Les origines du coton moderne retracées dans la péninsule du Yucatán

Le coton est si omniprésent que l’on s’interroge rarement sur ses origines. On le retrouve dans les garde-robes, les maisons, les hôpitaux et les usines, sur toute la planète.

Pourtant, les fibres blanches et douces des textiles actuels n’ont plus grand-chose à voir avec le coton à l’état sauvage. Les plants sauvages donnent des capsules bien plus petites et des fibres plus courtes, plus foncées.

Au fil de plusieurs millénaires, les sociétés humaines ont remodelé ces plantes jusqu’à en faire l’une des cultures les plus cruciales au monde. Depuis longtemps, les scientifiques cherchent à déterminer avec précision où cette domestication a commencé.

Une nouvelle étude apporte désormais l’éclairage le plus net à ce jour.

En associant des échantillons fraîchement prélevés de coton sauvage à des analyses génétiques de pointe, l’équipe de recherche a relié l’origine du coton moderne à une population sauvage très diversifiée située dans la péninsule du Yucatán, au Mexique.

Un mystère construit sur des décennies

Pour résoudre cette énigme, il a fallu bien plus de temps que la réalisation de l’étude elle-même.

Jonathan Wendel, professeur éminent d’écologie, d’évolution et de biologie des organismes à l’Université d’État de l’Iowa, consacre une grande partie de sa carrière à la génétique du coton.

« C’est ma 40e année au sein du corps professoral, et je suis arrivé ici avec ce projet en tête. Et il a fallu 40 ans pour développer les ressources, les outils et les technologies nécessaires pour résoudre le problème », a-t-il expliqué.

Depuis des années, de nombreux spécialistes soupçonnaient que la péninsule du Yucatán constituait le berceau du coton domestiqué.

Des travaux antérieurs allaient déjà dans ce sens, mais les indices restaient trop imprécis pour trancher définitivement.

Lire l’histoire familiale du coton

La généralisation du séquençage moderne des génomes a tout changé.

À mesure que ces méthodes sont devenues plus rapides et moins coûteuses, il est devenu possible de confronter des centaines de génomes de coton avec un niveau de détail remarquable.

Restait un obstacle majeur : disposer d’un nombre suffisant de plants sauvages à analyser. Pendant des décennies, Wendel a rassemblé des spécimens, à la fois dans les collections d’herbiers et dans des milieux naturels du bassin caribéen et d’autres régions.

« Si tout ce que vous observez présente une variation complètement nouvelle, c’est que vous n’avez manifestement pas atteint la saturation. Mais si les 10 échantillons suivants ressemblent au dernier que vous avez prélevé et que tout forme un joli petit groupe bien serré, à quoi bon continuer à faire des doublons ? », a déclaré Wendel.

Le projet s’est aussi appuyé sur d’importantes campagnes de terrain menées dans des populations de coton sauvage connues à travers le Yucatán.

Corrinne Grover, scientifique de recherche à l’Université d’État de l’Iowa et professeure adjointe associée, a dirigé une grande partie du séquençage ainsi que l’analyse des données.

« Nos collaborateurs ont fait un travail formidable en échantillonnant stratégiquement le Yucatán, et une fois ces données de séquençage en main, il était très clair que c’était de là que cela venait », a-t-elle indiqué.

Le berceau du coton moderne

Les chercheurs ont confronté les génomes de coton selon plusieurs approches. Ils ont quantifié les écarts génétiques entre individus et étudié quelles populations étaient les plus proches parentes.

Quelle que soit la méthode, les résultats convergent vers l’angle nord-ouest de la péninsule du Yucatán. La domestication du coton aurait démarré dans cette zone il y a environ 5 ans.

« En substance, nous construisons d’immenses généalogies de ces plantes, alimentées par les données, exactement comme on pourrait le faire pour des personnes », a expliqué Wendel.

Comment une espèce a conquis le monde

Une fois le coton diffusé hors de sa région d’origine, une espèce a fini par s’imposer.

L’espèce mexicaine, Gossypium hirsutum, connue sous le nom de coton des hautes terres, est progressivement devenue la forme dominante cultivée à l’échelle mondiale. Aujourd’hui, elle représente environ 90 % de l’ensemble des plants de coton.

D’autres types de coton ont été domestiqués indépendamment dans des régions comme l’Amérique du Sud, l’Afrique et l’Inde.

Malgré cela, le coton des hautes terres n’a cessé de gagner du terrain jusqu’à devenir la principale source mondiale de fibre textile naturelle.

Les analyses suggèrent que cette réussite ne s’explique pas par quelques mutations spectaculaires.

Elle semblerait plutôt provenir d’un long processus d’amélioration graduelle, génération après génération, lorsque des agriculteurs ont sélectionné et multiplié les plants présentant des caractéristiques recherchées.

Ce qui s’est perdu en chemin

La domestication s’accompagne souvent d’un goulot d’étranglement génétique. Les agriculteurs retiennent des plants aux propriétés utiles et les reproduisent de manière répétée.

Avec le temps, de nombreux autres caractères génétiques s’effacent de la population.

« Quand les humains domestiquent une plante, vous choisissez dans une grande population et tout le reste est laissé de côté. Faites cela pendant 100 générations, et vous obtenez une base génétique très étroite », a déclaré Wendel.

« Nous nous intéressons donc énormément à cette diversité génétique sauvage. Nous voulons savoir ce qu’il en reste encore. »

Selon l’étude, deux plants de coton sauvage choisis au hasard dans le nord-ouest du Yucatán présentent, en moyenne, deux fois plus de différences génétiques que deux variétés modernes de coton sélectionnées aléatoirement.

« Il s’avère que le coton cultivé est issu d’un goulot d’étranglement génétique très réduit », a déclaré Wendel.

Pourquoi le coton sauvage compte aujourd’hui

L’intérêt de ces résultats dépasse largement la résolution d’un mystère ancien.

Les populations végétales sauvages hébergent souvent des caractères qui les aident à endurer des conditions difficiles, à résister aux maladies, à tolérer des sols salés ou à faire face à des environnements changeants.

Or, une partie de ces atouts a pu disparaître au cours de milliers d’années de sélection.

Les chercheurs ont noté que si les plants domestiqués produisent des capsules plus grandes et plus duveteuses, les plants sauvages paraissent fréquemment en meilleure santé globale.

« Nous savons qu’il existe, dans les populations sauvages, des caractères génétiques qui pourraient être utiles si nous parvenons à identifier lesquels et à les introduire dans le coton domestiqué », a déclaré Grover.

« Maintenant, nous disposons de toutes ces données issues du Yucatán, et elles sont prêtes à être exploitées. »

À mesure que les contraintes climatiques s’intensifient et que les besoins agricoles augmentent, ces gènes oubliés pourraient devenir l’une des ressources les plus précieuses du coton.

Mieux comprendre l’origine du coton pourrait aider les scientifiques à mettre au point des cultures plus robustes et plus résistantes pour l’avenir.

L’étude complète a été publiée dans la revue Comptes rendus de l’Académie nationale des sciences.