-4 dans ce
sous-échantillon, ce qui équivaut à une fréquence de 10-7
ou 10-6 à l’échelle de la récolte totale.
Sur la ravenelle, nous avons récolté les graines et obtenu
un seul hybride, soit une fréquence d’hybridation de
3.10-5 à 10-7.
Une expérimentation complémentaire, avec des
techniques agronomiques normales, avait été prévue en
Ariège. Cet essai ayant été détruit deux fois, il n’a pu être
mené à bien.
2. STRUCTURE DES HYBRIDES OBSERVÉS
Ces expérimentations ont montré que, dès la première
génération, plusieurs types de structures génomiques
sont observables. La plus fréquente est composée à partir
de gamètes réduits de colza et de ravenelle permettant
l’obtention de plantes à 28 chromosomes.
Les résultats conduits au Canada (Warwick et al., 2003) et
en France (Chèvre et al., 2000) ont montré la possibilité
d’obtenir, dans les deux sens, des plantes issues de
gamètes non réduits de ravenelles, soit des plantes à 37
chromosomes.
L’obtention de plantes à 56 chromosomes est également
possible. Les essais menés en Australie en 2001 ont
abouti aux mêmes résultats (Rieger et al., 2001).
Dans une condition de champ, ces essais montrent que
l’obtention de gamètes réduits et non réduits des deux
espèces est possible. Le colza comme parent femelle, mis
en présence de ravenelle, permet l’obtention des hybrides
interspécifiques à 28, 37, 47 ou à 56 chromosomes. En
utilisant la ravenelle comme parent femelle, ces quatre
structures sont également possibles (Tableau 1). L’auto ou
allo-fécondation peut entraîner des structures à 2n=38,
57 ou 76 pour le colza et à 2n=18, 27 ou 36 pour la
ravenelle. De nombreuses combinaisons génomiques sont
donc possibles.
I
III
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
F EMELLE
M ÂLE
AC*
COLZA
AC*
GR AS
:
Rr
RrRr
AAACCC*
2n=57
RrAC*
2n=28
RrRrAC*
2n=37
AACC*
AAACCC*
2n=57
AAAACCCC*
2n=76
RrAACC*
2n=47
RrRrAACC*
2n=56
Rr
ACRr*
2n=28
RrAACC*
2n=47
RrRr
ACRrRr*
2n=37
AACCRrRr*
2n=56
RrRr
2n=18
RrRrRr
2n=27
RrRrRr
2n=27
RrRrRrRr
2n=36
STRUCTURES DÉJÀ OBSERVÉES
DE T YPE COLZA
TABLEAU 1 : S TRUCTURES
40,41
AACC*
PLANTES PORTANT LE TR ANSGÈNE SI LA PLANTE - MÈRE DE COLZA EST HOMOZYGOTE .
M ORPHOLOGIE
pages
R AVENELLE
AACC*
2n=38
RAVENELLE
EN
*:
C OLZA
M ORPHOLOGIE
INTERMÉDIAIRE
M ORPHOLOGIE
DE T YPE R AVENELLE
GÉNOMIQUES POSSIBLES LORS DE CROISEMENTS RÉCIPROQUES ENTRE LE COLZA ET LA R AVENELLE .
3 . C R I T È R E S P E R M E T TA N T D E
C A R AC T É R I S E R L E S D I F F É R E N T E S
STRUCTURES GÉNOMIQUES
Les critères permettant de distinguer les différentes
plantes sont la morphologie, le suivi du transgène et le
nombre de chromosomes.
Trois classes de morphologies sont possibles. Beaucoup
de plantes, qui ont la même morphologie que le colza, ne
sont pas repérables dans un champ de colza. Les plantes
comportant des gamètes non réduits de ravenelle ont
toutefois une morphologie particulière et les plantes
strictement ravenelle sont facilement reconnaissables.
L’utilisation de la résistance aux herbicides comporte
deux classes : les plantes résistantes et les plantes
sensibles.
S’agissant du nombre de chromosomes, la cytométrie en
flux est la méthode la plus simple à utiliser. Elle n’est
toutefois précise qu’à deux chromosomes près. Seules six
classes parmi les dix possibles sont donc distinguables.
La combinaison de ces outils simples d’utilisation sur de
grandes populations aboutit à la distinction de neuf
classes sur les dix possibles (Tableau 1).
Une interrogation demeure concernant les plantes à 56 et
à 57 chromosomes.
Pour caractériser ces plantes, nous avons utilisé comme
témoin les plantes les plus fréquentes, c'est-à-dire celles
comportant 28 chromosomes. Sur ces plantes, on
constate que seule la moitié des plantes en méiose
(56,4%) parvient à s’appareiller. En hybridation in situ, on
constate que la coloration des neuf chromosomes de
ravenelle en rouge est possible.
Deux plantes comportant 56 chromosomes, obtenues au
champ, ont été conservées. En méiose, elles adoptent le
comportement prévu puisque 87% à 88,6 % de leurs
chromosomes sont appariés. Une hybridation in situ a
cependant montré l’absence de chromosomes de
ravenelle. Pour expliquer ces résultats, nous avons émis
trois hypothèses : ces plantes auraient comme structure
soit AAACCC, soit AACCCC soit AACCXX (X pouvant être
une autres espèce adventice à 2n=18)
Pour tester ces hypothèses, nous avons fabriqué
artificiellement (1) des plantes en doublant à la
colchicine des hybrides à 28 chromosomes dont les
chromosomes s’apparient bien (98,5% à 99,2%), (2) des
plantes avec trois génomes A et trois génomes C dont les
chromosomes s’apparient majoritairement par deux
(81,8% à 86,7%). Nous avons isolé un BAC qui allume
trois chromosomes A par génome. Sur les hybrides
AAACCC, nous avons bien observé neuf signaux par
plante comme attendu – c'est-à-dire trois génomes A.
En revanche, les plantes obtenues au champ ne
comportaient que six signaux, laissant donc supposer la
présence de seulement 2 génomes A. Nous sommes donc
en train de tester les deux autres hypothèses (AACCCC
ou AACCXX), en tentant de trouver des marqueurs
permettant de doser le génome C.
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
4 . A N A LYS E D E S G É N É R AT I O N S
U LT É R I E U R E S
Sur les générations suivantes, nous avons observé des
hybrides suivis pendant six générations en présence de
ravenelle comme pollinisateur au champ (Chèvre et al.,
1997). Nous avons remarqué que, à la sixième
génération, les plantes résistantes ne transmettaient le
transgène qu’à 10 % de leur descendance tandis que 90 %
de la descendance avaient 19 à 21 chromosomes, sachant
qu’aucune plante résistante à 18 chromosomes n’a été
observée.
Au niveau de la morphologie, nous avons remarqué que
les plantes sont très blanches, ce qui ne les empêche
toutefois pas de se développer et de produire des
graines. Ces plantes ont un cytoplasme colza (OBC) et
leur croisement sur de la ravenelle comme femelle
permet l’obtention de plantes résistantes vertes sur un
cytoplasme de ravenelle (RBC).
Les études de fitness conduites à Dijon ont montré que
les plantes blanches (OBC) avaient une fitness cent fois
inférieure aux plantes ayant un cytoplasme de ravenelle
(RBC). La croissance des plantes RBC est comparable,
que la plante soit résistante ou sensible ; en ce qui
concerne la fertilité mâle et femelle, la fitness est en
revanche deux fois inférieure pour les plantes résistantes
(Guéritaine et al., 2002). Nous ignorons si cette
différence de fitness est liée aux chromosomes
additionnels portés par la plante ou au transgène.
Cela signifie que le flux de gènes, en conservant un
cytoplasme de colza, est improbable. Une critique peut
toutefois être formulée concernant ce travail car un seul
site d’insertion et une seule lignée transgénique avaient
été considérés.
Nous avons produit du matériel en partant de sept
lignées, produites indépendamment par Rhône Poulenc,
obtenues à partir de sept évènements indépendants de
transformation avec le gène Oxy – c'est-à-dire sept sites
d’insertion différents. Les 7 hybrides F1 de colza mâles
stériles ont été cultivés en présence de ravenelle : des
hybrides F1 puis BC1 résistants ont été obtenus. Cette
population a été ensuite subdivisée et une partie a été
traitée à l’herbicide (R) et l’autre pas (N). Cette étude a
pour objectif d’évaluer l’effet des sites d’insertion et
d’autres marqueurs spécifiques du colza sur les
probabilités d’insertion de gènes du colza dans le
génome de la ravenelle.
Quatre sites d’insertion du gène Oxy sur les 7 utilisés
ont déjà été localisés sur la carte génétique du colza.
Nous sommes en train d’étudier les 7 populations
résistantes de quatrième rétrocroisement, issues des
sept événements de transformation .
Pour analyser les populations non traitées (N), des
marqueurs SINE ont été développés par l’équipe de
Clermont-Ferrand.
Ces marqueurs sont systématiquement présents dans le
fond génétique colza utilisé dans notre essai et absents
de la population de ravenelle. Certains d’entre eux ont
pu être cartographiés sur le génome du colza et d’autres
ne présentent aucun polymorphisme dans le colza.
Par ailleurs, quelques marqueurs RAPD ont été localisés,
ainsi que des marqueurs micro-satellites spécifiques au
colza. Nous devrions donc obtenir une couverture
satisfaisante du génome qui permettra d’analyser les 7
populations N.
III. Conclusion
Dans ce modèle colza-ravenelle, la production d’hybrides
F1 est un événement très rare dont le suivi est
compliqué par le fait que le pollinisateur au champ est
inconnu.
Des structures génomiques différentes peuvent être
obtenues.
Jusqu’à présent, nous n’avons pas observé
d’introgression de transgènes dans le génome de la
ravenelle.
Il est très peu probable que le transgène puisse se
stabiliser dans une plante ayant conservé le cytoplasme
du colza d’origine.
Une combinaison d’outils souvent complexes est
nécessaire pour le suivi des flux de gènes dans le cadre
du modèle présenté.
Nous identifions actuellement une série de marqueurs –
SINE et microsatellites – qui permettront de suivre
spécifiquement différentes régions de culture du colza.
Cela permettra l’observation de populations de ravenelle
présentes depuis plus ou moins longtemps dans des
zones de culture du colza. Ce travail est en cours de
réalisation en collaboration avec le CETIOM.
Nous devons par ailleurs terminer le développement
d’outils permettant une identification précise de toutes
les
structures
génomiques
existantes.
Nous devons déterminer l’étude de l’impact de la
localisation initiale du transgène sur le f lux.
Les données que nous avons recueillies sont en cours
d’utilisation par les équipes de biométriciens de l’INRA
de Jouy-en-Josas. Elles devaient permettre d’élaborer un
modèle.
Si le flux de gènes colza-ravenelle est probable, il ne doit
être possible que sur le très long terme. Le monitoring à
l’échelle du paysage agricole global paraît difficilement
réalisable.
III
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
R
42,43
pages
E F E R E N C E S
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III
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
C A R AC T É R I S AT I O N
DES HYBRIDES
INTERSPÉCIFIQUES
D ISCUSSION
Francine CASSE
(CGB)
Sur les sept populations cartographiées, sait-on si le
transgène se situe sur un chromosome d’origine
chou ou navette ?
Anne-Marie CHEVRE (INRA)
nous n’obtiendrons pas de résultats. En revanche, le
pollen pourrait éventuellement polliniser de la ravenelle.
Antoine MESSEAN
La valeur sélective des hybrides étant inférieure, le
caractère “tolérance à l’herbicide” et la pression de
sélection exercée par l’herbicide seront déterminant.
Pour d’autres caractères en revanche, la valeur sélective
déterminera le devenir de ces hybrides.
Les deux cas de figure existent.
Anne-Marie CHEVRE
Francine CASSE
Et dans le premier cas ?
Anne-Marie CHEVRE
Dans le premier cas, il s’agissait d’un chromosome
de chou.
Antoine MESSEAN (CGB)
J’aimerais revenir sur les caractéristiques
des plantes hybrides sur cytoplasmes de ravenelle.
Anne-Marie CHEVRE
Tous les hybrides ont été initialement produits sur un
cytoplasme de colza. Après trois générations, nous avons
constaté que les plantes devenaient toutes blanches.
Sachant que l’association d’un noyau de radis et d’un
cytoplasme de colza donnait une plante blanche, nous
avons constaté que nous avions la situation inverse.
Nous avons donc utilisé le pollen des plantes blanches
sur une ravenelle normale ; nous avons observé la
descendance et avons constaté l’absence de déficience
chlorophyllienne. Cette déficience est donc due à une
incompatibilité entre le noyau et le cytoplasme.
Les populations que nous avons obtenues ont ensuite été
étudiées pas l’équipe de Dijon.
Antoine MESSEAN
Ces événements existent donc potentiellement.
Anne-Marie CHEVRE
Si l’hybridation s’est faite originellement sur le colza,
C’est vrai sur le cytoplasme de colza.
Nous n’avions pas suffisamment de plantes pour
observer les résultats dans l’autre sens concernant une
hybridation sur cytoplasme de ravenelle.
Yvette DATTEE (CGB)
Des compétitions polliniques sont-elles observables
chez le colza ?
L’auto-pollen est-il favorisé ou défavorisé par rapport
à l’allo-pollen ou à des pollens d’autres espèces ?
Anne-Marie CHEVRE
Jacqueline Pierre a constaté que les abeilles préféraient
le colza à la ravenelle.
Yvette DATTEE
Le pollen présent sur le stigmate est un mélange
d’auto-pollen et d’allo-pollen. Existe-t-il des
compétitions en faveur de l’un ou de l’autre de ces
types de pollen ?
Anne-Marie CHEVRE
Nous l’ignorons sur ce modèle. Nous n’avons pas fait
d’expérience en fertilisant des fleurs pour observer les
éventuels avantages ou désavantages.
Ce type d’expériences, effectué par des Danois sur le
modèle “navette”, a montré que le mélange est favorable
à l’allo-pollen.
L’allo-pollen, seul ou mélangé à de l’auto-pollen, favorise
l’allo-pollen.
III
IV
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
IMPACT DES COLZAS DE PRINTEMPS TOLÉRANTS
À UN HERBICIDE POUR LA BIODIVERSITÉ DES
TERRES AGRICOLES
Les FIRBANK - CEH Merlewood, R-U Ma présentation traitera de certaines
des plus importantes découvertes de
l’étude Farm Scale Evaluation, avec
une référence particulière aux résultats
du colza oléagineux. Programme
scientifique très étendu, l'équipe de
Farm Scale Evaluation inclut Geoff
Squire en Ecosse et de nombreux autres
dans toute l'Europe.
44,45
pages
I. Contexte de l’étude Farm
Scale Evaluation
L’étude Farm Scale Evaluation était une grande
expérience conçue pour étudier les effets de la gestion
des cultures génétiquement modifiées tolérantes à un
herbicide sur la biodiversité. Jusqu'à présent, nous avons
publié les découvertes sur la betterave, le maïs et le colza
oléagineux de printemps et nous recueillons toujours des
données pour le colza oléagineux d'hiver, qui seront
publiées l'an prochain. Cependant, il est important de
comprendre à la fois ce que nous avons fait et la raison
pour laquelle nous l'avons fait.
Au cours des 30 dernières années, la population
d'oiseaux des terres agricoles au Royaume-Uni a
dramatiquement diminué et la politique
gouvernementale cherche actuellement à mettre un
terme à cette diminution. L'une des préoccupations liées
aux cultures tolérantes à un herbicide est leur réduction
de la population de mauvaises herbes, qui est une
importante source de nourriture pour les oiseaux. La
principale préoccupation est donc moins la modification
génétique des cultures que la manière dont elles ont été
gérées et leur traitement herbicide.
Si nous créons une situation regroupant moins de
mauvaises herbes à feuille large, la biodiversité subira
des conséquences négatives. Le même système
écologique dans une autre région du monde peut très
bien produire des conséquences que la société ne
considère pas comme dangereuses. L’étude Farm Scale
Evaluation ne traite pas du flux de gènes, en dehors des
études annexes décrites dans ce séminaire par Geoff
Squire. De même, elles ne traitent pas de la sécurité
alimentaire et ne constituent pas une estimation
complète des risques liés aux cultures d'OGM.
Après avoir réalisé des analyses approfondies, nous
avons décidé d'étudier entre 60 et 70 sites par culture.
Les sites utilisés étaient représentatifs de l'agriculture
britannique en termes de géographie et de gamme
d'intensité. Ces exploitations agricoles pouvaient utiliser
des cultures d'OGM commercialement mais nous ne
pouvions pas utiliser d'exploitations. L'expérience
présente une comparaison entre les variétés d’OGM et
les variétés conventionnelles, prenant en compte
l’intégralité du système de culture, et notamment la
façon dont les agriculteurs ont gérés ces variétés. Par
conséquent, les agriculteurs ont bénéficié d'une grande
souplesse en ce qui concerne les endroits et les moments
où ils utilisaient des herbicides et même le choix
d'utiliser ou non des herbicides.
Deux de nos types de culture étaient tolérants au
glufosinate-ammonium et de la betterave était tolérante
au glyphosate. Les comparaisons étaient basées sur ce
que les agriculteurs faisaient déjà avec les régimes
d'herbicide existants ; nous ne leur avons pas indiqué
comment opérer.
L'objectif des agriculteurs était clairement une gestion
rentable des mauvaises herbes dans les deux traitements
et différents agriculteurs ont interprété cela de diverses
façons. Comme nous avons laissé le champ libre aux
agriculteurs, nous avons mis en place une piste de
vérification très soignée pour vérifier que les champs
étaient gérés correctement. La conception de
l'expérience était simple, chaque champ était coupé par
la moitié au hasard alors que la localisation des graines
OGM n'était pas aléatoire. Dans chaque moitié, en
utilisant des tachéomètres depuis le bord des champs,
nous avons identifié les positions des prélèvements
d'échantillons et utilisé les procédés conventionnels
d'échantillonnage de la biodiversité, y compris les quadrats
Impact des colzas de printemps tolérants à un
herbicide pour la biodiversité des terres agricoles
pour la végétation, les pièges à fosse pour enregistrer les
invertébrés sur la surface du sol et le prélèvement
d'échantillon par aspiration. Pour les invertébrés, nous
en avons enregistré un très grand nombre à l'intérieur et
autour du champ.
Pour les plantes, nous les avons enregistrées à partir du
stock semencier jusqu'aux plantes adultes, en passant
par les semis, le nombre de graines produites et le retour
au stock semencier. Ceci s'est poursuivi pendant deux
ans pour étudier les changements du stock semencier.
De plus, nous avons enregistré des plantes situées sur
les frontières du champ. Ce programme représente, de
loin, l'évaluation la plus détaillée des écosystèmes
agricoles qui ait jamais été mise en œuvre, à notre
connaissance.
II. Implications des résultats
du programme
1. C O L Z A O L É AG I N E U X
Etant donné le thème de cette réunion, je me
concentrerai sur les résultats liés à la section du colza
oléagineux de printemps. Le format se composera de
catégories de mesures, de tailles d'échantillon et de
signification statistique. La ligne 1 indique une absence
de différence entre les traitements. Les valeurs situées
au-dessus de la ligne signifient plus dans les OGM et les
valeurs situées en dessous signifient plus dans les
conventionnelles. Au minimum, nous voulions que
l'expérience détecte les différences des uns des autres.
Concernant les mauvaises herbes à feuille large à
l'intérieur du champ, importantes pour les abeilles, les
papillons ainsi que le gibier à plumes et les oiseaux, plus
de mauvaises herbes apparaissent initialement dans les
secteurs d'OGM. En pratique, les herbicides ont été
appliqués plus tard dans la culture d'OGM que dans la
culture conventionnelle. Néanmoins, lorsque les
herbicides ont été appliqués aux deux traitements, le
nombre de mauvaises herbes enregistré dans les plantes
génétiquement modifiées était inférieur. Ce changement
s'est poursuivi jusqu'à la récolte, présentant une
biomasse de mauvaises herbes de 20 %. Ceci a eu un
impact sur le nombre de graines produites et le stock
semencier après la récolte. Ensuite, il semble que les
OGM contenaient moins de mauvaises herbes que la
culture conventionnelle. Néanmoins, en raison d'une
taille d'échantillon plus réduite, la marge d'erreur est
élevée. Selon Geoff Squire, les données pour les récoltes
de l'année suivante ne sont pas encore disponibles.
Concernant les mauvaises herbes graminées, la situation
est relativement similaire. Au début de la saison, l'on
trouve plus de mauvaises herbes dans les secteurs
d'OGM. A l'inverse, suite à différentes actions
d'herbicides, les données ultérieures confirment une
différence moindre entre les traitements.
IV
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
En dehors d'un nombre plus réduit de papillons dans la
zone d'OGM, le nombre d'invertébrés dans le champ a
subi un changement général faible. Différentes espèces à
l'intérieur de ces groupes répondent différemment, selon
l'époque de l'année. Dans les bordures des champs, il
existe une tendance à une biodiversité moindre dans la
zone d'OGM par rapport à la biodiversité dans la zone
conventionnelle. Les bordures incluent la zone allant du
bord de la culture au bord de la zone cultivée. On a
trouvé peu de preuves d'activité dans les zones
herbeuses hors des zones cultivées du champ et les
haies. Les effets de la bordure du champ se produisent
donc principalement dans la zone cultivée, qui a été
gérée en même temps que les récoltes.
46,47
pages
En général, le nombre de mauvaises herbes dans les
cultures d’OGM était supérieur avant l'application des
herbicides aux deux types de culture. A la fin de la
saison, les mauvaises herbes à feuille large étaient plus
abondantes dans les cultures conventionnelles, ce qui
produisit plus de graines et eut un impact sur le stock
semencier de mauvaises herbes. Le stock semencier a
doublé dans les cultures conventionnelles mais a à peine
changé dans les cultures d’OGM. De même, nous avons
trouvé plus de papillons dans les bordures des cultures
conventionnelles. Potentiellement, ces effets sur les
papillons pourraient être significatifs d'un point de vue
environnemental, mais seulement dans des situations de
faibles ressources pour les papillons. Pour assurer la
conservation des papillons, il convient donc de se
préoccuper des bordures plutôt que du centre des
champs. Selon nous, les changements subis en termes de
quantité de mauvaises herbes pourraient mener à des
déclins à long terme des mauvaises herbes qui
représentent une importante ressource alimentaire pour
les oiseaux granivores.
2. BETTER AVE
Dans les cultures de betterave, nous avons remarqué un
exemple de mauvaises herbes à feuille large semblable à
celui que l'on trouve dans le colza oléagineux de
printemps. Au début de la saison, on trouve plus de
mauvaises herbes dans la zone d'OGM. Cependant,
lorsque les herbicides sont appliqués aux deux types de
culture, le nombre et la biomasse de mauvaises herbes
sont plus élevés dans les cultures conventionnelles. Une
fois encore, des effets significatifs sont enregistrés sur le
stock semencier après les récoltes. Bien que nous
croyons que cette tendance persistera, nous avons
recueilli de nouvelles données pour le confirmer.
3. MAÏS
Pour le maïs, les choses sont bien différentes, les
cultures d’OGM ont démarré avec plus de mauvaises
herbes et sont demeurés ainsi, avec une biomasse plus
importante et une plus grande abondance. Nous devons
encore enregistrer les effets sensibles sur le stock
semencier. Généralement le nombre de graines de
mauvaises herbes reste faible dans le maïs mais des
données ultérieures pourraient contredire cela. La
quantité de mauvaise herbe trouvée dans la culture
d'OGM implique environ deux fois plus de variétés à
feuilles larges qu'en général.
Il est intéressant, d'un point de vue écologique, de voir
que nous avons trouvé plus de collemboles dans les
cultures d’OGM. Bien que l'effet le plus frappant ait été
observé dans le maïs, nous en avons également trouvé
dans les autres cultures. La raison en est apparu
ultérieurement. Ces organismes brisent la matière
végétale et l'application plus tardive d'herbicide sur les
cultures d'OGM leur laissait plus de temps pour briser la
matière végétale, créant ainsi plus de nourriture pour les
collemboles. En outre, le nombre de coléoptères se
nourrissant de collemboles augmente également. Nous
avons donc découvert une preuve évidente et
incontestable du transfert de l'énergie dans l'écosystème
des sites de l’étude Farm Scale Evaluation. Concernant
les plus grands groupes d'invertébrés, nous avons trouvé
peu d'effets généraux. Dans les sites de l’étude Farm
Scale Evaluation, les effets dans les bordures du champ
étaient limités au bord cultivé du champ.
Selon nos données, le colza oléagineux conventionnel
présentait la plus forte biomasse de mauvaises herbes de
toutes les cultures. D'une manière générale, le colza
oléagineux est également la culture la plus riche en
biodiversité, alors que le maïs conventionnel est le plus
pauvre. Il est important de noter que la différence entre
les cultures est au moins aussi significative que la
différence entre les versions OGM et conventionnelles de
la même culture. Tous les effets observés dans l’étude
Farm Scale Evaluation ont pu être expliqués par
l'herbicide par opposition à la méthode de culture. Les
herbicides ont changé le nombre et la taille des
mauvaises herbes. Si nous avions utilisé des cultures
conventionnelles et les mêmes herbicides, nous aurions
enregistré les mêmes résultats. De plus, nous sommes
persuadés que le changement du nombre de mauvaises
herbes et d'herbivores sera un changement à long terme.
Par conséquent, s'il n'y a rien d'autre à manger dans la
zone, ces herbicides auront un impact sur les oiseaux et
les mammifères.
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
III. Conclusion
L'une des principales surprises concernait la cohérence
des résultats d'année en année et de lieu en lieu. Par
conséquent, nous sommes persuadés que ces résultats se
confirmeront dans l'avenir. Néanmoins, en partie parce
que nous avons besoin de données supplémentaires sur
ces prochaines cultures, les changements à long terme
du nombre de mauvaises herbes sont incertains. La
question la plus importante concerne la façon dont les
agriculteurs choisissent de gérer ces cultures. Si le
nombre de mauvaises herbes augmentait dans le maïs,
augmenteraient-ils le contrôle des mauvaises herbes ? Si
le nombre de mauvaises herbes chutait dans la betterave
et le colza oléagineux de printemps, relâcheraient-ils le
contrôle des mauvaises herbes dans le reste de la
rotation ? Leur réponse reste un facteur essentiel. Pour
une plus grande biodiversité, l'importance de ce qui se
passe dans ces champs dépend de la gestion de la
culture, du choix de la gestion de la rotation et des autres
éléments présents dans le paysage.
En conclusion, les cultures tolérantes à un herbicide
auront un impact sur la biodiversité dans les paysages
agricoles. Ces effets sont dus à l’herbicide et non à
l'utilisation de cultures d'OGM. Dans le contexte de ce
que nous attendons du paysage agricole britannique, nos
résultats démontrent que, par rapport aux cultures
conventionnelles, le colza oléagineux de printemps
génétiquement modifié et la betterave génétiquement
modifiée seraient dangereux pour la faune et la flore. A
l'inverse, le maïs génétiquement modifié s'avérerait
bénéfique à la faune et à la flore. Une fois encore, tout
dépend du contexte agricole général.
Pour en revenir à l'idée selon laquelle les différences
entre cultures sont plus importantes que les différences
entre les méthodes OGM et les méthodes
conventionnelles, nous pensons que nous avons
enregistré un effet sur la biodiversité d'un changement
dans les traitements par herbicide. Cependant, si nous
avions étudié d'autres changements agricoles par le
passé, y compris l'introduction du maïs et du colza
oléagineux ou le remplacement des céréales semées au
printemps par les céréales semées à l'automne, nous
supposons que nous aurions remarqué des différences
au moins aussi importantes que celles dont nous avons
fait état. Plus que de montrer le danger, des cultures
d'OGM, nos résultats soulignent la nécessité de décider
de ce que nous attendons du paysage agricole.
Il existe un équilibre entre la production agricole et la
biodiversité. Dans le paysage britannique, nos résultats
semblent indiquer que cet équilibre serait rompu par
l'introduction de ces cultures. Cette perturbation n'est
pas nécessairement une mauvaise chose. Plutôt que les
effets de ces cultures, la question essentielle concerne ce
que nous attendons de l'agriculture et la façon dont nous
la gérons.
R
E F E R E N C E S
◆ Firbank L. G. The implication of Spring-Sown Geneticlly
Modified Herbicide-Tolerant Crops for Farmlandd Biodiversity: A
Commentary on “The Farm Scale Evaluations of Spring Sown
Crops” (Defra 2003)
◆ Firbank L. G. et al . Farm-scale evaluation of genetically
modified crops. Nature 399, 727-728 (1999)
◆ J. N. Perry, L. G. Firbank, G. T. Champlon, S. J. Clark, M. S.
Heard, M. J. May, C. Hawes, G. R. Squire, P. Rothery, . P. Wolwod,
J. D. Pigeonn. Ban on triazine herbicides likely to reduce but not
negate relative benefits of GMHT maize cropping. Nature 2004
vol 428 313-316
IV
IV
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
IMPACT DES COLZAS DE PRINTEMPS TOLÉRANT À UN HERBICIDE POUR
LA BIODIVERSITÉ DES TERRES AGRICOLES
S ÉANCE
DE
QUESTIONS - RÉPONSES
Georges PELLETIER (CGB)
Pourquoi n'avez-vous pas de données concernant
la comparaison du comportement des cultures
conventionnelles ou génétiquement modifiées ?
Les FIRBANK (CEH)
48,49
pages
Nous avons des données sur le comportement des cultures et le
développement du couvert en termes de hauteur et de
couverture. Nous n'avons pas enregistré de rendement
agronomique parce que cela ne faisait pas partie de la question
traitée. Nous devions enregistrer des données sur le
développement des cultures parce que c'est ce à quoi répondent
les indicateurs de biodiversité. En pratique, l'étude du
rendement produit des problèmes techniques. Pour des raisons
de séparation de la chaîne alimentaire, la betterave
génétiquement modifiée devait être récoltée avant la betterave
conventionnelle. D'autres difficultés étaient liées aux
réglementations sur la méthode d'enregistrement du
rendement. SCIMAC possède des données qui semblent
indiquer que le rendement du colza oléagineux de printemps
génétiquement modifié était supérieur d'environ 10 à 15 % à
celui du colza conventionnel. Cependant, tel n'était pas l'objectif
de l'expérience.
Georges PELLETIER
Le but des OGM est d'augmenter le rendement dans des
conditions où il existe une concurrence entre les cultures et les
mauvaises herbes. Si le rendement des OGM ne dépasse pas
celui de la culture conventionnelle, il n'y a aucune raison
d'utiliser des herbicides.
Les FIRBANK
Tel n'était pas notre sujet de préoccupation. Plutôt que de
donner des conseils aux agriculteurs, notre expérience visait à
découvrir les effets sur la biodiversité si les agriculteurs
choisissaient de suivre une méthode particulière. En dehors du
rendement, il y a de nombreuses autres raisons d'utiliser ou de
ne pas utiliser de cultures OGM. Notre préoccupation était
d'étudier l'impact de leur décision sur la biodiversité.
Un intervenant
Quand les résultats sur le colza oléagineux d'hiver seront-ils
disponibles ? Il y a une différence importante entre les
pratiques culturelles françaises et britanniques pour les
cultures conventionnelles. A titre d'exemple, seuls deux des dix
herbicides les plus populaires utilisés en France sont utilisés au
Royaume-Uni et seulement la moitié des mauvaises herbes
comptabilisées poussent également en France.
Les FIRBANK
Nous pensons soumettre les résultats sur le colza oléagineux
d'hiver en mars 2004. Cependant, ils ne seront pas annoncés
avant d'être soumis à un contrôle par les pairs. Par conséquent,
la publication devrait intervenir à la fin de l'été ou au début du
moins de septembre. Comme vous l'avez indiqué, les résultats
sont très sensibles au régime d'herbicide adopté par les
agriculteurs. C'est pourquoi ils ne peuvent pas être aisément
traduits dans différents systèmes agricoles. En France, vous
devez décider dans quelle mesure nos résultats ont une valeur
dans la situation française.
Yann FICHET (Monsanto)
A plusieurs reprises, vous avez indiqué que les effets sont dus à
un herbicide et non pas aux cultures d'OGM. Selon moi, le but
de l'expérience était d'évaluer les systèmes de contrôle des
mauvaises herbes et leur effet sur la population animale ainsi
que de savoir si l'effet des cultures avait plus d'influence que
l'utilisation de méthodes OGM.
Etes-vous d'accord sur le fait que le choix de l'agriculteur
et, si l'Union Européenne favorise la production d'une
culture spécifique, le choix de la communauté peuvent
avoir un impact sur la biodiversité ? Etes-vous favorable au
fait de demander aux agriculteurs de maintenir un certain
niveau de mauvaises herbes dans les champs ? Ou bien
préférez-vous la solution consistant à utiliser des zones
réservées exclusivement aux cultures et d'autres réservées
aux mauvaises herbes ?
Les FIRBANK
C'est un point extrêmement important. Si l'on veut maintenir la
production et la biodiversité, il y a différentes options. Ceci peut
être obtenu dans les champs en réservant de petites zones de
terre aux cultures de protection ou en appliquant une
séparation sur de grandes distances. Pour la première fois, nous
possédons à présent une base de données de qualité suffisante
pour pouvoir commencer à évaluer combien de zones de terre
différentes sont nécessaires pour les différents résultats. Un
rendement de biodiversité peut donc offrir une alternative à un
rendement de productivité. Les personnes impliquées dans les
OGM le comprennent.
Nos résultats présentent des données sur les conséquences des
choix. Malheureusement, je ne peut pas définir l'étape suivante.
Dans le cas du paysage britannique, nous devons définir nos
demandes. Pour une forte production et peu de mauvaises
herbes, nos résultats confirment que les betteraves et le colza
oléagineux de printemps génétiquement modifiés sont utiles.
Cependant, pour qu'un grand nombre de mauvaises herbes
préservent la biodiversité des terres agricoles en pénalisant
potentiellement le rendement, les résultats sont tout aussi
clairs. Bien que les données scientifiques soient cohérentes, la
réponse à ces données dépend des objectifs.
Jane LECOMTE (UPS)
A long terme, croyez-vous en une connexion entre la
biodiversité et la production ? Le niveau de biodiversité
aura-t-il une influence sur la production ?
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
Les FIRBANK
Les FIRBANK
Oui, et telle est la politique britannique. Nous donnons une plus
grande priorité à la préservation des populations d'oiseaux des
terres agricoles qu'à la population d'agriculteurs. Différents
outils politiques se séparent à différents degrés. Les
agriculteurs peuvent donc recevoir des paiements pour une
gestion de la terre favorable à la biodiversité. Ces règles étant
assez récentes, nous ne connaissons pas les coûts-avantages
des différentes options de gestion des terres.
Statistiquement, non, parce que l'expérience rendrait cela
totalement impossible à reproduire. Dans notre expérience,
nous avons recherché les variantes principales, y compris les
types de sol et les niveaux de mauvaises herbes, que nous
pensions être significatives. En pratique, ces variantes
principales n'étaient pas du tout significatives. Selon moi,
certaines variations d'un champ à l'autre résultent de détails de
gestion. En raison de la forte duplication, nous avons découvert
un signal cohérent, qui, en raison d'une forte variation entre
sites, serait moins évident dans un petit nombre de sites. Dans
la conception des programmes de recherche, ceci représente
une leçon importante ; notre perception du système est très
différente selon la duplication utilisée.
Céline DEVAUX
(Université Paris Sud)
Je me demandais pourquoi il y avait un grand nombre de
mauvaises herbes dans le colza oléagineux et la betterave
génétiquement modifiés. Etait-ce dû à la gestion avant
l'application de l'herbicide ?
Les FIRBANK
En partant avec le même stock semencier, le premier
enregistrement de mauvaises herbes a été réalisé dans la saison
où un grand nombre d'herbicides conventionnels avaient été
appliqués. Bien que cela n'ait eu qu'un effet temporaire, cela
eut un effet réel avec des conséquences pour les espèces à
l'intérieur et autour du champ.
Un intervenant
Concernant l'expérience sur le maïs, pensez-vous qu'un
changement d'herbicide aurait produit un résultat
différent ?
Les FIRBANK
Oui. Le choix des herbicides entre les OGM et les
conventionnels a dirigé toute l'expérience. A l'évidence, le
changement du régime herbicide dans l'une ou l'autre catégorie
produirait des résultats différents. L'application de ceci aux
réglementations est une question pour le régulateur.
Actuellement, puisque la plupart des agriculteurs utilisent de
l'atrazine sur les cultures conventionnelles, nous allons
examiner les données pour voir les différences qui en résultent.
D'une manière générale, le système est sensible au choix des
régimes herbicides ; si les herbicides changent, les résultats
changeront.
Antoine MESSEAN (CGB)
Vous avez indiqué que les résultats étaient cohérents d'une
année sur l'autre et entre les sites. En fait, votre étude portant
sur 60 à 70 sites est louable. Cela signifie-t-il qu'il n'y a
aucun intérêt à extraire et à analyser des données
individuellement pour trouver des raisons pour des
résultats individuels ?
Daniel EVAIN (FNAB)
Avez-vous des résultats comparant la gestion biologique et
la gestion GM ?
Les FIRBANK
Bien que cela ne fasse pas partie de notre expérience, ils
existent dans d'autres études. Dans un projet, dans lequel je
suis impliqué, nous comparons les céréales biologiques et
conventionnelles. De plus, nous avons placé nos champs dans le
contexte de niveaux de mauvaises herbes typiques du paysage
britannique et ils sont en effet typiques. Cependant, nous ne
pouvons pas réaliser de comparaison statistique formelle parce
que le système biologique est beaucoup plus complexe que le
système étudié dans le cadre de cette expérience.
Laurent HUBERT (INRA)
Dans les résultats qui étaient cohérents d'une année sur
l'autre et entre les sites, pourquoi la dynamique à long
terme était-elle incertaine ?
Les FIRBANK
Elle était incertaine en raison du comportement des
agriculteurs. Nous avons besoin d'informations supplémentaires
sur les dégâts subis par les mauvaises herbes dans la totalité de
la rotation. Pour en être sûrs, nous devons remonter les
mauvaises herbes jusqu'aux betteraves ou au colza. Selon moi,
le domaine dans lequel nous avons le plus besoin
d'informations supplémentaires concerne la façon dont les
agriculteurs réagissent. Si les mauvaises herbes augmentaient
dans le maïs, augmenteraient-ils le contrôle des mauvaises
herbes ? Si les mauvaises herbes diminuaient dans la betterave
ou le colza, relâcheraient-ils le contrôle sur le reste de la
rotation ? Par comparaison à la réaction des agriculteurs, nous
comprenons très bien l'écologie.
IV
V
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
MODÉLISATION DU FLUX DE GÈNES
AU NIVEAU DU PAYSAGE ET TEST DES
MESURES D'ATTÉNUATION
Nathalie COLBACH
UMR Biologie et Gestion des Adventices, INRA, BP 86510, 17 rue Sully, 21065 DIJON Cedex,
France, [email protected]
50,51
pages
Le flux de gènes est un processus qui se
déroule à la fois dans l'espace et au fil
des années, et qu'il est donc difficile
d'évaluer uniquement par des essais
sur site. Par conséquent, le modèle
GeneSys (Colbach et al., 2001a, 2001b)
a été développé pour quantifier les
effets des systèmes de culture sur la
fuite des gènes des cultures de colza
génétiquement modifié en colza
spontané dans le temps et l'espace.
Dans la présente étude, ce modèle a été
utilisé pour évaluer des systèmes
agricoles existants et pour concevoir de
nouveaux systèmes de culture qui
limitent le flux de gènes.
I. Objectifs
L'objectif de ce modèle est de quantifier le flux de gènes
des nouvelles variétés de colza oléagineux d'hiver, dans
le cas présent des variétés GM tolérantes à un herbicide,
vers du colza spontané (a) dans le temps, c'est-à-dire
vers les cultures qui suivent la culture d'OGM et (b)
dans l'espace, vers les champs entourant le champ
d'OGM. Le modèle ne prend pas en compte la
pollinisation croisée avec les parentes sauvages mais
uniquement le flux de gènes via les plants de colza
spontanés.
Les simulations réalisées avec le modèle sont utilisées
pour identifier des systèmes de culture qui présentent
un risque élevé ou faible de flux de gènes. L'objectif
ultime est de fournir des règles pour combiner ces
systèmes de culture dans le temps et dans l'espace pour
limiter les risques de flux de gènes. De plus, les
producteurs de graines peuvent utiliser le modèle pour
identifier les caractéristiques du colza qui augmentent
ou diminuent le flux de gènes et ainsi développer de
nouvelles variétés moins sujettes au flux de gènes.
II. Structure du modèle
Des détails sont donnés par Colbach et al., (2001a,
2001b). Les variables entrées dans le modèle
comprennent (a) le plan régional des champs avec les
champs cultivés ainsi que les marges des routes et des
champs non cultivées, (b) la succession de cultures pour
chaque champ, (c) les techniques de culture utilisées
pour gérer chaque culture et (d) une description des
variétés de colza. Les principales variables de sortie
incluent, pour chaque champ simulé, bordure et année,
les plantes adultes, les graines nouvellement produites
et le stock semencier ainsi créé. Pour chacune de ces
variables sont calculés le nombre d'individus par m2 et
les proportions génotypiques.
Le plan régional des champs représente le point de
départ du modèle. Au début de la simulation, l'utilisateur
choisit les cultures à faire pousser dans chaque champ et
la rotation à simuler. Les routes et les voies sont bordées
de marges non cultivées (des "bordures"), accueillant
des populations férales de colza. Dans chacun de ces
champs et de ces bordures, le cycle biologique annuel est
simulé pour les plantes cultivées et les plantes
spontanées. Le cycle débute avec le stock semencier qui
émerge des semis qui deviennent adultes, puis des
fleurs, produisent du pollen et des graines. Une partie
des graines produites renflouent le stock semencier.
Pour chaque étape, le modèle calcule le nombre
d'individus par m2 et les proportions génotypiques.
Dans chaque champ et bordure, le cycle biologique est
simulé individuellement. Pendant la floraison et la
production de graines, les divers cycles biologiques se
connectent, menant à des échanges de pollen et de
graines. L'importance de ces échanges dépend de la
zone, des formes et des distances du champ. Le rapport
entre les différentes étapes dépend de la culture qui
pousse dans le champ et des techniques de culture. A
titre d'exemple, le labour et le broyage des chaumes
déterminent la façon dont les graines sont distribuées
verticalement dans le stock semencier, ce qui est crucial,
car seules les graines proches de la surface du sol
émergeront et donneront naissance à des plants.
M o d é l i s a t i o n d u f l u x d e g è n e s a u n i ve a u d u
p a y s a g e e t t e st d e s m e s u r e s d ’ a t t é n u a t i o n
Les applications d'herbicide déterminent la façon dont
de nombreux plants atteignent le stade adulte et
l'efficacité de l'herbicide dépend de l'ingrédient actif
utilisé et du génotype de la plante.
Lorsque les bordures ou les terres mises en réserve sont
fauchées, les ramifications existantes sont détruites mais
les plantes ne meurent pas nécessairement. Elles
peuvent produire de nouvelles ramifications qui
produisent de nouvelles fleurs et de nouvelles graines.
Selon les conditions avant et pendant les récoltes, une
partie variable des graines nouvellement produites
restera dans les champs et retournera dans le stock
semencier. La nature de la culture semée, la date de son
ensemencement et sa densité jouent également un rôle
dans la concurrence entre les plants de colza ainsi que
les plants spontanés de colza et les plantes cultivées.
Les paramètres utilisés pour décrire leurs relations ont
été empruntés à la littérature ou déterminés par des
essais sur site.
III. Evaluation de GeneSys
Avant d'utiliser le modèle pour développer les conseils
agricoles, il est nécessaire de l'évaluer en comparant ses
résultats simulés à des observations indépendantes sur
le terrain afin de déterminer dans quelles conditions le
modèle peut être utilisé et quelles précautions sont
nécessaires pour son utilisation. L'évaluation du modèle
a été séparée en deux parties. Les détails sont donnés
par Colbach et al., (2004).
1. S O U S - M O D È L E D É M O G R A P H I Q U E
Dans une première étape, nous avons vérifié si le modèle
prédisait correctement les densités de plants spontanés
de colza, quel que soit leur génotype. Un groupe isolé de
champs d'agriculteurs entouré d'une forêt a été choisi en
Bourgogne. Dans chaque champ et bordure, les
antécédents de culture ont été enregistrés pour l'année
en cours et les quatre années précédentes. Au
printemps, tous les plants de colza spontanés en
floraison ont été comptés dans tous les champs et toutes
les bordures. Le modèle a correctement prédit les
densités de plants spontanés dans les champs en dehors
des cultures de printemps où les densités ont souvent
été sous-estimées.
2. LE SOUS-MODÈLE GÉNÉTIQUE ET DE
DISPERSION
La seconde partie de l'évaluation concernait le sousmodèle génétique et de dispersion et était basée sur les
données recueillies sur les plates-formes d'OGM créées
par les instituts techniques et l'INRA en 1995. Sur ces
plates-formes, deux ou trois variétés d'OGM et une
variété non génétiquement modifiée coexistaient dans le
temps et l'espace. Une fois encore, les antécédents de
culture ont été enregistrés depuis 1996 pour tout le
champ et toutes les bordures des plates-formes à moins
de 500 m.
V
COMMISSION DU
52,53
pages
Génie BIOMOLÉCULAIRE
Des informations partielles sur les trois années
précédant les plates-formes ont également été obtenues.
Les mesures incluaient les proportions génotypiques des
récoltes de colza ainsi que les densités et les génotypes
des plants spontanés de colza observés après les récoltes
de colza. Une fois encore, ces mesures ont été comparées
aux simulations réalisées sur le modèle.
Le modèle a à nouveau correctement simulé les variables
observées. L'analyse de la proportion des plants
spontanés tolérants à deux herbicides à distance de la
variété de colza voisin a montré que le modèle simulait
correctement la forme générale de la dispersion de gènes
dans l'espace (Figure 1). Cependant, il a sous-estimé la
dispersion. A titre d'exemple, avec un niveau donné de
plantes spontanées tolérantes, la distance de dispersion
réelle était environ deux fois plus importante que la
distance simulée. D'autres écarts entre les données
d'observation et les données de simulation, c'est-à-dire
des données nulles observées pour de plus grandes
distances, n'étaient pas dues à une erreur du modèle
mais aux zones de prélèvement des échantillons. La
zone était en fait bien trop petite pour observer les très
faibles densités de plantes spontanées sur de plus
grandes distances.
En conclusion, le modèle semble adéquat pour évaluer et
concevoir de nouveaux systèmes de culture. Cependant,
l'utilisateur doit prendre deux précautions.
Premièrement, le modèle sous-estime le flux de gènes
dans l'espace et la distance de dispersion réelle était
environ deux fois plus importante que la distance
simulée. Deuxièmement, il existe un risque élevé de
sous-estimer le flux de gènes après des rotations avec
des cultures de printemps fréquentes.
IV. Scénarios pour la
co-existence de cultures
d'OGM, de non-OGM et de
cultures biologiques
1. D I S TA N C E D ' I S O L E M E N T
Le modèle a été utilisé pour étudier l'effet de la distance
d'isolement entre différentes variétés de colza
oléagineux sur la contamination pendant la récolte par
des gènes extérieurs. Dans l'étude, la distance
d'isolement variait de 0 m, où les variétés d'OGM et de
non-OGM étaient adjacentes, à 600 m. Tous les champs
étaient cultivés selon une rotation colza/blé d'hiver/orge
de printemps et une terre de réserve avant de semer le
colza tous les sept ans. La seule exception fut le champ
de plantes non génétiquement modifiées analysé où le
colza n'était cultivé que tous les sept ans. Les systèmes
de culture étaient intensifs, avec l'utilisation d'herbicide
dans toutes les cultures ; les bordures et les terres de
réserve étaient fauchées lorsque les plants de colza
spontanés commençaient à fleurir.
Lorsqu'un seul champ de la région contient des variétés
d'OGM, la proportion de graines d'OGM dans la récolte
de non-OGM (c'est-à-dire "la pollution lors de la récolte")
a diminué avec la distance d'isolement entre les deux
variétés (Figure 2). Cependant, la pollution lors de la
récolte a augmenté considérablement avec le taux
d'impureté, c'est-à-dire le taux de graines d'OGM, des
lots de graines utilisés pour semer les cultures non-OGM
(résultats non présentés). Sans tenir compte de cela, afin
de garantir un contenu en OGM inférieur à 0,9 % (c'est-àdire le seuil proposé par l'Union Européenne pour la
production de colza alimentaire et fourrager non-OGM),
une distance d'isolement d'environ 200 m était
nécessaire.
Si la région était principalement plantée de variétés
d'OGM, la situation était très différente. En fait, dans le
cas d'une gestion non optimale des plantes spontanées
dans les terres de réserve et les bordures (fauchage
précoce), la distance d'isolement ne faisait diminuer la
pollution lors de la récolte que dans l'année où les
variétés d'OGM étaient introduites dans la région
(résultats non présentés). Le temps passant les plantes
génétiquement modifiées spontanées se répandaient
dans la région et au bout de plusieurs années, la
distance d'isolement entre les variétés devenait
totalement inefficace (Figure 2). Si, cependant, une
gestion rigoureuse des plantes spontanées était
appliquée, avec un double fauchage ou un fauchage
tardif de toutes les bordures et champs de réserve pour
supprimer la production de graines spontanées, alors la
distance d'isolement faisait à nouveau diminuer la
pollution lors de la récolte. La distance nécessaire pour
maintenir la pollution lors de la récolte en dessous du
seuil de 0,9 % était encore une fois d'environ 200 m
(Figure 2).
2 . E VA L UAT I O N D E S SYS T È M E S AG R I C O L E S
E X I S TA N T S
On ne peut pas étudier la distance d'isolement
indépendamment des systèmes de culture ; d'autres
facteurs, tels que les taux d'impuretés dans les graines,
influencent la pollution lors de la récolte. Ainsi, dans la
seconde étude menée en 2001 pour l'Union Européenne
(Angevin et al., 2001), nous avons évalué des scénarios
pour la co-existence des cultures d'OGM, de non-OGM et
de cultures biologiques. Dans le cadre de cette étude, le
taux de graines d'OGM dans les récoltes de colza
fourrager et de colza à graines hybrides était simulé par
GeneSys, selon les stratégies de gestion des exploitations
agricoles impliquées ainsi que celles des exploitations
voisines.
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
Trois exploitations agricoles biologiques et deux
exploitations conventionnelles ont été simulées, en
utilisant de
◆ petits (1 ha – exploitation 2a),
◆ moyens (5-6 ha – exploitations 1 et 2)
◆ très grands champs (13 ha – exploitations 3 et 4)
et toujours entourés d'exploitations conventionnelles.
Les champs des exploitations étaient dispersés dans la
région simulée. Les différences simulées dans les
systèmes de culture entre les exploitations intensives et
d’agriculture biologique concernaient principalement les
rotations de culture (plus de cultures de printemps dans
les exploitations biologiques), le labour (versoir au lieu
d'un cultivateur sous-soleur) et la gestion des mauvaises
herbes (mécanique au lieu de chimique). Les
exploitations à grands champs 3 et 4 utilisaient des
graines conservées dans l'exploitation au lieu de graines
certifiées.
Dans le cas de l'exploitation intensive 1, les seuils
d'impuretés d'OGM pour les récoltes alimentaires (0,9 %)
et les récoltes de graines hybrides (0,3 %) furent
dépassés (Figure 3). Dans l'exploitation d’agriculture
biologique 2, qui utilisait le même plan de champs que
l'exploitation intensive 1, les taux de pollution ont
légèrement augmenté, en raison de l'efficacité moindre
du désherbage mécanique. Cependant, le principal
facteur de pollution était la zone du champ. En effet, les
taux de pollution ont très fortement augmenté dans
l'exploitation à petits champs 2a et ont été fortement
diminués dans les exploitations à grands champs 3 et 4,
malgré le fait qu'elles aient utilisé des graines
conservées dans l'exploitation. En réalité, les petits
champs sont beaucoup plus sensibles aux importations
de pollen des champs voisins parce qu'ils produisent
moins de pollen localement.
3. EFFETS DES CHANGEMENTS DE PRATIQUES
AGRICOLES SUR L'EXPLOITATION INTENSIVE 1
La deuxième étape de l'étude consistait à simuler des
modifications des pratiques agricoles, à noter quels
changements réduisaient le contenu en OGM des
récoltes alimentaires sous le seuil d'impuretés de 0,9 %
(réduit de la moitié d'une relation d'ordre décimal à 0,4 %
parce que le modèle sous-estime le flux de gènes).
Efficacité de l'herbicide.
Dans le système existant, l'efficacité de l'herbicide sur
les plants de colza spontanés dans les céréales était de
95 %. Lorsque cette efficacité est passée à 99 %, aucun
effet significatif n'a été observé sur la pollution lors de la
récolte (Figure 4). En fait, l'effet plus important de la
concurrence entre plantes spontanées et cultivées
atténue le faible effet de l'efficacité de l'herbicide.
Perte de graines et délai entre
les cultures successives de
colza.
De façon plus surprenante, une augmentation de la perte
de graines avant ou pendant la récolte du colza en raison
d'un éclatement des coques, etc... n'a pas modifié la
pollution lors de la récolte des cultures de colza
ultérieures. En fait, cette perte de graines étant la
principale cause des plants de colza spontanés dans les
champs, un effet plus important était attendu.
Néanmoins, le délai entre deux cultures successives de
colza dans l'exploitation 1 était très long, c'est-à-dire
6 ans, et la variation de la perte de graines était là aussi
atténuée par des événements ultérieurs. Dans
l'exploitation 3, où le colza a été cultivé tous les trois
ans, l'augmentation de la perte de graines a augmenté le
contenu en OGM de la récolte alimentaire de 15 % par
rapport aux 6 % observés dans l'exploitation 1. Si le délai
entre les cultures successives de colza passait de 6
(système existant) à 7 ans (Figure 4), l'effet de la perte
de graines était encore plus réduit car les graines
mouraient en plus grande quantité pendant les années
intermédiaires. L'effet était meilleur lorsque la culture
supplémentaire était une culture de printemps où les
plants de colza spontanés sont rares et produisent peu
de pollen ou de graines.
Graines conservées dans
l'exploitation contre graines
certifiées.
L'utilisation de graines conservées dans l'exploitation à
la place de graines certifiées sans OGM s'est révélée être
une pratique très dangereuse. En effet, les graines
conservées dans l'exploitation étaient issues de récoltes
contaminées et amplifiaient par conséquent le processus
de pollution. L'effet était bien plus important que pour la
perte de graines parce que dans ce dernier cas, le
contenu en OGM introduit était simplement doublé alors
que dans le cas précédent, le contenu augmentait
indéfiniment.
V
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
Labour.
Dans le système existant, l'agriculteur utilisait un
cultivateur sous-soleur pour labourer les champs. S'il
utilisait à la place un versoir avant les récoltes de colza,
la pollution lors de la récolte diminuait parce que cette
méthode enterre la plupart des graines génétiquement
modifiées spontanées trop profondément pour qu'elles
émergent dans la culture de colza non-OGM. Cependant,
si le champ était labouré avant les récoltes de céréales,
l'inverse était vrai ; la pollution lors de la récolte
augmentait parce que les graines enterrées survivaient
pendant la récolte des céréales et remontaient à la
surface du sol pendant le labour précédant la récolte de
colza suivante. Ainsi, la stratégie optimale est d'utiliser
un cultivateur sous-soleur ou un labour superficiel avant
les céréales, de laisser les graines spontanées émerger
dans les céréales où une gamme importante d'herbicides
peut être utilisée pour détruire les plantes spontanées.
Dates d'ensemencement des
graines de colza.
54,55
pages
Dans le système existant, les variétés d'OGM et de nonOGM étaient semées simultanément. Des modifications
des dates d'ensemencement du colza ont alors été
simulées afin de limiter la période au cours de laquelle
les variétés d'OGM et de non-OGM f leurissent
simultanément et échangent donc du pollen. Dans la
première simulation, la variété de non-OGM était semée
avant la variété d'OGM, ce qui augmentait la pollution
lors de la récolte. A l'inverse, l'ensemencement dans
l'ordre contraire diminuait considérablement la pollution
lors de la récolte mais pas en dessous du seuil
d'impureté corrigé. Même si les dates de floraison
changeaient, le facteur principal était les taux
d'émergence des plantes spontanées. Si la variété de
non-OGM est semée plus tard dans la saison, la plupart
des plantes spontanées auront déjà émergé avant
l'ensemencement et pourront être détruites par le labour
ou les herbicides avant de planter la culture. Néanmoins,
si la variété de non-OGM est semée plus tôt, les plantes
spontanées émergeront dans la culture et pollueront la
récolte.
Le rôle des bordures du champ
et des terres de réserve.
Dans le système actuel, les bordures des routes et des
champs n'étaient pas gérées ou étaient fauchées trop tôt
pour limiter la production de graines sur les plants de
colza spontanés. Si, cependant, les bordures ont été
fauchées deux fois ou assez tard pour limiter la
production de plants de colza spontanés, la pollution lors
de la récolte des non-OGM a été réduite. Cependant, si
les bordures ont été pulvérisées avec du glyphosate et si
le transgène a été codé pour la tolérance au glyphosate,
la pollution lors de la récolte a augmenté.
Malheureusement, les bordures des routes ne sont
généralement pas gérées par les agriculteurs. Leur
gestion est sous le contrôle des autorités responsables
des routes publiques qui n'adaptent pas nécessairement
leurs pratiques aux demandes des agriculteurs.
Dans le système actuel, même si les champs de réserve
ont été fauchés deux fois au printemps, ils n'ont pas été
semés. Généralement, ceci n'empêche pas la production
de graines sur les plantes spontanées. La stratégie
optimale était de semer les champs de réserve au
printemps avec une culture de protection. En raison de
l'ensemencement très tardif, la plupart des plantes
spontanées avaient déjà émergé et ont été détruites lors
de l'ensemencement. Les quelques retardataires ont
alors été limitées par la concurrence avec la culture de
protection. Ce changement simulé de pratiques agricoles
était le premier à abaisser la pollution lors de la récolte
en dessous du seuil d'impureté.
Le rôle de la situation
g é o gr a p h i q u e d u c h a m p .
En France, les champs sont généralement dispersés dans
une région. Si les champs sont regroupés, ils deviennent
bien moins sensibles à la gestion des champs voisins.
Par conséquent, si l'agriculteur n'a pas fait pousser de
variétés d'OGM, ses récoltes de non-OGM présentent des
taux de pollution très faibles qui sont très fortement en
dessous du taux officiel d'impureté.
4. MODIFICATIONS DES PRATIQUES AGRICOLES
DANS
D'AUTRES
E X P L O I TAT I O N S
ET
CONDITIONS
Les résultats présents ont été obtenus pour une
exploitation donnée et un système de culture original. Si
les mêmes modifications des pratiques agricoles étaient
simulées pour d'autres exploitations et d'autres
conditions, les résultats ne se répétaient pas forcément.
Alors que le classement des simulations restait le même,
les taux réels de pollution changeaient de manière
significative. A titre d'exemple, dans l'exploitation
d’agriculture biologique à petits champs 2a, les taux de
pollution augmentaient fortement et les modifications
simulées des pratiques agricoles étaient moins efficaces
(Figure 5). Ceci était dû en partie à une mauvaise
collaboration avec l'exploitation intensive voisine qui
n'était pas prête à modifier ses pratiques. D'autres
pratiques étaient inefficaces en raison de la pression des
nombreuses plantes spontanées non-OGM à côté des
champs d’agriculture biologique, conséquence du faible
contrôle des mauvaises herbes.
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
Ceci fut par exemple le cas du fauchage tardif des bordures
qui a même légèrement augmenté la pollution lors de la
récolte parce qu'il éliminait principalement les plantes
spontanées non-OGM dont le pollen aurait dilué le pollen
d'OGM immigrant dans les champs d’agriculture biologique.
5 . D É T E R M I N AT I O N D E S R È G L E S D E
GESTION
En utilisant ces simulations, des règles de gestion pour
des variétés co-existantes dans l'espace peuvent être
conçues. Malheureusement, les règles les plus efficaces,
telles que le regroupement des champs et l'interdiction
faite aux exploitants voisins de faire pousser des
cultures d'OGM à côté de variétés de non-OGM, sont les
plus difficiles à appliquer. En outre, ces règles doivent
être déterminées pour chaque région et système agricole.
V. Conclusion
La présente simulation a montré comment des modèles
tels que GeneSys peuvent être utilisés pour évaluer les
systèmes de culture existant et en concevoir de
nouveaux. Elle a également montré que lorsque
différentes variétés co-existent, la contamination lors de
la récolte est inévitable, c'est-à-dire que la récolte d'une
variété contient des gènes issus de l'autre variété.
L'importance de cette contamination de la récolte dépend
des pratiques agricoles régionales et des modèles de
champ. Les simulations ont permis d'identifier les
changements de pratiques agricoles qui contribuent à
abaisser la pollution lors de la récolte en dessous des
seuils d'impuretés. Malheureusement, les pratiques les
plus efficaces étaient également celles qui imposaient
les contraintes les plus importantes aux agriculteurs et à
leurs voisins ainsi qu'aux organismes extra-agricoles
tels que les autorités responsables des routes publiques.
Les simulations ont également montré que les risques et
les contraintes variaient fortement selon les modèles
régionaux de champs et les pratiques agricoles. Ces
résultats ne peuvent donc pas être simplement
extrapolés pour d'autres régions ou d'autres systèmes
agricoles. Chaque situation régionale doit être étudiée
séparément. Ceci serait impossible dans des essais sur
site et ne peut être fait que par des modèles de
simulation tels que GeneSys, qui sont rapides et
permettent de simuler un grand nombre de systèmes de
culture et de modèles de champs.
Cependant, un modèle est toujours une simplification de
la réalité et n'est donc pas toujours "vrai". Les systèmes
de culture identifiés comme optimaux dans les
simulations doivent donc être testés dans des essais sur
site pour vérifier leur faisabilité et leur efficacité. Ces
systèmes de culture doivent également être évalués pour
d'autres risques, tels que les risques de maladie, soit
avec des modèles soit avec des essais sur site.
De plus, cette étude n'a pas pris en compte la
contamination après la récolte, via le transport et la
transformation. En outre, même sans flux de gènes de
cultures d'OGM vers des plantes spontanées ou
contamination par des parentes sauvages, les mauvaises
herbes tolérantes à un herbicide peuvent apparaître
rapidement si un seul herbicide est utilisé fréquemment
sur un champ donné. En effet, cette utilisation répétée de
l'herbicide crée une pression de sélection favorisant la
dispersion de gènes de tolérance à l'herbicide existant
naturellement ou apparaissant.
R
E F E R E N C E S
◆ Angevin F., Colbach N., Meynard J.M., Roturier C. (2001) Analysis of
necessary adjustements of farming practices. In: Bock A.-K., Lheureux K.,
Libeau-Dulos M., Nilsagard H., Rodriguez-Cerezo E. (2002) “Scenarios for
co-existence of genetically modified, conventional and organic crops in
European agriculture”, Technical Report Series of the Joint Research Center
of the European Commission, EUR 20394 EN.
◆ Colbach N., Clermont-Dauphin C., Meynard J.-M. (2001a) GeneSys : A
model of the influence of cropping system on gene escape from herbicide
tolerant rapeseed crops to rape volunteers. I. Temporal evolution of a
population of rapeseed volunteers in a field. Agriculture, Ecosystems and
Environment, 83, 235-253.
◆ Colbach N., Clermont-Dauphin C., Meynard J.-M. (2001b) GeneSys: A
model of the influence of cropping system on gene escape from herbicide
tolerant rapeseed crops to rape volunteers. II. Genetic exchanges among
volunteer and cropped populations in a small region. Agriculture,
Ecosystems and Environment, 83, 255-270.
◆ Colbach N., Fargue A., Sausse C., Angevin F. (2004) Evaluation and use
of a spatio-temporel model of cropping system ef fects on gene flow.
Example of the GeneSys model applied to three co-existing herbicide
tolerance transgenes. European Journal of Agronomy.
V
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
% multiple tolerant volunteers
10
1
0.1
0.01
0.001
0
0
20
40
60
80
100
120
140
distance to neighbour variety (m)
F IGURE 1: E VALUATION
DU MODÈLE
G ENE S YS
DE DISPERSION DE GÈNES DANS L ' ESPACE .
P ROPORTIONS SIMULÉES (
D IJON EN 1996 EN
PLANTS DE COLZA SPONTANÉS TOLÉR ANTS À DE MULTIPLES HERBICIDES APRÈS LA RÉCOLTE À
R APPORT À LA SOURCE DU POLLEN ( GÈNE )
(C OLBACH
ET AL .,
)
ET OBSERVÉES
(
)
DE
FONCTION DE LA DISTANCE PAR
2004)
56,57
pages
% GM seeds in non-GM harvest
10
1
0.1
0.01
1
F IGURE 3. TAUX
2
D ' IMPURETÉS DANS LES RÉCOLTES ALIMENTAIRES
APRÈS INTRODUCTION DES
OGM)
2a
( BARRES
3
4
VERTES , MOYENNE DE TOUS LES CHAMPS POUR LES ANNÉES
ET LES RÉCOLTES DE GR AINES HYBRIDES ( BARRES OR ANGES , ANNÉE
14)
7
À
14
POUR LES CINQ EXPLOITATIONS SIMULÉES .
L ES
BARRES D ' ERREUR INDIQUENT LES VALEURS MINIMALE ET MAXIMALE DE TOUS LES CHAMPS POUR LES ANNÉES
DES
OGM.
7
À
14
APRÈS L ' INTRODUCTION
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
% GM seeds in non-GM harvest
100
10
1
0.1
simulated 0
100
200
corrected 0
200
400
300
400
500
600
600
800
Isolation distance (m)
1000
1200
F IGURE 2. E FFET DE LA DISTANCE D ' ISOLEMENT SUR LA POLLUTION DE LA RÉCOLTE DES RÉCOLTES DE COLZA NON -OGM 14 ANS APRÈS L ' INTRODUCTION
DE VARIÉTÉS D 'OGM ET COMPAR AISON AU SEUIL D ' IMPURETÉS DE 0,9 % ( LIGNE CONTINUE ). E FFETS DE LA FRÉQUENCE DES VARIÉTÉS DE COLZA OGM
( TRIANGLES : TOUS OGM ; CARRÉS : TOUS NON -OGM) ET DE LA GESTION DES PLANTS DE COLZA SPONTANÉS ( SYMBOLES OUVERTS : FAUCHAGE TARDIF
DES BORDURES ET DES TERRES DE RÉSERVE ; SYMBOLES FERMÉS : FAUCHAGE PRÉCOCE ). L A SIMULATION DE LA DISTANCE D ' ISOLEMENT ( AXE X NOIR ) A
ÉTÉ CORRIGÉE EN R AISON D ' UNE SOUS - ESTIMATION SPATIALE ( AXE X ROUGE ).
95%
5%
certified
chisel
clustered fields
V
sown set-aside
borders sprayed with glyphosate
borders cut late
sow non-GM before GM
sow non-GM after GM
plough before cereals
plough before rape
farm saved seeds
0.001
add spring crop to rotation
0.01
harvest loss 10%
0.1
herbicide efficiency 99 %
1
existing system
% GM seeds in non-GM harvest
10
simultaneous cut early un-sown scattered
FIGURE 4. EFFET DES MODIFICATIONS DES PRATIQUES AGRICOLES SUR LE CONTENU EN OGM DES RÉCOLTES ALIMENTAIRES DE COLZA OLÉAGINEUX DANS L'EXPLOITATION
VALEUR ABSOLUE ;
CORRIGÉE EN RAISON D ' UNE SOUS - ESTIMATION DU
1 À CHAMPS MOYENS. COMPARAISON AU SEUIL D'IMPURETÉS (
MODÈLE). LES BARRES D'ERREUR INDIQUENT LES VALEURS MINIMALE ET MAXIMALE DE TOUS LES CHAMPS DES ANNÉES 7 À 13 APRÈS L'INTRODUCTION DES VARIÉTÉS D'OGM.
INTENSIVE
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
95%
5%
certified
clustered fields
simultaneous cut early un-sown scattered
sown set-aside
sow non-GM after GM
chisel
0.001
borders cut late
plough before rape
add spring crop to rotation
harvest loss 10%
0.01
herbicide efficiency 99 %
0.1
borders sprayed with glyphosate
1
existing system
% GM seeds in non-GM harvest
100
58,59
pages
F IGURE 5. E FFET DES MODIFICATIONS DES PR ATIQUES AGRICOLES SUR LE CONTENU EN OGM DES RÉCOLTES ALIMENTAIRES DE COLZA OLÉAGINEUX DANS
LA FERME D ’AGRICULTURE BIOLOGIQUE 2 A À PETITS CHAMPS . C OMPAR AISON AU SEUIL D ' IMPURETÉS (
VALEUR ABSOLUE ;
CORRIGÉE
EN R AISON D ' UNE SOUS - ESTIMATION DU MODÈLE ). L ES BARRES D ' ERREUR INDIQUENT LES VALEURS MINIMALE ET MAXIMALE DE TOUS LES CHAMPS DES
ANNÉES 7 À 13 APRÈS L ' INTRODUCTION DES VARIÉTÉS D 'OGM.
V
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
MODÉLISATION DU
FLUX GÉNÉTIQUE AU
NIVEAU DU PAYSAGE
ET TEST DES MESURES
D'ATTÉNUATION
DISCUSSION
Jean-Marc DUPUIS (Bayer Crop
Jane LECOMTE (UPS)
Science)
La sous-estimation dans votre modèle peut-elle être
due à la fonction de dispersion du pollen ?
J’ai tout d’abord une petite question de compréhension.
Vous indiquez une courbe qui vous permet de
déterminer une distance d’isolement de 200 mètres.
Or sur cette courbe, 200 mètres est le premier point
Nathalie COLBACH
Oui, je crois que la fonction de dispersion du pollen est
après 0. Il m’aurait semblé plus correct de dire que
responsable de cette sous-estimation, qui est évidente
la distance d’isolement se situait entre 0 et 200
dans chacune des sept années de notre étude et sur tous
mètres et non que la distance d’isolement était de
les sites.
200 mètres.
Antoine MESSEAN (CGB)
Nathalie COLBACH (INRA)
Il me semble avoir indiqué que cette distance mesurait
environ 200 mètres. Je pourrais effectivement refaire des
simulations avec des points intermédiaires.
Quand on observe les chif fres concernant
l’augmentation du stock semencier, on est surpris
de l’effet sélectif de l’efficacité de l’herbicide et de la
gestion de la jachère. Pouvez-vous expliquer vos
résultats ?
Jean-Marc DUPUIS
Nathalie COLBACH
Vous utilisez votre modèle avec différentes surfaces.
Cela dépend de la rotation. La jachère est plus proche
Il me semble que vous vous basez sur des données
dans le temps de la récolte de colza que ne l'est le blé
d’essais inter-instituts et non sur de grandes
parcelles. Or des résultats issus d’essais sur
grandes parcelles, réalisés en France ou en
Angleterre, sont disponibles. Avez-vous utilisé ces
résultats ? Si ce n’est pas le cas, quelle loi vous
d'hiver. Ainsi, il y a un impact plus fort sur jachère. Pour
le blé d'hiver, même lorsque l'efficacité de l'herbicide est
modifiée, il y a beaucoup de concurrence de la culture.
Dans la jachère, si rien n'est semé, il n'y a pas de
permet d’établir le f lux de pollen à partir des
concurrence et les plantes spontanées se développent
grandes parcelles ?
librement. L'introduction de la concurrence réduit la
production de graines de plus des 5 % enregistrés en
Nathalie COLBACH
changeant l'efficacité de l'herbicide. C'est un problème
L’évaluation a été réalisée avec les données des plates-
de temps et de taux de changement, qui est plus élevé
formes sur des parcelles plus petites et des champs
dans la jachère que dans le blé d'hiver.
d’agriculteurs. Si d’autres données sont disponibles pour
comparer les simulations avec des données réelles, je
suis intéressée. Un modèle évolue en effet dans le temps.
Il en est de même pour la dispersion à longue distance.
V
VI
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
A NALYSE
DE L ' EXPÉRIENCE CANADIENNE
:
IMPACT DU COLZA TOLÉRANT À UN HERBICIDE
SUR LA FLORE DE MAUVAISES HERBES
Linda HALL Alberta Agriculture, Food and Rural Development/ University of Alberta, Canada
A. Gordon THOMAS Agriculture and Agri-Food Canada
60,61
pages
Cette présentation traitera de
l'utilisation de colza tolérant à un
herbicide au Canada, y compris
d'expériences menées pour déterminer
l'influence de l'introduction de colza
tolérant à un herbicide sur la flore des
mauvaises herbes. La région du
Canada où pousse le colza est la région
des prairies. La plupart des données
que je vais présenter viennent
d'Alberta, où le colza est une culture
importante. Sur une moyenne de cinq
années, la province produit 1,6
millions d'hectares, chaque année. Ceci
représente potentiellement la plus
grande expérience mondiale sur le
colza génétiquement modifié.
I. La success story du colza
tolérant à un herbicide
Au Canada, nous ne réglementons pas les OGM et les
non-OGM. Nous réglementons plutôt les plantes aux
caractéristiques nouvelles (PNT), qui sont un génotype
ou une variété significativement différente de la variété
conventionnelle (CFIA 2003). Nous ne nous préoccupons
pas de la façon dont elles sont produites ; si elles sont
différentes, elles sont réglementées. En pratique, il s'agit
de l'un des systèmes réglementaires les plus ouverts au
monde. Aux fins de cette présentation, je traiterai de
trois types de colza : le colza tolérant au glyphosate (RR),
le colza tolérant au glufosinate (LL) et le colza tolérant à
l'imidazolinone (CF).
Le colza tolérant à un herbicide a été mis sur le marché
réel en 1997 et a rapidement été adopté par les
cultivateurs (Hall et al., 2003). La variété la plus
populaire est le colza tolérant au glyphosate, qui occupe
environ 50 % de la zone plantée de colza. Bien que les
chiffres officiels indiquent une part conventionnelle de
10 %, ceci inclut Brassica rapa et les huiles spécialisées.
De fait, environ 95 % des cultivateurs choisissent de
cultiver B. napus tolérant à un herbicide. En dépit des
comptes rendus des médias, le colza est une réussite au
Canada.
Le colza tolérant à un herbicide répondait à un problème
de production important pour le colza : des pertes de
production dues aux mauvaises herbes. Le producteur
moyen utilise du colza tolérant à un herbicide et
rencontre peu de problèmes. Des modifications mineures
de notre système de culture ont été nécessaires. Nous
avons observé des conséquences environnementales
positives. L'utilisation de nombreuses variétés tolérantes
à un herbicide ne menace pas la vente de l'huile de colza
ou de produits à valeur ajoutée. Nos principaux marchés
incluent le Japon et les Etats-Unis, qui acceptent ces
produits.
II. Effets directs sur
l'environnement
1. AVA N TAG E S
Au Canada, l'utilisation de colza tolérant à un herbicide a
entraîné la réduction des herbicides incorporés au sol.
Aujourd'hui, 69 % de nos cultivateurs ont un labour
réduit ou aucun système de labour (Statistics Canada
2003). La réduction du labour améliore la matière
organique et la fertilité et entraîne la durabilité de notre
système. En conséquence directe de l'utilisation de colza
tolérant à un herbicide, le Canada occidental utilise
aujourd'hui 31,2 millions de litres de diesel en moins
chaque année. De plus, l'utilisation d'herbicide a été
réduite de 6 000 tonnes par an, ce qui entraîne un petit
bénéfice pour le cultivateur de 2,34 $ canadiens par
hectare (Canola Council of Canada 2001).
Nous avons enregistré un important flux de gènes par le
biais des graines et du pollen, ce qui entraîne des
additions et une tolérance inattendue de la part des
plants de colza spontanés (Hall et al., 2000, Hall et al.,
I M PAC T S U R L’ E N V I R O N N E M E N T D E S C U LT U R E S D E C O L Z A G É N É T I Q U E M E N T M O D I F I É E S
Impact du colza tolérant à un herbicide
s u r l a f l o r e d e m a u va i s e s h e r b e s
2003b). Une tolérance à de multiples herbicides des
plants de colza spontanés est à présent attendue par les
cultivateurs et habituellement contrôlée par des
herbicides auxiniques bons marchés dans d'autres
cultures.
Contrairement à l'Europe, nous n'avons pas de
populations férales de Brassica napus. Dans l'ouest du
Canada, l'introgression dans des espèces de mauvaises
herbes ne pose pas encore de problème, et nous
prédisons que pour les deux espèces que l'on trouve
dans l'ouest du Canada, il y ait peu de risque
d'introgression (Warwick et al., 3003, Hall et al 2003b).
2 . P R É O C C U PAT I O N S À T R A I T E R
Nous avons noté une présence adventive dans notre
système de graines certifiées, ce qui crée une difficulté
pour ceux qui sont opposés aux OGM ou pour les
producteurs organiques. Actuellement, les tribunaux
abordent ce problème. Avant la mise sur le marché, nous
devons avoir mis en œuvre un test obligatoire de notre
système de graines certifiées. La certification des graines
enregistre actuellement la quantité de graines de
mauvaises herbes, et les taux de germination, mais elle
devrait également rendre compte du statut de la source
de la graine en termes de résistance à un herbicide. De
manière surprenante, nos cultivateurs sont plus inquiets
des niveaux élevés de plantes sensibles dans leur colza
tolérant. S'ils doivent planter des graines onéreuses, ils
préfèrent qu'elles ne soient pas contrôlées par les
herbicides.
III. Biodiversité
1. D I F F É R E N C E S D E P R I O R I T É
L'Europe et le Canada n'évaluent pas de la même
manière les espèces de mauvaises herbes. En Europe,
l'on valorise la biodiversité dans les terres agricoles et
les mauvaises herbes qui se développent avec ce
système. De plus, les environnements non perturbés sont
relativement rares. Au Canada, nous valorisons l'habitat
pour les plantes naturelles, les herbivores, les oiseaux et
les prédateurs. Nous faisons tout pour conserver les
communautés naturelles. Les mauvaises herbes (et les
cultures) sont des espèces exotiques introduites
relativement récemment. Nous avons introduit ces
mauvaises herbes et ces cultures dans notre système
naturel au cours des 150 dernières années. Parce que ces
introductions sont si récentes, il peut y avoir moins
d'interactions trophiques entre les espèces de mauvaises
herbes et l'environnement naturel qu'en Europe. De
plus, la faune et la flore sont plus disponibles et plus
accessibles. C'est pourquoi les Canadiens ne considèrent
pas les zones de culture comme des réserves écologiques
de grande valeur.
2 . L A C R É AT I O N D E S TO C K S D ' E S P È C E S
Etant donné la façon dont les communautés de
mauvaises herbes se regroupent, nous pouvons imaginer
un stock d'espèces arrivées sur un site, à la fois
naturelles et introduites (Booth and Swanton 2002).
VI
COMMISSION DU
62,63
pages
Génie BIOMOLÉCULAIRE
Ce stock est réduit aux espèces capables de survivre au
climat. Dans les zones de culture, cette communauté est
en plus limitée par des perturbations, qui éliminent les
espèces naturelles presque entièrement de notre
système de culture. La gestion des cultures réduit encore
le stock d'espèces. Dans l'ouest du Canada, le labour
reste le facteur le plus important de réduction de la
biodiversité, et en particulier de la diversité des plantes
naturelles.
La plupart des 130 espèces, ou plus, de mauvaises
herbes importées à Alberta sont venues d'Europe ou du
Moyen-Orient. Les espèces de mauvaises herbes
naturelles ne sont pas en danger. En 2001, nous avons
réalisé une étude stratifiée aléatoire de 1 200 champs
d'Alberta. Dans chaque champ, nous avons enregistré la
densité des mauvaises herbes et leur identité, dans 20
quadrats placés de manière aléatoire (Leeson et al.,
2002). Dans 66 % des champs, des échantillons sans
aucune mauvaise herbe étaient présents. En utilisant une
analyse par redondance, nous avons analysé les données
pour déterminer les variables significatives ayant un
impact sur les populations de mauvaises herbes. Des
variations environnementales, le climat, le sol et les
cultures, le climat était la plus importante. En termes de
données climatiques, les précipitations et les
températures de la saison de culture représentaient les
deux principales influences affectant les populations de
mauvaises herbes (Hall et al., 2003c).
Les cultures de colza semblent influencer les populations
de mauvaises herbes d'une façon semblable aux autres
cultures y compris l'orge, le blé et les pois. Ceci semble
indiquer que les résultats de notre gestion sont
R
E F E R E N C E S
◆ Booth, B. D. and C. J. Swanton (2002) Assembly theory applied to weed communities.
Weed Science 50:2-13.
◆ Canola Council of Canada (2001) Agronomic & Economic Assessment of GMO Canola.
http://www.canola-council.org/. Accessed Dec 29, 2003.
◆ Canadian Food Inspection Agency (2003) Assessment Criteria for Determining
Environmental Safety of Plants with Novel Traits.
http://www.inspection.gc.ca/english/plaveg/bio/dir/dir9408de.shtml, Accessed Dec 29,
2003.
◆ Hall, L. J. Jones, K. Topinka, P. Kharbada and R. Lange (2003a) Integrated pest
management in short rotation Canola. Alberta Agriculture Institute, Report #96M950, pp
151.
◆ Hall, L. M., A. Good, H. J. Beckie, and S. I. Warwick (2003b) Gene flow in herbicideresistant Canola (Brassica napus) : The Canadian experience. Ecological Impact of GMO
Dissemination in Agro-Ecosystems. T. Lelley, E. Balazs and M. Tepfer (eds). OECD, Austria.
p 57-66.
◆ Hall, L. M., J. Y. Leeson, and A. G. Thomas (2003c) Correlating Alberta weeds with
climate, soils and crops : A multivariate approach.Weed Science Society of Canada. Halifax.
◆ Hall, L., K. Topinka, J. Huffman, L. Davis and A. Good (2000) Pollen flow between
herbicide resistant Brassica napus is the cause of multiple resistant B. napus volunteers.
Weed Science 48:688-694.
◆ Leeson, J. Y., A. G. Thomas and L. M. Hall (2002) Alberta weed survey of cereal, oilseed
and pulse crops in 2001. Weed Survey Series Publication 02-1. Agriculture and Agri-Food
Canada, Saskatoon Research Centre, Saskatoon, Saskatchewan.
◆ Statistics Canada. Agriculture 2001 Census.
http://www.statcan.ca/english/freepub/95F0301XIE/tables.htm#use. Accessed
December 23, 2003
◆ Warwick, S. I., M.-J. Simard , A. Légère , H. J. Beckie , L. Braun , B. Zhu , P. Mason , G.
Séguin-Swartz , C. N. Stewart (2003) Hybridization between transgenic Brassica napus L.
and its wild relatives : Brassica rapa L., Raphanus raphanistrum L., Sinapis arvensis L., and
Erucastrum gallicum (Willd.) O.E. Schulz. Theoretical and Applied Genetics 107(3):528 - 539
relativement similaires. A l'inverse, l'avoine tend à être
gérée avec moins de réussite et présentait une
abondance accrue de mauvaises herbes.
3 . D E N S I T É E T D I V E R S I T É D E S M AU VA I S E S
HERBES RÉSIDUELLES
Dans une recherche sur de petites parcelles menée sur
quatre ans, nous avons comparé la densité et la diversité
des mauvaises herbes dans le colza conventionnel et le
colza tolérant à un herbicide, sur des sites de trois zones
agro-écologiques, en utilisant quatre rotations de
cultures, et cinq variétés de colza (Hall et al., 2003a).
Pour mesurer la diversité, nous avons utilisé l'indice de
Shannon, une mesure de la richesse et de l'équitabilité
des espèces. Il y avait des différences significatives de
densité de mauvaises herbes selon les années et les
sites, dues à la variation de la météorologie et de la
région agro-écologique. La rotation de cultures a
fortement diminué la densité des espèces mais a
augmenté la diversité des mauvaises herbes. La rotation
eut l'impact le plus important sur la diversité de tous les
facteurs examinés. Lorsque nous avons comparé le colza
tolérant à un herbicide au colza conventionnel, le colza
tolérant à un herbicide avait une densité de mauvaises
herbes moindre mais l'effet sur la diversité des
mauvaises herbes était moins apparent. Les facteurs liés
à la gestion, y compris le choix de l'herbicide,
influencent les populations de mauvaises herbes, mais la
diversité des mauvaises herbes peut-être influencée de
manière plus importante par une incitation à pratiquer
diverses rotations de cultures.
IV. Conclusion
De nombreux facteurs influencent les populations de
mauvaises herbes, parmi lesquels le climat, le sol, le type
de culture et la gestion des cultures. Les choix des
variétés de colza/d'herbicide influencent les populations
de mauvaises herbes. Les herbicides efficaces totaux ou
non sélectifs réduisent de manière significative la
densité des mauvaises herbes par rapport aux herbicides
moins efficaces. Le choix d'un herbicide a moins d'effet
sur la diversité des mauvaises herbes. La diversité des
mauvaises herbes peut être améliorée par l'utilisation
d'une rotation de cultures diversifiée.
Le principal objectif des efforts de conservation au
Canada est de gérer l'habitat des espèces naturelles. Les
terres non perturbées et l'habitat de culture forment une
mosaïque dans le paysage canadien. Les terres non
perturbées, telles que les parcs naturels, tendent à être
gérées de manière extensive et à accueillir des
communautés naturelles valorisées. Notre but est la
préservation de zones non perturbées et sensibles et la
restauration des communautés naturelles. La gestion
intensive des terres de culture, y compris l'utilisation de
colza productif résistant à un herbicide, concentre
l'utilisation de terres actuellement cultivées, et peut donc
préserver des zones sauvages et non perturbées.
VI
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
ANALYSE DE L'EXPÉRIENCE CANADIENNE :
IMPACT DU COLZA TOLÉRANT À UN HERBICIDE SUR LA FLORE
DE MAUVAISES HERBES
S ÉANCE
DE
QUESTIONS - RÉPONSES
Daniel EVAIN (FNAB)
Est-il vrai que les agriculteurs du système organique ne
peuvent pas faire pousser de colza oléagineux au Canada ?
Linda HALL (Université d’Alberta)
La norme organique est à zéro, avec une tolérance nulle aux
OGM. Ils ne peuvent donc pas cultiver de colza oléagineux au
Canada.
Daniel EVAIN
Linda HALL
Nous pulvérisons uniquement du glyphosate sur le colza
résistant au glyphosate pendant le pré-ensemencement et nous
ne l'utilisons plus seul. Nous le mélangeons à un oxydant pour
traiter les plantes spontanées.
Antoine MESSEAN (CGB)
La diapo qui présentait le nombre de mauvaises herbes
après pulvérisation de différentes variétés diffère de celle
présentée par Les Firbank. Pouvez-vous l'expliquer ?
Avez-vous des données sur le taux de cultures organiques ?
Linda HALL
Linda HALL
Je dirais que nous avons des résultats assez similaires. La
différence entre les autres colzas tolérants à un herbicide est
due au fait que le glyphosate ne contrôle pas de façon adéquate
la folle avoine. Par conséquent, la folle avoine augmente dans le
colza traité au glyphosate. Dans notre système, le glyphosate
offre un spectre plus complet et tend à être uniforme pour
contrôler toutes les espèces. Au bout de quatre ans nous avons
noté une constitution de mauvaises herbes non contrôlées
correctement par les autres herbicides.
Nous avons de nombreuses preuves montrant la résistance et la
résistance croisée de champs conventionnels. A moins que le
champ organique soit significativement isolé, je ne vois pas
comment ils pourraient atteindre le zéro. Aucune donnée n'est
disponible sur les cultivateurs organiques. De toute façon cette
question est traitée par les tribunaux.
Céline DEVAUX (UPS)
Le nombre d'exploitations organiques a rapidement
diminué depuis la production des OGM. Quel est
l'équivalent en pourcentage des 6 000 tonnes d'herbicide
en moins ?
Antoine MESSEAN
Linda HALL
Nous n’avons pas étudié le stock semencier.
Je n'ai pas les pourcentages. Les 6 000 tonnes reflètent
l'abandon des herbicides incorporés au sol, qui étaient très
fréquemment utilisés.
Jane LECOMTE (UPS)
Céline DEVAUX
Selon une récente étude menée au Canada, l'introduction
du colza génétiquement modifié n'est pas un si grand
succès. Pour les exploitants, ces plantes offraient une
gamme plus importante d'application d'herbicide, ce qui ne
signifie pas nécessairement moins d'herbicide. Les 30 % de
plantes spontanées que vous avez mentionnées étaient-elles
des OGM ou des plantes conventionnelles ? Avoir des
plantes tolérantes à de multiples herbicides avec des
plantes conventionnelles ferait une différence pour la
culture suivante.
Avez-vous étudié le stock semencier ?
Linda HALL
Lors d’une récente conférence sur la co-existence des
cultures d’OGM et de non-OGM, un conférencier canadien a
présenté l’expérience canadienne et le problème des
plantes spontanées génétiquement modifiées dans les
cultures de colza conventionnel. Vos informations ne
correspondent pas aux siennes ?
Linda HALL
Nous ne séparons pas le colza génétiquement modifié du colza
non-OGM. Ainsi, le colza génétiquement modifié ne serait pas
contrôlé par l’herbicide et serait récolté en même temps que le
colza conventionnel. Où est l’inconvénient ?
Jane LECOMTE
Linda HALL
Cela applique une résistance à votre culture conventionnelle.
En termes de gestion de la rotation, il y a peu de différences
dans la rotation du blé ou de l'orge. Cependant, le colza
Clearfield est difficile à contrôler dans les cultures de pois.
Linda HALL
Céline DEVAUX
Y a-t-il une pulvérisation systématique avant l'émergence ?
Nous avons initialement rapporté la tolérance aux multiples
herbicides et elle est présente partout. Cela n’empêche pas les
agriculteurs de faire tout ce qu’ils feraient normalement.
VI
VII
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
RÉFLEXION SUR L’ÉVOLUTION
DES STRATÉGIES DE DÉSHERBAGE
EN FRANCE
Bruno CHAUVEL
UMR Biologie et Gestion des Adventices - INRA – 17 rue Sully 21065 Dijon Cedex
I. Constat global
64,65
pages
Au cours des dernières années, il a été observé dans le
monde agricole des modifications importantes des
pratiques culturales telles que la simplification des
rotations, la réduction du travail du sol ou l’amélioration
des techniques autour de la fertilisation azotée.
Globalement, on peut constater que ces modifications
ont été réalisées indépendamment les unes des autres et
avec très souvent une hypothèse sous-jacente assez forte
que le contrôle des mauvaises herbes ne constituait pas
un problème agronomique. De ce fait, dans de très
nombreux systèmes de culture, on peut constater que le
contrôle des plantes adventices repose actuellement
uniquement sur le désherbage chimique.
En plus d’une réduction considérable dans certaines
cultures du nombre de molécules herbicides disponibles
liée à la réglementation européenne, un certain nombre
de problèmes, qui découlent cette utilisation quasiunique du contrôle chimique des mauvaises herbes, sont
aujourd’hui constatés parmi lesquels :
◆ La détection en quantité importante de molécules
d’herbicides dans l’eau et dans l’air.
◆ Une augmentation du coût des nouveaux herbicides.
◆ Le développement de populations de mauvaises
herbes résistantes aux herbicides difficilement gérables
par le simple contrôle chimique.
II. Développement de
concepts de protection
intégrée
Parmi les différentes molécules de synthèse utilisées en
agriculture, ce sont les herbicides qui sont non
seulement détectés régulièrement en plus grand nombre
dans les réserves en eau, mais aussi qui dépassent le
plus souvent la concentration légale (données IFEN).
Une meilleure utilisation des produits phytosanitaires et
donc des herbicides, est apparue comme indispensable
et a entraîné le développement de concepts de protection
intégrée.
1. P R É S E N TAT I O N
La protection intégrée correspond à un système de lutte
contre les organismes nuisibles qui utilise un ensemble
de méthodes satisfaisant à la fois des exigences
économiques, écologiques et toxicologiques (Ferron,
1999). Le désherbage intégré suppose que l’on passe
d’un raisonnement uniquement basé sur le désherbage
chimique à l’échelle de l’année culturale (système
curatif) à une lutte globale à l’échelle de la succession
des cultures en intégrant des pratiques préventives
(Debaeke, 1997). La lutte intégrée contre les mauvaises
herbes consiste alors à mettre en œuvre tous les facteurs
techniques, biologiques, biophysiques, contribuant à
limiter le potentiel d'infestation dans la culture
considérée et dans les cultures suivantes de la
succession culturale, dans le but de limiter le recours
aux traitements herbicides curatifs, et de réduire les
impacts environnementaux liés aux résidus de produits
herbicides (Munier Jolain, 2001).
La gestion intégrée des mauvaises herbes n’est que peu
développée en France si ce n’est dans les parcelles sous
cahier des charges de l’Agriculture Biologique qui
représentent moins de 1,5% de la surface cultivée. Ce
sont donc surtout dans des systèmes où l’efficacité des
herbicides va se trouver réduite que ce mode de gestion
est actuellement ou sera développé dans les prochaines
années.
☛ De telles pratiques sont par exemple observables
dans les zones où la réserve d’eau potable est protégée.
Dans ce cas en effet, des arrêtés préfectoraux obligent
les agriculteurs à limiter l’emploi de produits de
synthèse et incitent à l’utilisation d’autres méthodes
(mécaniques en particulier) de contrôle.
☛ De même, des méthodes de gestion intégrée des
mauvaises herbes sont à développer face à de nouvelles
espèces de mauvaise herbe. C’est la cas par exemple
d’espèces adventices botaniquement très proches de la
culture et pour lesquelles la sélectivité de désherbage
n’est pas suffisante pour assurer un contrôle satisfaisant,
Réf lexion sur l’évolution des str atégies
de désherbage en France
c’est le cas de l’ambroisie (Ambrosia artemisiifolia L.)
dans le tournesol ou de la barabarée (Barbarea vulgaris
Brown) dans le colza.
☛ Enfin, les agriculteurs sont aussi contraints d’utiliser
des pratiques intégrées quand les mauvaises herbes
sont devenues résistantes aux herbicides. Cette situation
est comparable d’un point de vue agronomique à celle
qui pourrait exister avec les cultures génétiquement
modifiées dans quelques années.
2 . E X E M P L E D ’ U T I L I S AT I O N D E P R AT I Q U E S
I N T É G R É E S P O U R G É R E R U N E M A U VA I S E
H E R B E TO L É R A N T E AU X H E R B I C I D E S
Nous avons étudié le cas de développement de
populations de mauvaises herbes tolérantes aux
herbicides dans la région de Dijon. La mauvaise herbe
(le vulpin – Alopecurus myosuroides Huds.) est devenue
tolérante par mutation à une famille d’herbicides
(aryloxyphénoxy-propionates – groupe HRAC A) utilisée
de façon quasi systématique depuis une dizaine
d’années sur la parcelle (Chauvel et al., 2000)
Le travail a porté sur la mise au point de pratiques visant
à raisonner le désherbage chimique, mais aussi à utiliser
des pratiques complémentaires intégrées pour limiter la
densité de la mauvaise herbe au moment du traitement.
Les effets cumulés des pratiques culturales sur la
densité de vulpin dans différents systèmes de gestion
des mauvaises herbes ont été étudiés pendant six
années. Les pratiques non chimiques ont été choisies en
fonction de la biologie de la plante.
L’essai a porté sur la comparaison de six stratégies
différentes de contrôle du vulpin :
◆ Dans un premier système (système A), la rotation de
l’agriculteur n’a pas été modifiée. La première stratégie
(1) consiste uniquement en un contrôle chimique avec
des molécules encore efficaces. Le deuxième système (2)
consiste en l’ajout de pratiques intégrées – labour et
retard de la date de semis - au désherbage chimique
pour contrôler la mauvaise herbe. Le troisième système
(3) consiste en une diminution des différentes actions
mises en place dans le but de réduire les coûts.
◆ Dans un deuxième système (système B), il est
introduit dans la rotation des cultures de printemps. Les
mêmes stratégies, contrôle chimique (4), système
complet (5) et système allégé (6) de culture sont testées.
Globalement, les résultats montrent que la densité de
mauvaises herbes a considérablement diminué dans tous
les systèmes au bout de la quatrième année. Un
raisonnement des techniques de gestion de la mauvaises
herbe, basé sur une bonne connaissance de la biologie
de la plante et du mécanisme de résistance, s’est donc
révélé très efficace (Chauvel et al., 2001).
VII
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
Toutefois, pour des raisons climatiques, on peut observer
que la densité de la mauvaise herbe augmente de
nouveau fortement si le désherbage repose uniquement
sur le contrôle chimique (stratégie 1). Le contrôle “allégé”
(moins d’herbicides et pas de labour) permet aussi au
départ une gestion satisfaisante de la mauvaise herbe.
Toutefois lorsque le désherbage chimique est moins
efficace, la densité du vulpin remonte toutefois
rapidement (stratégies 3 et 6).
Dans la rotation avec culture d’hiver, la densité de la
mauvaise herbe est restée très faible les 6 années si l’on
associe un désherbage efficace à des pratiques intégrées
(stratégie 2).
On remarque, que dans le cas du vulpin, l’introduction
des cultures de printemps, associée aux pratiques
choisies, est très efficace pour faire diminuer la densité
de la mauvaise herbe rapidement et durablement
(stratégie 4 et 5). La modification de la rotation des
cultures permet donc de résoudre efficacement ce
problème de mauvaise herbe résistante qui paraissait
insoluble à l’agriculteur.
66,67
pages
I I I . Po s s i b i l i t é s e t
l i m i te s d e s p r a t i q u e s
intégrées
Toutefois, les pratiques intégrées de désherbage posent
un certain nombre de problèmes (Debaeke, 1997 ; Ehler
and Bottrel, 2000). Si elles peuvent être très efficaces
pour des infestations constituées d’une seule espèce
adventice, la présence de plusieurs espèces, à
caractéristiques biologiques différentes, rend leur
utilisation plus problématique. Les pratiques non
chimiques semblent nécessiter par ailleurs un temps de
travail plus important et un coût plus élevé pour
l’agriculteur. Il faut admettre qu’une pratique intégrée
utilisée seule ne permettra jamais d’obtenir d’aussi bons
résultats qu’un désherbage chimique. Il apparaît donc
que ces pratiques ne peuvent se montrer réellement
efficaces que si elles sont combinées à d’autres pratiques
non chimiques ou à un désherbage chimique.
Plusieurs outils peuvent être utilisés dans le cadre d’un
désherbage intégrée (IFOAM, 1993 ; Vincent et al., 2000) :
◆ des outils “préventifs” qui permettent de limiter le
nombre de plantes levées
♣ Labour
♣ Faux semis, retard des dates de semis, …
♣ Rotation culturales
Cette gestion agronomique des mauvaise herbes peut
modifier de façon plus ou moins importante le système
de culture ; leur action permet d’une part d’éliminer les
adventices avant le semis et de réduire le nombre
d’adventices dans la culture.
◆ des outils “curatifs” qui désherbent la flore adventice
en place après le semis de la culture
♣ Outil de travail du sol en inter-rang
♣ Outils de contrôle physique : désherbage thermique
♣ Outils de contrôle biologique : sélection de cultivars
plus compétitifs vis-à-vis des plantes adventices (il
n’existe que peu données concernant l’introduction
d’insectes ou de prédateurs des mauvaises herbes pour
la gestion des adventices dans nos systèmes de culture).
Comme dans le cas du désherbage chimique, les
pratiques non chimiques peuvent provoquer des
évolutions de flore. Debaeke (1988) a montré qu’une
pratique comme le labour est très efficace pour la gestion
des graminées adventices, mais peu efficace en ce qui
concerne la gestion des espèces dicotylédones qui
semblent mieux contrôlées dans des systèmes de travail
superficiel. L’efficacité des pratiques non chimiques est
très liée à la biologie, à l’écologie de la mauvaises herbe
et aux conditions climatiques ; Il est donc possible
d’observer des variations d’efficacité suivant les années
(Zemrag, 1996). Par ailleurs, ces pratiques intégrées
peuvent aussi entrer en conflit avec d’autres pratiques
intégrées. Les pratiques de faux semis, par exemple,
peuvent provoquer une compaction du sol, ce qui peut
entraîner une diminution de la fertilité du sol.
La mise en place des pratiques intégrées peut être
limitée par des contraintes de type agronomiques
(organisation du temps de travail, valorisation de la
récolte), par des contraintes environnementales
(l’écobuage des pailles, pratique très efficace permettant
la gestion des graminées adventices, a des retombées
très lourdes sur le plan écologique) et par les contraintes
pédo-climatiques (type de sol).
Ce type de raisonnement intégré aboutit à des solutions
adaptées à la parcelle et non à l’ensemble de
l’exploitation ce qui va complexifier l’organisation du
temps de travail. Ces données compliquent les prises de
décisions de l’agriculteur qui doit de plus gérer un
contexte économique qui ne favorise pas pour le moment
le développement de telles pratiques.
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
IV. Conclusions
De nombreux articles (Zemrag, 1996 – effet retard date
de semis; Verschwele and Nieman , 1993 – effet variétal, …)
témoignent de l’efficacité réelle des pratiques non
chimiques à l’échelle de l’année culturale. Mais ces
même références bibliographiques montrent des
résultats plus mitigés, voire l’échec de ces pratiques à
long terme ou sur d’autres espèces. Il est donc nécessaire
de parfaire les méthodes liées aux pratiques intégrées de
désherbage par une meilleure connaissance de la
biologie des adventices et des effets des pratiques sur le
milieu (Chauvel et al., 1998).
R
E F E R E N C E S
◆ Chauvel B., Guillemin J.P., Colbach N., Gasquez J. (2001) Evaluation of
cropping systems for management of herbicide resistant populations of
black-grass (Alopecurus myosuroides Huds.). Crop Protection, 20, 127-137.
◆ Chauvel B., Jouy L., Verdier J.L., Guillemin J.P. (2000) Stratégie de Lutte
contre les vulpins résistants : conséquences économiques. Perspectives
Agricoles, 256, 72-78.
◆ Chauvel B., Munier-Jolain N.M., Colbach N. (1998) Modélisation des
effets des systèmes de culture sur l'évolution démographique des
populations de mauvaises herbes. 251-258. 6ème Symposium
Méditerranéen EWRS, Montpellier France.
L’ensemble de ces résultats montre qu’un désherbage
chimique raisonné apparaît comme une solution efficace
pour compléter des pratiques non chimiques en
permettant la gestion des mauvaises herbes “tolérantes”
aux pratiques agronomiques et en apportant des
solutions les années climatiquement peu favorables à ces
pratiques intégrées.
L’utilisation d’herbicides est d’autant plus envisageable
que ceux-ci sont utilisés à des périodes favorables, aux
doses recommandées en fonction de la culture et du type
et du stade de développement des adventices et que les
molécules choisies ont de faibles impacts sur
l’environnement.
L’utilisation des herbicides à faible impact et
l’introduction de cultures transgéniques tolérantes à un
herbicide, en gardant la possibilité d’alterner les
molécules actives, pourraient constituer des solutions
alternatives satisfaisantes dans un contexte de protection
intégrée. Mais il faut pour cela que le choix de telles
cultures puisse être raisonné à l’échelle de la parcelle au
même titre que le choix de procéder à un travail profond,
de décaler une date de semis par la mise en place d’une
culture de printemps ou de choisir une nouvelle variété
plus compétitive. En dehors des autres problèmes que
pourraient poser les cultures transgéniques, une
utilisation raisonnée de ces variétés pourrait alors
permettre une solution de rattrapage pour limiter les
mauvaises herbes “tolérantes” aux pratiques
agronomiques. Toutefois, on peut s’interroger sur les
libertés de choix que pourront avoir les agriculteurs dans
une agriculture de plus en plus réglementée, contrôlée et
très liée aux fluctuations du marché.
◆ Debaeke P. (1997) Le désherbage intégré en grande culture : Bases de
raisonnement et perspectives d'application. Cahiers d'Etudes et de
Recherches Francophones Agricultures. 6, (3);185-194.
◆ Debaeke P., Orlando D. (1991) Simplification du travail du sol et évolution
de la flore adventice : conséquences pour le désherbage à l'échelle de la
rotation. In : Simplification du travail du sol. Colloques de l'INRA, 65, 35-62.
◆ Ehler L.E., Bottrel D.G. (2000) The illusion of integrated pest
management. Issues in Science and Technology, Spring 2000.
http://www.nap.edu/issues/16.3/ehler.htm
◆ Ferron P. (1999) Protection intégrée des cultures : évolution du concept
et de son application. Cahiers d'Etudes et de Recherches Francophones
Agricultures. 8, 389-396.
◆ IFOAM (1993) Maîtrise des adventices par voie non chimique. 4ème
Conférence Internationale IFOAM. Dijon – France. Ed. J.M. Thomas. P. 393.
◆ Munier-Jolain N.M. (2001) Effets de l’écartement entre les rangs sur la
croissance et la production semencière des mauvaises herbes. 17ème
Conférence du COLUMA – Journées Internationales sur la lutte contre les
mauvaises herbes. – Toulouse France. 1, 33-40.
◆ Verschwele A., Nieman P. (1993) Indirect weed control by selection of
wheat cultivars. Colloque sur la Maîtrise des adventices par voie non
chimique de Dijon, .IVème Colloque IFOAM. Ed. J.M. Thomas Quétigny.
France. 269-273.
◆ Vincent C., Panneton B., Fleurat-Lessatd F., (2000) La lutte physique en
Phytoprotection. Collection Un point sur …, Ed. INRA ISBN 2-7380-0918-2,
P.347.
◆ Zemrag A. (1996) Lutte intégrée contre l’orobanche (Orobanche crenata
Forsk.) dans la culture de fève (Vicia sativa L.) au Maroc. Xème colloque
International sur la Biologie des mauvaises herbes- Dijon France, 319-326
VII
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
TABLEAU I : B IOLOGIE
ET GESTION AGRONOMIQUE DU VULPIN
(A.
MYOSUROIDES
H UDS .).
BIOLOGIE DU VULPIN
Etat de développement
GESTION AGRONOMIQUE DU VULPIN
Etat des connaissances
bibliographiques
Pratiques culturales
Effet attendu de la pratique
et conséquences
Semences
Plus de 80% des semences
disparaissent chaque année
dans le sol
Réintroduction du
labour
Enfouit la semence, favorise
la mortalité et limite le
nombre de levées.
Plantules
Levée préférentielle de
mi-septembre à mi-novembre
Décalage de la date de
semis(de 10 à 15 jours)
Favorise la pratique du faux
semis et élimine les levées
de vulpins avant le semis.
Levée au printemps possible
mais plus faible
Introduction de
cultures de printemps
Elimine les levées hivernales
avant le semis de printemps.
Elargit la gamme
disponible d’herbicides.
TABLEAU II : E FFET
68,69
pages
DES DIFFÉRENTS SYSTÈMES SUR LA DENSITÉ DE MAUVAISE HERBE .
An 1
An 2
An 3
An 4
An 5
An 6
S YSTÈME A
Orge Hiver
Blé hiver
Blé Hiver
Colza
Blé hiver
Orge Hiver
(1) Contrôle
chimique
(2) Système
complet
(3) Système
allégé
391.1
96.6
9.3
0.8
2.2
32.7
58.5
8.5
0.8
0.0
1.9
0.3
239.1
46.4
28.8
2.5
4.7
73.9
Orge
Printemps
Colza
Blé hiver
S YSTÈME B
Orge
Printemps
(4) Contrôle
chimique
(5) Système
complet
(6) Système
allégé
13.1
30.0
1.9
0.0
0.0
0.0
38.4
18.3
0.3
0.0
0.0
0.0
16.8
14.1
10.4
3.0
2.2
15.7
TABLEAU III : VARIABILITÉ DE L’ EFFICACITÉ
( D ’APRÈS Z EMR AG , 1996).
Pois de
Printemps
Blé Hiver
DU RETARD DE LA DATE DE SEMIS EN FONCTION DE L’ANNÉE SUR LA BIOMASSE D ’ UNE MAUVAISE HERBE
PAR ASITE
B IOMASSE
( G / M 2)
DE L’ OROBANCHE
MI-
OCTOBRE
M I - NOVEMBRE
M I - DÉCEMBRE
Année 1
47.7
1.52
0.82
Année 2
23.5
17.93
17.86
VII
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
RÉFLEXION SUR L’ÉVOLUTION DES STRATÉGIES DE
DÉSHERBAGE EN FRANCE
S ÉANCE
DE
QUESTIONS - RÉPONSES
Marc FELLOUS (CGB)
Ces agriculteurs s’interrogent sur la possibilité de
Linda Hall nous a montré que des milliers de
selon des méthodes conventionnelles. Avez-vous
mauvaises herbes existent. Comment gérez-vous les
connaissance de ce type d’expériences ?
cultiver du colza semé comme une plante sarclée
mauvaises herbes qui adoptent des comportements
différents en fonction des solutions mises au point ?
Bruno CHAUVEL
Bruno CHAUVEL (INRA)
J’ai travaillé sur des relevés de flore en colza biologique.
Le nombre important d’espèces de mauvaises herbes
pose effectivement un problème. L’observation des
stratégies que ces herbes développent constitue toutefois
un indicateur plus pertinent. Dans la flore adventice
actuelle, il n’existe pas beaucoup de mauvaises herbes.
On ne trouve jamais plus de quinze espèces – dont
quatre ou cinq espèces majeures - dans un même
champ.
J’ignore comment évoluera la flore adventice, mais je ne
pense pas que le nombre de mauvaises herbes constitue
un réel problème. Les mauvaises herbes insensibles aux
pratiques culturales pourront par contre se révéler
problématiques. Les évolutions de flore à venir nous
J’ai remarqué, avec les agriculteurs, qu’il était impossible
de cultiver du colza biologique comme du colza
conventionnel. La comparaison des deux méthodes sans
une remise en cause n’aboutit à rien. Il est nécessaire de
sarcler, de séparer les rangs.
Si vos coûts de désherbage sont de 10 euros l’hectare
sans utilisation de produits chimiques, la réussite est
totale et votre exemple doit être mis en avant.
Il n’est toutefois pas possible de cultiver du colza
biologique en souhaitant obtenir les mêmes rendements
et utiliser les mêmes pratiques que le colza
conventionnel. Un changement complet des mentalités
doit être mis en place.
montreront les limites des pratiques intégrées.
Linda HALL (Université d’Alberta)
Daniel EVAIN (FNAB)
Nos agriculteurs trouvent que le plus grand
Je suis satisfait d’un tel exposé au sein de cette
institution.
En tant qu’agriculteur biologique, j’estime en effet vos
réflexions pertinentes. Un changement des mentalités
en agriculture me paraît essentiel. Nous devons cesser
de vouloir détruire l’ensemble d’une espèce. Il s’agit en
effet de notre objectif actuel. Or, historiquement, notre
volonté de détruire les espèces a engendré la création
avantage des pratiques de gestion intégrée des
mauvaises herbes inclut un changement des dates
d’ensemencement et des variétés ainsi que du
moment où est appliqué l’herbicide. Voyez-vous un
mouvement des agriculteurs vers une acceptation de
ces changements progressifs comme manière de
développer le système de gestion intégrée des
mauvaises herbes ?
d’espèces résistantes et l’impossibilité d’utiliser des
Bruno CHAUVEL
herbicides ou des pesticides.
Je ne suis pas certain que le problème se trouve au
Je cultive actuellement, avec un agriculteur voisin, deux
niveau des exploitations. Selon moi, le problème naît au
champs de colza semé comme une plante sarclée. Nos
niveau coopératif parce qu’ils n’encouragent pas les
champs sont très propres et les agriculteurs voisins, qui
agriculteurs à créer un nouveau système de culture. Il
travaillent selon des méthodes conventionnelles, envient
leur est difficile d’accepter qu’un agriculteur puisse
nos parcelles, d’autant plus que nos coûts de
changer les dates.
désherbages, qui sont d’environ 10 euros l’hectare, sont
bien inférieurs aux leurs.
VII
VIII
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
DISCUSSION
Marc FELLOUS (CGB)
Les conférenciers que nous avons entendu, et
notamment ceux venant du Royaume-Uni et du Canada,
nous ont beaucoup appris. Il nous faut maintenant
intégrer tous ces nouveaux résultats scientifiques et
déterminer leur utilité en France.
Les résultats observés en Grande-Bretagne et au Canada
ne me paraissent pas concordants.
70,71
Il existe des différences entre votre expérience et
celle de Les Firbank. J’aimerais voir à quel niveau
nous pouvons analyser cette différence. Ceci pourrait
être bénéfique à notre proposition. Pouvons-nous
essayer de mettre le doigt sur le niveau auquel les
différences peuvent être expliquées ?
pages
Linda HALL (Université d’Alberta)
J’espère que j’ai été claire en expliquant que nous
voyons moins de mauvaises herbes quand nous
effectuons un meilleur contrôle des mauvaises herbes. Je
suis sûr que des différences similaires existent ailleurs,
hors de notre objectif, qui est la conservation d’une
agriculture intensive pour garantir la préservation de nos
zones non agricoles. Bien que nous soyons prêts à
maintenir une voie dans le paysage, nous ne sommes pas
prêts à nous éparpiller dans tout le paysage.
Effectivement, de grandes différences existent entre nos
systèmes écologiques et culturels.
Les FIRBANK (CEH)
Je suis d’accord avec Linda. L’un des autres problèmes
concerne le fait que notre expérience n’étudie que la
première année avec ces nouveaux herbicides. Dans les
années à venir, nous prévoyons que l’ensemble des
mauvaises herbes y répondent, avec certaines espèces
augmentant en abondance. A cet égard, les données de
Linda représentent un système plus mature que celles
présentées dans nos expériences.
Marc FELLOUS
Le temps est donc la solution ?
Les FIRBANK
La solution dépend du problème. Nous étudions les taux
d’augmentation des espèces de mauvaises herbes pour
définir quelles espèces augmenteront avec le temps.
Linda HALL
Nous avons utilisé un colza tolérant à un herbicide
pendant sept ans sur une grande partie de notre paysage.
L’an dernier, avec mon collègue Gordon Thomas, j’ai
étudié les données pour trouver des modifications de nos
populations de mauvaises herbes. Bien que nous soyons
convaincus qu’elles se produiront, ces modifications
prendront du temps.
Marc FELLOUS
Pensez-vous que vous trouverez une réponse dans vos
études de suivi ?
Geoff SQUIRE (SCRI)
Je pense que nous pourrons établir si le stock semencier
a décliné ou non pendant l’année au cours de laquelle les
OGM ont été cultivés. Les mesures sur l’année 1 et
l’année 2 devraient fournir ces informations. Au-delà de
ça, c’est difficile à prédire. Cependant, en regardant
d’autres périodes antérieures de changement, telles que
l’introduction de l’ensemencement d’automne au
Royaume-Uni, qui a presque éliminé l’orge de printemps,
nous avons enregistré des déclins sensibles de la flore de
mauvaises herbes. Que ce soit positif ou négatif dépend
de l'ensemble de l'écosystème. Actuellement, nous ne
sommes pas certains que la flore des mauvaises herbes
ait des effets bénéfiques sur la résilience du système. Les
effets de ces mauvaises herbes pourraient être plus
fondamentaux qu'un simple impact sur les populations
d'oiseaux.
Selon moi, ces questions importantes nécessiteraient
plus de trois années des Farm Scale Trials. Tout ce que
nous pouvons dire, c'est que, pendant une année au
cours de laquelle des OGM sont cultivés, un effet se
produit. Si la même gestion était établie sur des années,
l'effet continuerait à moins que des changements de
résistance ne se produisent ou que la flore de mauvaises
herbes ne change.
Discussion
Le passé a démontré qu'un déclin continuera à se
produire et érodera peu à peu la flore. Nous prévoyons
donc des effets à long terme avec des conséquences sur
le réseau trophique. A moins que des changements ayant
un effet égal à l'introduction du colza oléagineux GM ne
se produisent, l'habitat ne pourrait pas être garanti.
Linda HALL
Je pense que le sujet traité est la définition de l'ampleur
des changements par rapport aux autres pratiques
possibles. Avec notre réduction du labour, nous avons
assisté à une augmentation de la biodiversité et nos
plantes naturelles sont plus présentes aujourd'hui dans
les bordures de nos champs. L'ampleur de ces
changements nous permettra de prendre des décisions
selon le type de communautés de mauvaises herbes que
nous aimerions voir. Voulons-nous de nombreuses
mauvaises herbes, une communauté de mauvaises
herbes diversifiée ou les deux ? Selon moi, nous essayons
d'intégrer de multiples valeurs sur une seule terre et ces
valeurs sont souvent contradictoires.
Céline DEVAUX
Concernant les problèmes européens, je pense que nous
pouvons apprendre beaucoup de l'expérience canadienne
en matière de contamination par les OGM.
Linda HALL
Selon que les producteurs de graines fassent ou non
attention, le travail de Hugh démontre que nous avons
enregistré des niveaux de contamination entre zéro et un
niveau élevé. Dans certains cas, le producteur de graines
était plus responsable de la contamination que les
agriculteurs. En réaction, nous avons mis en place des
tests rigoureux sur les graines certifiées. Même si nous
ne pouvons pas atteindre le niveau zéro, nous pouvons
atteindre de faibles nombres et fournir les informations
au cultivateur. S'il ne souhaite pas acheter les graines, il
doit avoir le choix.
Anne-Marie CHEVRE (INRA)
Pouvez-vous donner votre définition des niveaux
faibles et élevés ? Quel est le niveau fixe que vous
souhaitez ?
Linda HALL
Autant que je sache, 0,3 % était le plus haut pourcentage
de contamination de nos graines, ce qui, selon moi, est
acceptable. A l'évidence, quelque chose ne va pas dans le
système et nous devons trouver de quoi il s'agit. Le
système de graines est crucial, particulièrement si une
ségrégation est prévue. Bien sûr, nous avons commis des
erreurs et nous en avons tiré des enseignements.
VIII
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
DISCUSSION
Daniel EVAIN (FNAB)
Mon commentaire porte sur le non-labour qui, selon
vous, augmente la matière organique. Cela est vrai dans
l’horizon superficiel, mais nous ignorons les effets
éventuels sur l’ensemble du profil. De petits labours,
pratiqués en agriculture durable ou biologique,
contribuent à l’amélioration de la matière organique
dans l’horizon.
Deux images – l’une présentée par Linda Hall et
montrant un tracteur comportant un chisel mesurant 12
à 15 mètres de large, l’autre présentée par Nathalie
Colbach montrant un petit tracteur tirant une charrue à
deux socs – ont souligné l’existence de deux agricultures
totalement différentes. Face aux grosses exploitations de
400 à 500 hectares existant au Canada, nous avons en
Europe des exploitations de 100 à 120 hectares.
A la FNAB, nous sommes très attaché à ce modèle
agricole européen.
72,73
pages
L’aspect économique doit être pris en compte. En effet,
les OGM peuvent permettre des gains de productivité
mais entraîner des pertes humaines et culturelles sur le
terrain en raison de la diminution de l’agriculture et de
l’évolution du paysage.
Marc FELLOUS
Ceci est un autre débat. Nous voulons nous limiter aux
impacts environnementaux.
Yvette DATTEE (CGB)
De nombreux facteurs – la distance parcourue par le
pollen, le rôle des insectes, la dynamique des
populations spontanées - susceptibles de causer des
contaminations de cultures ont été évoqués. Lorsque
nous devrons rendre un avis, nous devrons réfléchir à
l’importance relative de ces différents facteurs sur le
plan quantitatif. Or cela n’a jamais été évoqué.
Nous devrons nous interroger sur les impacts de ces
différents facteurs.
Antoine MESSEAN (CGB)
L’importance sélective des facteurs était l’enjeu de la
présentation de Nathalie Colbach. Son exposé a montré
comment, à travers l’intégration dans les modèles, des
analyses de sensibilité pouvaient être réalisées de
manière à identifier les facteurs les plus importants par
rapport à un objectif de coexistence et aux impacts
environnementaux. Nous pouvons ainsi hiérarchiser les
différents facteurs de variabilité.
Dans le contexte de la modélisation, nous avons traité le
problème du flux de pollen sur de longues distances.
Dans l'approche de modélisation d'Etienne Klein et
Nathalie Colbach, un modèle non mécaniste est utilisé.
De même, nous avons vu le rôle crucial joué par les
insectes dans la dispersion du pollen.
En termes de recommandations sur la gestion que
nous devons faire, croyez-vous qu'il soit important de
prendre en compte les rôles respectifs du vent et des
insectes ou les modèles existants sont-ils suffisants ?
Geoff SQUIRE
C'est une question difficile car les modèles tendent à être
validés par rapport à des données qui combinent les
deux. Nous pensons que les différents éléments de la
modélisation devront être introduits pour permettre de
prédire des scénarios, en prenant en compte le vent et
les insectes. De plus, vous devriez prendre en compte les
facteurs qui modifient l'activité des insectes, tels que la
météorologie. Il est particulièrement important
d'incorporer les caractéristiques du paysage qui
déterminent le nombre d'insectes et les distances qu'ils
parcourent. Les principaux vecteurs dans notre situation
sont les abeilles et les bourdons, qui se trouvent dans
des habitats assez différents. Les abeilles tendent à être
très centralisées, allant aux champs régulièrement, alors
que les bourdons tendent à être plus largement répartis
et à se déplacer moins souvent. D'une certaine manière,
nous devons incorporer ceci dans notre modélisation,
particulièrement lorsque nous essayons de prédire les
effets de l'augmentation de la zone occupée par les
cultures d'OGM.
Au Royaume-Uni, la zone maximale étudiée est de 10 %
d'OGM sur une région de 20 km2. Néanmoins, si des
OGM sont introduits dans une région et que les
cultivateurs les adoptent, ils occuperont plus de 10 %.
Dans ces circonstances, les caractéristiques du paysage
et l'activité des insectes peuvent augmenter la
pollinisation au-delà des valeurs actuelles. Ainsi, j'espère
que nous pourrons prendre cela en compte et travailler
avec les modélisateurs à cette fin.
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
Jacqueline PIERRE (INRA)
Jacqueline PIERRE
Je partage votre avis en ce qui concerne la complexité de
ces questions qui font intervenir les conditions
climatiques, l’activité des abeilles et les émissions de
pollen. Cela dépend des espèces d’insectes concernées.
Les bourdons et les abeilles ont ainsi des exigences
climatiques très différentes. Or la population d’insectes a
une influence sur la contamination.
L’importance de la taille de la source a été évoquée de
manière récurrente ce matin. En effet, plus la source est
importante, plus elle est attractive pour les abeilles, plus
la contamination à l’intérieur de la colonie sera
importante. Vous avez donc partiellement raison.
Une approche globale ne me choque pas dans la mesure
où notre objectif n’est pas de mettre en avant un facteur
particulier mais d’étudier un phénomène dans son
ensemble. Etudier la part de responsabilité de chaque
insecte ne nous permettra pas de trouver des solutions.
Je voudrais compléter ce que j’ai dit ce matin. On m’a
demandé si une solution consistait à rendre les champs
de colza moins attractifs et j’ai répondu de manière
affirmative. Nous devons toutefois nous re-situer dans un
paysage global. Nous devons rendre le colza moins
attractif à condition que des plantes demeurent dans le
paysage. Le colza est en effet une ressource pour l’abeille
et si elle vient à manquer, les abeilles essaieront de
polliniser le type de colza qu’elles auront à leur
disposition.
Anne-Marie CHEVRE
Les apiculteurs vont protester.
Etienne KLEIN (INA-PG)
Je voudrais répondre à la question relative à l’intégration
des mécanismes dans les modèles.
Il est difficile de prédire ce qui peut se passer dans un
paysage comportant de nombreuses sources de pollen. Je
pense que les sources de pollen sont les plantes - qui
peuvent être regroupées en champs - et que les quantités
de pollen décroissent en fonction de la distance autour de
ces sources, d’où l’intérêt de modéliser la fonction de
dispersion. Cette fonction représente la moyenne et
fonctionne dans de nombreux cas.
Jacqueline Pierre a dit que les insectes contribuent en
grande partie à la dispersion du pollen et se chargent de
pollen en revenant à la ruche. Si ces résultats sont vrais,
nous pouvons nous demander si les ruches ne sont pas
de plus importantes sources de pollen que les plantes.
Dans ce cas, les positions des ruches dans le paysage
structureront la dispersion du pollen.
Henri DARMENCY (INRA)
A travers les discussions et les exposés qui ont été
présentés, il me semble que la dispersion relative est
admise si une innovation est introduite. Il s’agit là d’une
innovation variétale – plantes résistantes à un herbicide
et plantes génétiquement modifiées. Nous devons savoir
sur quelle perturbation nous nous situerons.
Des travaux en Allemagne montrent clairement que les
différents types de cultures entraînent des variations très
fortes et que la comparaison d’un maïs Round-up à un
maïs conventionnel n’est pas pertinente. C’est un
ensemble de pratiques culturales qui entraîne des
perturbations. L’enjeu est de connaître les perturbations
relatives en cas d’introduction de plantes transgéniques.
Un système de culture existe. C’est ainsi que, au Canada,
la préservation des milieux naturels est le critère
primordial. Tant que les perturbations restent dans le
milieu cultivé, elles ne sont pas considérées comme des
éléments entraînant des perturbations.
Les perturbations sont cependant une combinaison de
paramètres. Or personne n’a encore abordé la question
de l’interaction de ces paramètres. Les phénomènes sont
observés indépendamment.
Une intervenante
Linda Hall a insisté sur la différence existant entre les
paysages canadien et européen. En Europe, les parcs
naturels sont ainsi totalement intégrés dans le paysage.
On parle donc d’agro-éco-système. Les études visant à
évaluer l’impact sur l’environnement des techniques
agricoles ne se pose pas de manière identique au Canada
et en Europe. En effet, l’agro-éco-système européen est
totalement imbriqué et les espaces naturels - et les
interactions entre espaces naturels et champs cultivés ou
bords de route - sont beaucoup plus importantes. Nous
pouvons donc penser que l’impact des innovations, et
notamment des OGM, pourrait avoir des conséquences
importantes en raison des interconnexions plus
prégnantes de nos agro-éco-systèmes.
VIII
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
DISCUSSION
Antoine MESSEAN
semble a priori très faible. Peut-on parler d’impact
écologique direct ?
Ces dernières années, le croisement interspécifique a
été l'une des grandes préoccupations de notre
Anne-Marie CHEVRE
comité. Ce matin, j'ai eu l'impression qu'il n'y avait
Pas avant 12 ou 20 ans.
pas d'impact écologique direct majeur en dehors de
la question de la pression de sélection. Il n'y a pas de
Antoine MESSEAN
grosse différence entre les hybrides produits par des
Le problème est donc lié à la détection.
graines de colza GM et les hybrides produits à partir
de graines de colza conventionnel.
Anne-Marie CHEVRE
Pouvez-vous commenter ce point ?
Je ne vois pas comment l'on pourrait détecter ces plantes
Deuxièmement, nous devons éviter l'apparition de
au milieu de plusieurs millions de plantes.
tels événements, même s'ils sont peu probables.
74,75
pages
Suf firait-il de contrôler l'apparition de ces
Linda HALL
événements ou avons-nous besoin de mesures de
L'on pourrait les trouver comme l'on trouve de
gestion spécifiques ?
nombreuses autres mauvaises herbes résistantes à un
Si tel est le cas, quel genre de mesure de gestion
herbicide, lorsqu'un agriculteur nous montre une
recommanderiez-vous ?
mauvaise herbe survivante. Sinon, autant chercher une
aiguille dans une botte de foin.
Anne-Marie CHEVRE
L'événement est très rare et ce flux peut prendre 10 ou
Anne-Marie CHEVRE
12 ans. Je suis d'accord sur le fait que la pression de
Quand on observe une tolérance de ravenelle à un
sélection représentera l'un des impacts les plus
herbicide, il est déjà trop tard. La question est :
importants et je suis certaine que le flux de gènes ne se
comment empêcher ces événements ?
produira pas avec le colza oléagineux original.
Cependant, je n'ai pas dit qu'il ne se produirait pas dans
Linda HALL
la ravenelle. Je ne sais pas comment le contrôle peut être
Avez-vous mis en place un système pour la libération non
mis en place. A Rennes et à Dijon, nous avons mené des
intentionnelle d'un transgène ? Quel est votre système
expériences dans des parcelles d'un hectare.
réglementaire ? Au Canada, nous disposons d'un système
A Rennes, nous avons ensemencé 1,5 hectare de
pour cela et nous entendons l'utiliser pour limiter
ravenelle et nous avons trouvé un hybride. Je ne sais
d'éventuels hybrides. Comme cela se produira, nous
donc pas comment l'on pourrait contrôler ces
avons un plan de réaction visant à ré-isoler la plante.
événements au niveau du paysage. Ma seule suggestion
serait plutôt liée à la recherche de l'emplacement où sont
Antoine MESSEAN
utilisés des marqueurs de colza oléagineux spécifiques
Pourquoi pensez-vous qu'il est trop tard lorsqu'un
bien répartis dans le génome du colza oléagineux pour
agriculteur détecte de la ravenelle tolérante ?
voir si ces événements se sont déjà produits dans la
population naturelle. Cependant, ce ne serait pas un
Anne-Marie CHEVRE
contrôle.
Si on le détecte rapidement, on peut détruire la plante.
Selon l'expérience australienne, lorsqu'on ne peut pas
Antoine MESSEAN
Si nous avons une seule plante sur des millions, cela
gérer l'expansion d'une résistance, cela devient difficile.
IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT DES CULTURES DE COLZA GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉ TOLÉRANT À UN HERBICIDE
Antoine MESSEAN
Cela dépend de la puissance du système de surveillance.
Anne-Marie CHEVRE
Je pense que les agriculteurs sont les mieux placés pour
surveiller ces plantes.
Linda HALL
Nous avons un laboratoire pour compléter le contrôle. En
plus du contrôle de routine, il recueille également les
plantes trouvées par l'agriculteur.
VIII
IX
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
DISCUSSION
1ère partie
76,77
pages
En commençant par la dispersion du pollen
à longue distance, on ne doit pas oublier
que le flux de gènes est toujours important à
un kilomètre de la source, même s'il est
toujours bien inférieur à 1 %.
En fait, nous avons vu que le nombre de
plantes spontanées correspond assez bien
au nombre de graines perdues pendant la
récolte et qu'elles sont plus petites et moins
fécondes.
Cela dépend particulièrement de la
fréquence de la stérilité mâle, ce qui
représente un résultat classique.
Enfin, les graines peuvent rester dans le sol
jusqu'à 10 ans, ce qui est assez long.
Lorsque le pollen se déplace loin, il n'y a
pas de risque zéro. Comme l'a expliqué
Etienne KLEIN, des méthodes existent pour
distinguer la forme de la courbe de
dispersion.
De plus, nous avons appris que les insectes
étaient également responsables de la
pollinisation à longue distance.
Dans la biologie de métapopulation, lorsque
on observe l'avenir des graines de colza, on
doit prendre en compte quatre types de
population : les champs cultivés, les plantes
volontaires, les populations férales et les
terres de réserve.
Concernant la population férale, nous avons
vu qu'elle peut durer longtemps et qu'elle
n'est pas forcément liée au fait que le
champ soit cultivé l'année précédente.
Enfin, concernant la limitation du flux de
gènes, les variétés les moins attractives
peuvent permettre de réduire la pollinisation
à longue distance, selon l'objectif de
l'agriculture.
Une étude théorique étudiant la probabilité
d'extinction a révélé que le traitement à
l'herbicide représentait un facteur plus
important dans l'extinction.
Si le colza oléagineux représente une source
clé, les variétés moins attractives peuvent ne
pas être utiles.
Pendant la discussion, un intervenant a
indiqué qu'il fallait trois ans pour atteindre
2 % d'impuretés dans les variétés à 0 0 .
Pendant la seconde partie, concernant la
dynamique des plantes férales, le message à
retenir était que la biologie de population
des plantes spontanées dans le champ est
bien connue.
Ailleurs, j'ai entendu qu'il était difficile de
descendre sous les 2 %, ce qui serait un
débat intéressant.
Discussion
Enfin, il est apparu que la population férale
était plus nombreuse en France qu'en
Ecosse.
On a suggéré que la raison pouvait en être
que les acteurs contrôlant le traitement à
l'herbicide étaient plus n o m b r e u x .
En variante, le niveau élevé de
communautés perturbées en France peut
favoriser la sélection de plantes
spontanées.
En conclusion, Jane LECOMTE a posé la
question pertinente du type de
communautés de mauvaises herbes que
nous voulons.
Au Danemark, en raison de l'agriculture
organique, nous avons entendu que les
niveaux d'hybrides é t a i e n t a s s e z
élevés.
Enfin, Anne-Marie CHEVRE a décrit ses
expériences avec les parentes sauvages,
qui ont permis de découvrir une
hybridation peu fréquente avec des
conséquences à long terme.
En raison des problèmes urgents liés aux
espèces envahissantes, elle a recommandé
la création d'organismes de contrôle.
La présentation finale a décrit les hybrides
interspécifiques selon des données venant
de plusieurs pays.
IX
IX
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
DISCUSSION
2ème partie
La modélisation permet d’intégrer le flux
par le pollen et les repousses. Nathalie
COLBACH a insisté sur le fait qu’il ne
s’agissait que d’un modèle, qui a été
confronté à la réalité d e s d i f f é r e n t s
terrains d’expérimentation.
Elle a précisé que ce modèle sous-estimait
les confrontations sur le terrain.
78,79
pages
De plus, ces modèles ne prennent pas en
compte des surfaces importantes.
L’absence d’expérimentations sur de
grandes surfaces en France complique la
consolidation des modèles.
Ce qui est nouveau dans le paysage est le
seuil de 0,9 % apparu au début 2003.
Dans les conditions actuelles, le modèle
présenté par Nathalie COLBACH de
l’utilisation de colza transgénique résistant
aux herbicides est difficile.
Des interrogations demeurent quant à
l’utilisation de ces techniques permettant de
faciliter la coexistence.
Pour conclure, nous nous situons à la limite,
dans les conditions d’utilisation françaises,
et compte tenu des indications de ce modèle.
Au niveau de la biodiversité, les
présentations anglaise et canadienne, très
complètes, nous ont apporté des éléments
intéressants.
L’apparition du colza transgénique fait
apparaître d’anciennes préoccupations qui
n’avaient pas été traitées.
Les résistances aux herbicides constituent
des agitateurs intellectuels et des outils
très intéressants.
Aucun autre transgène non sélectionnable et
non utilisable de la même manière n’aurait
permis un tel travail.
Le type d’herbicide utilisé dans la pratique
agricole de l’exploitation est l’élément
déterminant les évolutions de flore et de
faune, en particulier dans l ’ é t u d e
anglaise.
La différence avec les données canadiennes
a déjà été évoquée.
Les préoccupations sont très différentes.
La présentation relative à l’utilisation des
herbicides a su agréablement compléter les
précédentes.
Présentée avant les autres, elle aurait même
permis d’ouvrir la réflexion.
Cette présentation a donc été très
complémentaire des études anglaises qui
insistent sur le type d’herbicide utilisé et sur
les pratiques culturales.
Discussion
Or l’utilisation de pratiques spécifiques pour
résoudre des problèmes de désherbage
a été parfaitement démontrée par l’équipe
de Dijon.
Des conditions de production agricole plus
durables devront être trouvées.
Cela dépasse le cadre du colza tolérant à un
herbicide.
Les effets directs sur l’environnement d’un
colza résistant à un herbicide sont
invisibles. Seuls les effets indirects, dus à
l’utilisation de l’herbicide, apparaissent.
Il s’agit d’une réflexion sur le type
d’agriculture que nous voulons mettre en
place et développer.
Hormis la question centrale du seuil, cette
réflexion débouche sur des aspects
beaucoup plus généraux qui aboutissent à
cette question : “Quelle flore voulons-nous
dans les parcelles cultivées ?”.
L’avis établi à l’issue du séminaire du 28
novembre 2003, est disponible sur le site
www.ogm.gouv.fr/mise_marche/avis_
scientifiques/avis_scientifique_2004.htm
Compte tenu des nouvelles connaissances
de l’agronomie classique, comment allonsnous gérer l’évolution des pratiques
agricoles dans l’optique d’une production
durable ?
IX
COMMISSION DU
Génie BIOMOLÉCULAIRE
80
pages
C R É D I T P H OTO
Ministère de l’agriculture, de l’alimentation,
de la pêche et des affaires rurales
(Photographes : P.XICLUNA,R.SAUVAIRE,D.LESCOUR...)