Quand on parle des effets du changement climatique sur l’agriculture, on pense surtout à la sécheresse, aux vagues de chaleur et aux épisodes météorologiques extrêmes qui peuvent compromettre les récoltes. Mais il existe un autre aspect, moins visible, qui touche directement la qualité des aliments: l’augmentation de la concentration de dioxyde de carbone dans l’atmosphère peut en effet modifier aussi les caractéristiques des cultures dont proviennent nos aliments.
Selon les données rapportées par les chercheurs du Leibniz Institute for Food Systems Biology de la Technical University of Munich, la concentration mondiale de CO₂ est passée d’environ 340 parties par million (ppm) en 1980 à environ 425 ppm en 2024. Si les émissions continueront à augmenter, elle pourrait atteindre près de 600 ppm d’ici 2050.
Et le blé, l’une des cultures alimentaires les plus importantes au monde, devra donc s’adapter à des conditions atmosphériques différentes de celles d’aujourd’hui. Mais que se passe-t-il pour ses caractéristiques lorsqu’il pousse dans un environnement avec plus de dioxyde de carbone ?
Pour approfondir la question, un groupe international de chercheurs a analysé dix variétés de blé tendre d’hiver, cultivées en plein champ. Une partie des plantes a été exposée à une concentration de CO₂ de 546 ppm, tandis que les autres ont poussé sous une concentration d’environ 450 ppm, correspondant aux conditions environnementales de référence utilisées dans l’expérience.
Après la récolte, les scientifiques ont examiné la composition protéique des grains à l’aide de techniques d’analyse en laboratoire de haute précision, en se concentrant notamment sur les protéines du gluten, sur les puroindolines et sur les inhibiteurs de l’amylase/tripsine, ainsi que sur certains peptides impliqués dans la réponse immunitaire associée à la maladie cœliaque.
Moins de protéines de gluten et une qualité de panification inférieure
L’un des résultats les plus marquants porte justement sur le gluten, l’ensemble des protéines qui confèrent à la pâte son élasticité et sa structure, permettant au pain de se développer pendant la levée.
En présence d’une concentration plus élevée de CO₂, la quantité des 21 protéines du gluten analysées a diminué en moyenne de 18,7%. Le contenu protéique total des grains a également été plus faible, avec une réduction moyenne de 4,7%.
Ces changements ne se sont pas limités à la théorie. Les essais de panification ont montré une qualité inférieure des pâtes à pain: le volume du pain a diminué en moyenne de 4,1%, tandis que le volume de sédimentation, un paramètre utilisé pour évaluer la qualité technologique des protéines du blé, a chuté de 11,7%.
En d’autres termes, une concentration plus élevée de CO₂ pourrait rendre plus difficile l’obtention de farines conservant les mêmes caractéristiques de panification auxquelles nous sommes habitués. Cela ne signifie pas que tout le pain produit à l’avenir sera forcément de moindre qualité, mais que la composition du grain de départ pourrait changer, avec des répercussions sur ses propriétés technologiques.
Aumento di alcune proteine associate alla sensibilità al grano
La recherche a aussi identifié une autre variation qui mérite attention. À des niveaux plus élevés de dioxyde de carbone, les inhibiteurs d’amylase/tripsine, connus sous l’acronyme ATI, ont augmenté en moyenne de 5,7%.
Il s’agit de protéines que le blé produit naturellement comme mécanisme de défense contre les organismes qui se nourrissent de la plante. Elles font toutefois l’objet d’études pour leur éventuelle implication dans les allergies au blé et dans la sensibilité au blé non cœliaque, une condition dans laquelle certaines personnes signalent des troubles après avoir consommé des aliments à base de blé, sans diagnostic de la maladie cœliaque.
Les scientifiques ont observé également une diminution des puroindolines, des protéines qui contribuent à déterminer la dureté du grain et influencent les caractéristiques de transformation de la farine.
Le tableau est donc assez complexe: l’augmentation du CO₂ n’agit pas sur toutes les protéines dans la même direction, mais entraîne une composition du grain différente, avec des répercussions possibles tant sur les caractéristiques technologiques que sur celles liées à la tolérance du blé.
Que change-t-il pour les personnes souffrant de la maladie cœliaque ? Parmi les aspects les plus intéressants de l’étude figure aussi la diminution de certains peptides actifs dans la cœliaquie. Il s’agit de courts fragments protéiques qui peuvent se former lors de la digestion du gluten et qui, chez les personnes génétiquement prédisposées, peuvent activer la réponse immunitaire responsable de la maladie.
Leur concentration est apparue plus faible dans les échantillons cultivés avec davantage de CO₂. Cependant, il serait wrong d’interpréter ce fait comme une démonstration que le blé du futur serait plus adapté aux personnes atteintes de cœliaque ou pourrait être consommé sans risque par celles et ceux qui doivent éviter le gluten.
En effet, l’étude n’a analysé que certains de ces peptides et n’a pas mené de tests immunologiques ou d’essais sur des personnes. De plus, dans la même expérience, les inhibiteurs d’amylase/tripsine ont augmenté, potentiellement impliqués dans d’autres troubles liés à la consommation de blé.
Comme le souligne Katharina Scherf, responsable du groupe de recherche sur la chimie des biopolymères alimentaires du Leibniz Institute, les modifications observées pourraient avoir une pertinence pour les maladies associées à la consommation de blé, mais des recherches supplémentaires seront nécessaires pour comprendre leur signification biologique et immunologique réelle.
Toutes les variétés de blé ne réagissent pas de la même manière
Il existe un autre élément important émergé de l’expérience: la réponse à l’augmentation du CO₂ dépend fortement de la variété cultivée. Les dix variétés analysées n’ont pas toutes réagi de la même façon. Dans neuf d’elles, la teneur protéique totale du grain a diminué, avec des variations comprises entre 1,9% et 10,3%. Une variété, Hyvega, a au contraire montré une augmentation de 2,7%.
Même en tenant compte des autres caractéristiques protéiques, certaines variétés se sont montrées plus sensibles aux nouvelles conditions que d’autres. Apostel et KWS Emerick, par exemple, ont montré une réponse relativement plus stable, tandis que Asory, Campesino, LG Initial et Moschus ont mis en évidence des changements plus marqués.
Ces différences pourraient devenir essentielles pour l’avenir de l’agriculture. Selon les chercheurs, la sélection des variétés à cultiver ne devrait pas viser uniquement des rendements élevés, mais aussi la préservation de caractéristiques qualitatives importantes, telles qu’une bonne composition protéique et une haute qualité de panification.
Le blé du futur
La recherche apporte une pièce au puzzle de la compréhension des effets du changement climatique sur notre alimentation. Il ne s’agit pas seulement de se demander combien de blé nous pourrons produire dans une atmosphère de plus en plus riche en CO₂, mais aussi de comprendre quelle sera la qualité de celui que nous portons à table.
Évidemment, les résultats doivent être interprétés avec prudence. L’expérimentation a été menée sur un seul site et au cours d’une seule saison de croissance: il faudra donc d’autres essais, dans des lieux et dans des conditions climatiques différentes, pour vérifier si les mêmes variations se reproduiront à grande échelle.
Le message qui se dégage est néanmoins important: adapter l’agriculture à la crise climatique signifie aussi sélectionner des cultures capables de maintenir de bonnes caractéristiques nutritionnelles et technologiques dans les nouvelles conditions environnementales. Car l’avenir du blé ne se mesurera pas seulement en tonnes récoltées, mais aussi dans la qualité de la farine et du pain que nous réussirons à obtenir.
Sources: Leibniz Institute for Food Systems Biology / PubMed
