Le maïs, appelé par les Amérindiens « ma mère, ma vie », est devenu une pierre angulaire de l'alimentation humaine et animale. Qui aurait pu croire que ce géant moderne trouverait son ancêtre chez une graminée mexicaine appelée téosinte (Zea diploperennis ou Zea mays ssp. parviglumis) ? L'histoire de la téosinte et de sa domestication en maïs est une épopée fascinante de mutations génétiques, de sélection patiente et d'adaptation culturelle qui a façonné les civilisations et transformé les paysages agricoles du monde entier. La téosinte et le maïs qui en est issu, tous deux considérés comme sacrés sur le continent américain, sont très importants pour ce qu’ils sont, mais aussi pour ce qu’ils ne sont pas, à savoir le maïs OGM.
Aux Origines : La Téosinte, Ancêtre Sauvage du Maïs
Après de nombreuses hypothèses concernant le ou les ancêtres sauvages du maïs (Zea mays ssp. mays, Poaceae) tous présents au Mexique central, c’est la téosinte (Zea mays ssp. parviglumis) qui est aujourd’hui considérée comme la plante originelle. Cette graminée de haute taille, à tige ramifiée, porte de tout petits épis aux grains durs et triangulaires, alignés sur un seul axe. Il y a environ 9 000 ans, la téosinte poussait à l'état sauvage, sous la forme d'une plante ressemblant à une graminée, avec un grain dans une coquille dure qui n'était dispersé que lorsqu'il était mûr. Même si certaines sources mentionnent qu’on aurait mangé les épis verts comme légume, les grains de la plante sont si coriaces que même les oiseaux ne peuvent les digérer ; un ingénieux moyen de propagation. Toutefois, ses tiges riches en sucre, une fois fermentées, produisaient de l’alcool pour la confection de la « chicha », une boisson traditionnelle. Les téosintes annuelles sont des graminées endémiques du Mexique appartenant à la même espèce que le maïs cultivé (Zea mays ssp mays). Parmi elles, on distingue deux sous-espèces : la sous-espèce parviglumis, de basse altitude, à partir de laquelle le maïs a été domestiqué, et la sous-espèce mexicana, des hauts plateaux mexicains.
Le Syndrome de Domestication : Une Transformation Remarquable
Le syndrome de domestication, qui différencie une plante cultivée de son ancêtre sauvage, porte sur différents caractères morphologiques. Ces transformations incluent l'architecture de la tige (embranchement), la morphologie de l’épi, et les caractères des grains (taille, fixation sur l’épi, couleur, dormance, contenu en amidon et en protéines). Au moins deux gènes sont impliqués pour ces deux types de caractères (tige et grains).
Le processus de domestication du maïs est une histoire complexe qui a longtemps fait l'objet de débats au sein de la communauté scientifique. Une seule graine sur 4 millions présentait des caractéristiques différentes du plant-mère. Des expérimentations successives ont permis, 1 500 ans plus tard, de voir apparaître supposément le premier maïs. Les chasseurs cueilleurs ont commencé à la domestiquer il y a environ 9 000 ans. En quelques siècles, la téosinte (ancêtre sauvage) devenue maïs (espèce cultivée) gagne en taille d’épi, en nombre de grains et acquièrent une rafle. Le grain qui, à maturité, reste solidement attaché à l’épi par une rafle. Cette caractéristique, commune à toutes les espèces cultivées, est « contre-nature » car la plante ne peut plus se disséminer seule. La suppression de la coque dure qui protégeait la graine de téosinte fut une étape cruciale.
Une équipe d’une trentaine de généticiens, principalement chinois, a démontré que le moment clé a en fait eu lieu après, lors d’une hybridation subie par cette téosinte mutante, il y a 4 à 6 000 ans. Cette hybridation, un croisement avec une autre forme de téosinte adaptée aux altitudes et ayant gardé sa forme de buisson, a été magique. L'hybride qui en est né, a formé une plante en forme de tige, encore plus vigoureuse et nourricière, avec de plus gros épis, et un contenu nutritionnel enrichi. Mieux encore : cet hybride fleurit plus tôt, ce qui le rend adapté à des climats plus frais, et plus variés que les plaines du Mexique. C’est cette hybridation qui a permis au maïs de se disperser au-delà de l’Amérique centrale, pour envahir tout le continent du nord et du sud. Tous les plants de maïs cultivés aujourd’hui descendent de cet hybride originel.
La Diversification du Maïs : Une Palette de Variétés
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La diversification morphologique du maïs est importante. De nos jours, le Mexique compte plus de 1 200 variétés, réunies par les spécialistes en 60 « races » et 4 grands groupes de cultivars. Au fil des hybridations, artificielles cette fois, les agriculteurs et les semenciers n’ont cessé de faire apparaître de nouvelles variétés de maïs. N'est-ce pas merveilleux qu'à partir d'une seule plante à l'allure austère, puisse surgir une multitude de cultivars alimentaires aux caractéristiques si différentes !
Voici quelques-uns des types de maïs les plus connus et leurs utilisations :
- Maïs denté ("Dent Corn") : La majorité du maïs cultivé au Canada et aux États-Unis provient de ce type. C’est le fameux « blé d’inde à vache » qu’on voit un peu partout en monoculture dans les campagnes. Il s’égrène une fois parvenu à maturité. Il s’intègre principalement dans la production de nourriture pour le bétail et dans des produits tels l’éthanol et l’huile de cuisson.
- Maïs amylacé ("Soft Corn") : Ce type de maïs est composé principalement d’amidon doux et, une fois séché, il produit une farine fine et poudreuse.
- Maïs fulminant (Popcorn) : Utilisé pour le maïs soufflé, les grains se cuisent lorsqu’ils sont séchés totalement. Les semences peuvent se conserver plusieurs mois voire un an.
- Maïs sucré ("Sweet Corn") : Les variétés de ce type contiennent un haut taux de sucre. Originaire du Pérou, on le consomme bouilli, grillé et même nature dans les conserves.
- Maïs corné ("Flint Corn" ou "Northern Flint") : Ce type produit des grains cornés et luisants avec une écorce très dure.
- Maïs tuniqué ("Pod Corn") : Chaque grain est recouvert d’une enveloppe coriace.
- Maïs visqueux ("Waxy Corn") : On le voit aussi apparaître sous les termes « maïs cireux ».
La Nixtamalisation : Une Innovation Nutritionnelle Cruciale
Si le maïs a été consommé dès sa domestication, il n’était à cette période qu’un aliment parmi d’autres. Ce n’est que plusieurs millénaires plus tard qu’il s’impose comme plante de base, sur laquelle est fondé l’apport glucidique primordial du régime alimentaire. Cette place centrale s’est accompagnée de l’invention d’une préparation originale, la nixtamalisation, qui consiste à tremper et à cuire les grains de maïs dans une eau alcaline (chaux, cendre), qui les enrichit en calcium et libère la niacine, une partie cruciale de la vitamine B3. En Europe, aux XVIIIe et XIXe siècles, l’ignorance de cette pratique a causé de graves carences alimentaires, avec l’apparition de la pellagre et la mort de dizaines de milliers de paysans pauvres ne se nourrissant que de maïs sans autre complément alimentaire.
Diffusion Précolombienne en Amérique
À partir de son centre d’origine, les hautes terres du Mexique, l’expansion du maïs s’est accompagnée d’une spectaculaire adaptation à des conditions environnementales variées, notamment l’ajustement du cycle végétatif à la durée des saisons, à l’éclairement journalier, à la température. Le maïs suit les migrations des populations amérindiennes et descend de ses montagnes d’origine, d’abord vers les plateaux et plaines du Yucatan et les Caraïbes, puis vers les massifs voisins des Andes. Peu à peu, il gagne tout le continent américain. Au gré de ses voyages, la plante évolue et s’adapte. Elle perd notamment ses exigences vis-à-vis de la photopériode, ce qui lui permet de fleurir également dans les zones non tropicales.
De nombreuses découvertes archéologiques dans les Andes montrent une diffusion précolombienne assez précoce vers le sud. On trouve en effet des épis à des dates antérieures à −3 000 en Équateur et −2 000 au Pérou, mais les étapes intermédiaires manquent. Les données génétiques indiquent une expansion à partir du Mexique vers les basses terres du Guatemala et de Colombie, puis deux routes divergentes, l’une vers les régions andines, l’autre, au contraire, vers les îles Caraïbes et la côte est de l’Amérique du Sud (Guyanes, Brésil), et jusqu’au centre du continent au sud du massif amazonien.
Un peu plus tard, la culture du maïs va se répandre à partir du nord du Mexique vers le sud-ouest des États-Unis, où il est attesté environ 1 000 ans avant notre ère, puis vers le nord du continent, où on le trouve à partir de 500. En près de 2 000 ans, le maïs s’implante jusqu’aux marges de la forêt boréale, et il devient la plante majeure des régimes alimentaires. Lorsque les Européens abordent sur la côte est du continent au début du XVIe, les communautés cultivent largement le maïs, associé aux haricots et aux courges. Dans ces régions, le maïs semble s’être substitué au tournesol. L’horticulture et la consommation du maïs dans l’État de New York, par exemple, sont évidentes vers 700. En Amérique du Nord, des variétés différentes de celles du Mexique vont être développées, dont deux bien connues en Europe, Dent (maïs denté) et Flint (maïs corné), ainsi que des variétés sucrées et celles dont les grains éclatent, les popcorns. On distingue actuellement sept « clusters » génétiques, peu différenciés, selon les diverses aires géographiques du continent américain.
La Diffusion du Maïs vers l'Ancien Monde
L’analyse génétique des variétés actuelles permet de retrouver les traces de ces sept clusters et de reconstruire d’hypothétiques routes. Au départ, la diffusion du maïs en Europe, en Afrique et en Asie suit les routes maritimes des explorateurs et des commerçants, principalement portugais et espagnols. La simplicité avec laquelle des épis peuvent être cueillis, conservés puis semés facilite grandement leur transport, comme le fait que les navires en chargeaient pour nourrir leur équipage (ou les esclaves), mais les documents historiques n’en portent pas souvent la trace.
Une Arrivée Difficile en Europe
Dès le retour de son premier voyage, en 1493, Christophe Colomb rapporte des épis de maïs de Haïti, implantés dans le sud de l’Espagne et qui se diffusent rapidement sur le pourtour sud de la Méditerranée. Cependant, ces graines tropicales s’accommodent mal du climat méditerranéen et la fructification est maigre et irrégulière. Il faut attendre une vingtaine d’années avant que la plante soit productive grâce à d’autres introductions, probablement à partir du Mexique mais aussi de Colombie, les deux colonies espagnoles majeures. Le maïs est cultivé progressivement, dans le nord de l’Espagne à partir de 1510 environ, au Portugal (1513), en France (à Bayonne dès 1523). Parallèlement il est introduit en Italie (à Rome, des épis de maïs sont figurés sur plusieurs fresques de palais romains en 1517).
Toutefois, le fait que la culture du maïs soit largement attestée en Europe du Nord (Allemagne) au moins dès 1539, « à peu près dans tous les jardins », selon Leonhart Fuchs (1542), pose la question de la présence de variétés mieux adaptées au climat tempéré froid. L’introduction de variétés provenant d’Amérique du Nord fait maintenant consensus, renforcé par le fait qu’il y eut de nombreux voyages d’explorateurs et de pêcheurs dès avant 1 500 en provenance d’Angleterre, d’Espagne et de France. Quoi qu’il en soit, dans la région du nord de l’Espagne et du sud-ouest de la France, le maïs devient répandu et populaire au cours du XVIIe siècle. C’est une zone d’hybridation et de contact, où se mêlent les caractères génétiques des variétés espagnoles (d’origine caribéenne) et nord-européennes (d’origine nord-américaine). En Europe, le maïs devient généralement un complément alimentaire mais plus souvent il sera un aliment pour le bétail. Quelques régions l’adoptent comme aliment de base, avec des préparations spécifiques de la farine telles que les gaudes ou les milhas en France, la polenta en Italie ou la mamaliga en Roumanie.
La Diffusion en Afrique
La diffusion ancienne du maïs en Afrique semble suivre plusieurs routes. Dès les premières années du XVIe siècle, les navigateurs portugais rapportent des épis du Brésil vers la côte d’Afrique occidentale, dans le golfe du Bénin, qu’ils fréquentent régulièrement depuis les années 1470, et très vite dans leurs implantations dans les îles, Cap-Vert (installation à partir de 1462) et Sao Tomé (implantation à partir de 1490, maïs attesté en 1534). De ces îles, le maïs est transplanté sur les côtes. Il est cultivé dans la colonie portugaise d’Angola dès 1560. Les variétés caribéennes en Méditerranée se sont diffusées tout au long de l’Afrique du Nord, puis en Afrique de l’Est probablement par la vallée du Nil. Le maïs est présent en Éthiopie en 1623. Une voie par les Portugais, une autre par les Espagnols : en Afrique centrale les deux routes se rencontrent, où l’on trouve des variétés à grains tendres et d’autres à grains durs. Les colons européens introduisent la culture du maïs au Cap dès 1652 et, actuellement, c’est la plante alimentaire dominante dans une grande partie de l’Afrique australe.
Le Maïs en Asie
Les Portugais joignent Java en 1496 avec des variétés de maïs relevant curieusement des souches mexicaines et non pas caribéennes. Quoi qu’il en soit, à partir de l’Indonésie, la plante se diffuse rapidement dans tout l’archipel indonésien, jusqu’à Bornéo et les Moluques, où aborde Magellan en 1522. Le maïs se diffuse aussi dans le continent sud-asiatique : on le trouve en Birmanie au début du XVIe siècle, puis en Chine (attesté en 1516) et de là au Japon, à une date encore inconnue. Sa présence en Inde, bien attestée en 1621, est très certainement antérieure, du fait que les Portugais établissent après 1 500 une liaison régulière entre le Brésil et Goa. Le cas des Philippines est intéressant car s’y rencontrent deux voies opposées de circulation.
La Téosinte comme Plante Adventice en Europe
La téosinte est signalée en Poitou-Charentes depuis le début des années 90. Au départ, concentrée dans le secteur de Saint-Fraigne (16), la zone touchée s’élargit régulièrement en Charente-Maritime et en Deux-Sèvres et on note une accélération de la progression. La téosinte est considérée comme une plante adventice dans les cultures de maïs car elle y pousse sans y avoir été intentionnellement installée. Elle est tout à fait capable de se reproduire et se maintenir dans les parcelles cultivées, malgré des tentatives d’éradication. Très proche du maïs, la téosinte peut fortement le concurrencer et peut occasionner des pertes de rendement considérables.
Le mode principal de propagation reste le nettoyage imparfait du matériel de récolte itinérant. Les systèmes de cultures adaptés à ces secteurs ont aussi contribué à l’enrichissement des stocks semenciers et à la propagation. Les conseillers d’Arvalis en collaboration avec les coopératives agricoles Charentes-Alliance, Corea PC, Cavac Villejésus, Terre Atlantique ainsi que les chambres d’agriculture de Charente, de Charente Maritime et des Deux-Sèvres ont élaboré une fiche technique pour mieux connaître cette adventice du maïs et limiter sa propagation.
Caractéristiques et Impact de la Téosinte Adventice
Le stock semencier de la téosinte est plutôt persistant, et elle est capable de lever à des profondeurs importantes (> 8 cm). Au printemps, le développement végétatif rapide rend la téosinte très concurrentielle des cultures. En cas d’infestation sur maïs, le rendement de la récolte peut fortement chuter. Sa montée à graines pose des problèmes de qualité de récolte et augmente le stock grainier des parcelles. Les semences, de forme tétraédrique (berlingot), sont de couleur beige à brune et mesurent 5 mm. Au stade plantule, contrairement au maïs dont la première feuille est arrondie, le cotylédon de la téosinte est plus effilé. L’insertion des feuilles est plus verticale. La téosinte est alors repérable dans l’interrang. À l’âge adulte, ses racines nombreuses et profondes lui permettent de grandir jusqu’à 2,5 m. L’insertion des épis est différente de celle du maïs. On peut trouver 3 à 4 épis par plante, à des hauteurs différentes, avec une quinzaine de grains par épi et parfois plus. Les panicules sont plus développées que sur le maïs grain.
En analysant la variation génétique sur l’ensemble du génome des téosintes Européennes, les chercheurs ont montré qu’elles sont apparentées à la sous-espèce mexicana, mais que leur génome contient aussi des régions héritées de variétés de maïs tempérées (12 % du génome en moyenne chez les téosintes Françaises). La première région contient ZCN8, un gène majeur de précocité de la floraison. Ce gène a été sélectionné chez le maïs pour obtenir des variétés précoces pouvant être cultivées sous les latitudes tempérées. Les téosintes mexicana du Mexique ne fleurissent pas, ou très tardivement, sous les latitudes Européennes. Cependant les téosintes établies en France ont une période de floraison synchrone avec le maïs. La seconde région introgressée contient un allèle mutant du gène ACC1 provenant de variétés de maïs tolérantes à un herbicide. Le cas de la téosinte permet de mieux comprendre l’évolution des plantes adventices apparentées aux cultures et l’équilibre complexe entre le maintien du caractère adventice et l’incorporation de caractères favorables d’origine domestiquée. Il met aussi en lumière la réciprocité des relations entre plantes sauvages et cultivées.
Stratégies de Gestion de la Téosinte Adventice
Pour gérer cette adventice, il faut opter pour une démarche pluriannuelle en lutte préventive et curative et combiner les luttes chimiques et mécaniques. L’introduction de cultures d’hiver dans la rotation et l’intervalle maximal de temps entre deux cultures d’été limiteront les infestations. Il faut chercher à éviter les retours fréquents et successifs de cultures à risque, en particulier maïs et autres cultures de printemps. Comme les graines de téosinte sont capables de rester viables dans le sol très longtemps, leur enfouissement par le labour, même occasionnel, ne constitue pas une stratégie d’épuisement efficace. Le travail du sol simplifié est une alternative possible car il concentre les graines dans les premiers centimètres du sol et limite les levées échelonnées. Dans le maïs, la gestion du désherbage chimique passe par l’utilisation d’une variété Duo System. Le binage est un levier possible.
La présence de téosinte après une récolte de céréales ou de protéagineux nécessite une grande réactivité en matière d’interventions de déchaumage sur toute la période d’interculture afin de favoriser les levées car les germinations estivales sont fréquentes. Toute intervention destinée à stimuler les processus de levées en interculture favorisera la diminution du stock semencier. Sur maïs, il faut éviter les dates de semis précoces afin de faire lever et détruire un maximum de téosinte avant le semis. En prévention il faut faire attention au transport de graines par le matériel de récolte et nettoyer soigneusement la moissonneuse-batteuse après la récolte d’une parcelle infestée pour réduire la dissémination vers les autres champs. Il faut récolter les parcelles infestées en dernier.
Le Maïs : Une Plante aux Multiples Facettes et Enjeux Modernes
Aujourd’hui, le maïs est la première céréale produite dans le monde (900 millions de tonnes en 2013/2014), devant le blé et le riz. L’une des particularités du maïs est de posséder un système de photosynthèse spécifique (dit en C4), qui lui permet de très bien valoriser la lumière et la chaleur. De fait, le cycle de développement de cette plante est très court et efficient. Par ailleurs, le maïs est une plante monoïque : les fleurs mâles (la panicule, située à l’extrémité de la tige) et femelles (l’épi, inséré à la base d’une feuille située au milieu de la plante) sont portées par la même plante, mais à des endroits différents. Les floraisons sont également décalées dans le temps (dichogamie), ce qui favorise la fécondation croisée : le maïs est donc naturellement une espèce allogame.
Que ce soit via les recherches gouvernementales ou par des multinationales, des personnes seules ou encore par le biais d’organismes de protection, le maïs évolue encore. Il est dommage qu’une telle palette de biodiversité soit en danger par une utilisation abusive des mêmes variétés par l’agrobusiness. L’articulation entre les données de l’archéologie, de la génétique et celles de l’histoire reste encore difficile et peut même aboutir à des résultats contradictoires. Nul doute que le brassage dû à l’introduction massive de maïs améliorés au cours du XXe siècle a brouillé le panorama, notamment en provoquant la disparition des variétés locales anciennes.
L'Importance Spirituelle et Culturelle du Maïs
Schaefer et Furst, dans leur importante étude sur la culture Huichol, ont écrit avec éloquence sur les qualités sacrées du maïs et ses incarnations en tant qu’entités vénérées, soulignant les liens spirituels entre les peuples amérindiens de la Méso-Amérique et de l’Amérique du Nord : « Le maïs n’est pas seulement la plus sacrée et la plus importante des plantes alimentaires, mais il a de multiples personnalités divines, apparaissant comme la Mère du maïs, dont la forme animale est la colombe, et comme ses cinq filles, chacune d’une couleur différente. Dans certaines histoires, Yoáwima, le maïs bleu, est la plus sacrée de toutes, tout comme chez les Indiens Pueblo du Sud-Ouest américain. La jeune déesse du maïs est également connue sous le nom de Niwétsika. Le maïs lui-même, en tant que plante, est si intimement lié aux traditions et aux structures sociales des Huichols, qu’il devient une analogie fondamentale de l’existence humaine en relation avec le monde naturel. Comme le dit Anthony A. Shelton, « l’histoire de la vie des Huichol est directement comparable à celle du maïs. Les cérémonies de la naissance, du baptême, de la maturation et de la mort sont parallèles les unes aux autres. Les liens transformateurs entre des éléments apparemment disparates du monde huichol et les perceptions indigènes de celui-ci sont particulièrement intéressants. La description que fait Denis Lemaistre de ces liens est profondément poétique : « Le peyotl, le cerf et le maïs sont unis par un réseau de correspondances étroites. »
Téosinte et Maïs Moderne : Défis et Opportunités
Une équipe de chercheurs indiens dirigée par S. Sahoo a mené des études génétiques et de sélection végétale sur la téosinte et le maïs et a publié les résultats dans Tropical Plant Biology en 2021. Dans leur introduction, ces scientifiques écrivent que l’évolution de la domestication du maïs a entraîné la perte d’allèles qui pourraient aider la plante à s’adapter plus efficacement aux stress abiotiques (tels que la chaleur, le froid et la sécheresse) ainsi qu’aux stress biotiques (y compris les agents pathogènes et les organismes herbivores). Cette réduction de la diversité génétique rend le maïs plus vulnérable aux effets du changement climatique. En revanche, selon les auteurs, le progéniteur sauvage du maïs, la téosinte, présente « plus de variations, plus d’options alléliques pour faire face aux stress biotiques et abiotiques ». La sélection artificielle a donc produit le maïs, une plante miraculeuse, certes, mais qui a perdu des gènes adaptatifs qui existent toujours dans la téosinte, dont les nombreuses variétés « sont compatibles avec le maïs et dont l’introgression d’allèles sauvages peut donc être réalisée facilement à l’aide d’approches de sélection classiques ».
L'introgression, résultant du transfert de matériel génétique par hybridation, peut jouer un rôle important dans l’établissement d’une espèce envahissante dans un nouvel environnement, en permettant d’acquérir rapidement des caractères avantageux. Valérie Le Corre, Mathieu Siol, Yves Vigouroux, Maud I. Tenaillon, Christophe Délye (2020) ont publié dans Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America sur l'introgression adaptative du maïs qui a facilité l'établissement de la téosinte comme mauvaise herbe nuisible en Europe.
Enfin, il convient de mentionner le travail de pionnier de Monica Gagliano. Les questions relatives au maïs OGM sont également cruciales. Existe-t-il des risques potentiels pour la santé lorsque des scientifiques modifient la structure du maïs d’une manière qui ne se produirait pas dans le cadre d’un développement naturel, en lui insufflant de l’ADN animal, des herbicides et des pesticides ? La prédominance mondiale du maïs OGM rendra-t-elle les agriculteurs des pays en développement dépendants des entreprises semencières internationales qui détiennent des brevets exclusifs sur ces organismes génétiquement modifiés ? Le maïs OGM pourrait-il influencer la santé publique en termes de bactéries résistantes aux antibiotiques ? Ces interrogations soulignent les défis éthiques, environnementaux et socio-économiques liés à l'évolution continue de cette plante essentielle.