Correction FA12/TP12

La plante cultivée : un enjeu majeur

I- La domestication des plantes sauvages1- Des premières plantes sauvages, à l’origine des plantes cultivées.

Selon des recherches, la plus grande diversité des espèces végétales se concentrerait dans 12 grandesrégions du monde : douze "centres de diversité. Dans ces régions poussent encore les plantes sauvages àl'origine des principales espèces cultivées dans le monde. Elles présentent un intérêt important pourl'amélioration génétique des espèces et la création de nouvelles variétés. On peut y trouver des gènesperdus au fil de la domestication ou des échanges de plantes.

VariétéPopulation artificielle obtenue en vue de son usage en agriculture, reproductible, homogène et stable dans sescaractéristiques génétiques et distincte des autres variétés.DomesticationAdaptation des plantes aux besoins de l'homme, adaptation des plantes sauvages à la culture

Dans sa conquête de nouveaux territoires, l'homme, longtemps nomade, n'a cessé de disperser les espècesvégétales ou animales à partir de leurs lieux d'origine. Ainsi, au néolithique, des espèces domestiquéescomme l'orge, les lentilles, les pois ont été peu à peu diffusées du Proche-Orient vers l'Europe.

À Rome, des plantes utiles à l'alimentation étaient prélevées dans les pays vaincus, puis acclimatées. Ellesfiguraient parmi les prises de guerre, au même titre que d'autres trésors.Peu à peu, les espèces introduites dans de nouvelles régions ont créé à leur tour de la diversité génétique.

Au XVIe siècle, la découverte du Nouveau Monde a ouvert une autre grande période de diffusion. Savantset botanistes inventorièrent les espèces américaines (tomates, haricots, pommes de terre, maïs ...), lesclassèrent, les importèrent. Ils n'eurent de cesse de les faire pousser en Europe, dans un contexte général dedisettes.

a) Petite histoire de la carotte. (TP 12 )Inflorescence Fleur Diagramme floralLa plante

C’est la racine, gorgée de réserves qui est consommée aujourd’hui.

Epiderme

Ecorce

Racine secondaire

Cylindre central

La carotte horticole présente une coloration orangée et une racine plus épaisse. Il y a donc accumulation deréserves. Petite histoire de la carotte :

Ere Secondaire : L'ancêtre sauvage de la carotte provientcertainement de la région qui est aujourd’hui l'Afghanistan.Les colonies sauvages, à racine rouge ou pourpre, y abondentencore.À l'état sauvage, la plante a une racine mince et aigre. Ce n'estqu'en la cultivant dans un climat modéré et dans une terre fertileque la racine grossit et s'adoucit pour donner une denréecomestible.

Au mésolithique : Il y a 9 à 10 000 ans, la carotte et le panais nesont pas différenciés. Commence alors un long périple à travers lessiècles qui amènera la carotte, au gré des explorations humaines, auMoyen-Orient, en Asie, en Afrique, ainsi qu’en Europe. Des traces de graines de carottes découvertes sur des sitespréhistoriques suisses laissent supposer que la carotte est connuede l'homme depuis des millénaires. Elle était probablement cultivéeplus pour ses feuilles, qui dégageaient un arôme agréable.

NB, la famille de la carotte : les apiacés sont connus plutôt utilisés comme plantes aromatiques : coriandre, persil,cumin, aneth.

FeuilleTige

Racineprincipale Racines

secondaires

Anthère

Filet

Pétale

Sépale

StigmateStyle

Ovaire

Ovule

Rapidement, deux variétés de carottes se distinguent doucement : celle de l'Est et l’autre de l'Ouest.A l’Antiquité : Les grecs et les romains reconnaissaient à la carotte une valeur thérapeutique (notammentpour l'acuité visuelle), mais ne l'appréciaient guère comme légume. C’est qu’à cette époque, leurs carottesdevaient avoir une couleur blanchâtre, une peau assez coriace, et un cœur fort fibreux. Le naturalisteromain Pline l’ancien, dans son encyclopédie « l’Histoire naturelle » mentionne la carotte sous le nom dePastinaca Galtica, appellation que l’on retrouve aujourd’hui encore dans certaines régions de France, ou la «pastenade » n’est autre que la carotte.Xe siècle : La carotte est domestiquée à l'Est. Encore présente aujourd'hui en Asie, elle est souvent violette(due à la présence d'anthocyanes) ou jaune et a parfois une racine branchée.Moyen Age : la carotte sauvage a une couleur blanchâtre, une peau assez coriace et un coeur fibreux. Ellen'apparaît jamais, comme toutes les « raves » (plantes cultivées pour leurs racines charnues comestibles),parmi les aliments nobles. Cependant c'est un légume très consommé, comme le panais, car peu coûteux.XIIIe siècle : À l’ouest, la carotte se retrouve au XIIIe siècle dans un recueil culinaire, non pas en tant quelégume mais comme plante aromatique. La carotte était une épice avant d'être un légume.1393 : L’auteur du « Mesnagier de Paris », rédigé en 1393, décrit les carottes comme « des racines rouges quel’on vend aux halles par poignées ».XVe siècle : Les français, les allemands et les hollandais commencent à cultiver les carottes. Ils délaissentpeu à peu la variété mauve car elle perd de sa saveur dans les terres au climat tempéré d'Europeoccidentale. En même temps, la variété jaune connaît la faveur populaire grâce à la facilité avec laquelle onla fait croître. Son goût devient de plus en plus prononcé.XVIe siècle : En Europe, on connaît des variétés à chair ou à peau blanche, jaune, rouge, verte, pourpre etnoire, mais pas de carottes oranges. La carotte orange est le produit d'une intervention humaine. Deshollandais désireux de montrer leur fidélité à la Maison d'Orange, une principauté protestante de France,croisent au XVIe siècle des variétés à chair rouge et à chair blanche et finissent par obtenir une racine d'unbel orange lumineux. C'est la première carotte charnue, dite la « Longue Orange ». Cette nouvelle venue netarde pas à supplanter toutes les autres et les sélectionneurs se concentrent exclusivement sur elle pourcréer les nombreuses variétés modernes, à racine ronde ou conique, et plus ou moins large et longue selonleur usage.1564 : Apparu dans la langue française en 1564, le terme « carotte » vient du latin carota qui fut emprunté augrec karôton.1565 : La carotte européenne a été importée en Amérique et en 1565, on sait qu'elle était cultivée auVenezuela. Les amérindiens adoptent ce curieux légume-racine. Ainsi, lors de la construction du chemin defer américain, des ouvriers se plaignaient que les amérindiens Flathead de l'Orégon les attaquaient pourleur voler leurs carottes, au goût irrésistible.1910 : La découverte du carotène et de ses bienfaits, par les chercheurs contribue à populariser la carotteaux Etats Unis. Avant cela, elle servait surtout de nourriture pour le bétail et de friandise pour les chevaux.

NB : Encore un étonnant exemple de coévolution !

Les apiacées ont pour caractéristique remarquable de posséder des canaux sécréteurs. Ce sont de longs tubes bordés decellules sécrétrices d’essences, en particulier, les « oléorésines ». Ces essences sont à l’origine du caractère aromatiquede la plupart des ombellifères. Les carottes font partie de cette vaste famille et leur odeur si typique nous est bienfamilière. Elle constitue l’attractif spécifique du papillon machaon pour le dépôt de ses œufs. Ces derniers sedéveloppent en chenilles vivement colorées à l’abri des prédateurs et des concurrents. Pourquoi ?Les chenilles concentrent dans leur corps une substance de défense spécifique de la carotte et d'autres ombellifères, àsavoir une molécule photosensibilisante : molécule dont l’action est déclenchée sous l’action des rayons solaires.Ainsi un oiseau qui mangerait la chenille s’exposerait à de dangereuses brûlures par le soleil. Les couleurs voyantes dela chenille font office de signal avertisseur de toxicité. La chenille du Machaon possède la faculté de neutraliser lamolécule de défense, afin de ne pas en être elle-même victime. Par contre, des chenilles d’espèces non spécialementadaptées seraient tuées par le soleil après avoir ingurgité des feuilles de carotte.

Chromatographie de la carotte cultivée et carotte sauvage :On constate la forte présence de pigments caroténoïdes(carotènes + xanthophylles) chez la carotte cultivée alorsque chez la carotte sauvage, dans un extrait trèsconcentré, on obtient quelques traces de xanthophylles.

La couleur orangée de la carotte est due à un pigmentd’une classe particulière très importante dans le règnevégétal. C’est d’ailleurs la carotte qui a donné son nom àcette catégorie de colorants d’origine végétale : lescaroténoïdes. Solubles dans les corps gras, ils sont parexemple extraits par l’huile à partir des carottes râpées :l’huile devient orangée. Les caroténoïdes colorent de plusnombre de fleurs et de fruits, dans une gamme allant dujaune à l’orangé foncé, jusqu'au rouge vif : cas deslycopènes des tomates, piments, poivrons. Ces couleursjouent un rôle d’attractifs vis à vis des pollinisateurs oudes frugivores qui servent à disperser les graines.

On les rencontre de même dans les algues, en particulier du plancton marin. A partir de là, ils s’accumulentdans la chaîne alimentaire.Les crustacés en particulier leur doivent leur couleur rose orangé qui apparaît à la cuisson : la cuisson les libèred’associations qui les masquaient, comme la chlorophylle les masquait dans les feuilles vertes. La belle couleur saumonde la chair des poissons du même nom révèle leur prédilection pour une nourriture de crustacés. N’oublions pas enfin que le carotène de la carotte et d’autres végétaux est le précurseur de la vitamine A,indispensable à l’homme, comme à la majorité du règne animal.En sélectionnant des carottes joliment colorées nos ancêtres se doutaient-ils de cet avantage diététique ?

Les différentes variétés, aujourd’hui cultivées ont été obtenues par hybridation classique. L'horticulteurprocède à des pollinisations croisées entre le pollen d'une carotte et l'ovule d'une autre présentant descaractéristiques intéressantes. C'est par croisements successifs (et tâtonnements !) qu'on arrive à la variétéque l'on cherche à obtenir.

b) Le blé. Page 262  Nous avons déjà traité l’histoire du blé dans le cours sur la diversification du vivant

c) Le maïs Pages 264/265 :

L'histoire du maïs est étroitement liée à celle de l'humanité. Grâce au travail de l'homme, cetteplante a évolué et son aire de culture s'est développée.

Le maïs résulterait de la domestication du téosinte par l'homme. Le téosinte, proche génétiquementdu maïs, est cependant différent sur le plan morphologique. Le téosinte est un arbuste ramifié qui présenteun épi de petite taille et une sensibilité à l'égrenage (chute spontanée des grains).

Les premiers maïs, datés de - 7 000 ans, ont été découverts au centre du Mexique. Les civilisationsindiennes ont effectué sa domestication. Un épi de maïs mesurait alors environ 2,5 cm et les rendementssupposés atteignaient 0,12 t/ha.

Les caravelles des conquistadors apportent le maïs dans le sud de l'Europe, où il se développe enpopulations adaptées à chaque terroir. Avec la redécouverte des lois de Mendel à la fin du 19e siècle et lamise en évidence du phénomène d'hybridation au début du 20e siècle, naît la sélection des plantes, telle quenous la connaissons aujourd'hui.

Lois de Mendel : premières modélisation mathématiques des lois de transmission des caractères héréditaires, établiespar un moine à la fin du 19ième siècle.Hybridation : fécondation croisée de l’ovule d’une plante avec le pollen d’une autre plante de la même espèce.